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一、单选题

1． 下面四个控制器的传递函数中，哪一个是滞后一超前控制器？（ ）

【答案】A

2． 单位负反馈系统的开环传递函数为（ ）。

A.k=10时，系统有一对正的共轭复根，单位阶跃响应振荡发散 B.k=10时，系统有一对负的共轭复根，单位阶跃响应振荡衰减 C.k=10时，系统有两个负的重实根，单位阶跃响应无超调 D.k=10时，系统有两个负的重实根，单位阶跃响应有超调 【答案】D

【解析】当K=10时，系统的闭环特征方程为

调。

3． 系统的单位阶跃响应为

A. B.

C.

D. 【答案】B

【解析】由于

系统的单位脉冲响应为

4． 单位反馈系统的开环传递函数为

A. 稳定系统 B. 临界稳定系统

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即系统由两个负的重实根，由于右边闭环零点-1的影响，单位阶跃响应有超

则系统的单位脉冲响应是（ ）。

则闭环系统是（ ）。

C. 不稳定系统 D. 稳定性难以确定 【答案】C

【解析】闭环系统特征方程为劳斯表为：

表

列写

第一列不全为正，根据劳斯判据知系统不稳定，故选C 。

5． 如果系统的状态处于某一极限环上，此极限环是稳定的极限环的条件是（ ）。

A. 系统能回到该极限环

B. 系统振荡离开此环到相邻的环上 C. 系统振荡收敛于原点 D. 系统振荡发散到无穷远处 【答案】A

【解析】根据稳定极限环定义：当

时，起始于极限环内部或外部的相轨迹均卷向极限环。

所以任何微小扰动使系统的状态离开极限环后，最终会回到这个极限环。

6． 观察开环系统频率特性的（ ），可以判断系统的型别。

A. 高频段 B. 中频段 C. 低频段 D. 无法判断 【答案】C

【解析】系统的低频段决定系统的型别。

二、填空题

7． 根轨迹起始于_____，终止于_____。

【答案】开环极点；开环零点

8． 两个传递函数分别为

为_____（用

【答案】

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的环节，以并联方式连接，

其等效传递函数为表示）。

9． 设系统的开环传递函数为

【答案】

10．相平面的概念：_____。

则其开环幅频特性为_____，相频特性为_____。

【答案】设一个二阶系统可以用常微分方程取

1来描述。其中的

描述。如果

线性或非线性函数。在一组非全零初始条件下，

系统的运动可以用解析解

构成坐标平面，则系统的每一个状态均对应于该平面上的一点，则这个平面称相平面。

三、简答题

11．在二阶系统中加入比例微分控制后，使系统的自然振荡频率生了什么变化，对系统性能有哪些改善？

【答案】设二阶系统校正前的开环传递函数为为

为

开环増益变为

校正后的开环传递函数为

加入的比例微分控制，校正后的闭环传递函数

阻尼比变为

阻尼系数和开环增益K 发

可见校正后系统的自然振荡频率变为

系统的超调量变小。

12．局部反馈校正在控制系统的设计过程中起什么作用？

【答案】局部反馈校正在控制系统中的应用可以减小系统的惯性，加快系统的反映速度，从而提高系统的调节品质。

四、分析计算题

13．设系统的状态空间描述为

（1）设计状态反馈矩阵K ，使系统闭环极点配置在【答案】（1）

（2）状态反馈后的状态空间表达式为

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处；

（2）求出状态反馈后系统零极点形式的传递函数，对出现的现象进行说明。