《控制工程基礎(chǔ)》試卷及詳細(xì)答案

1、桂林電子科技大學(xué)試卷201” 2014學(xué)年第二學(xué)期課程名稱控制工程基礎(chǔ)(A卷.閉卷) 適用年級(jí)或?qū)I(yè)) 考試時(shí)間120分鐘 班級(jí)學(xué)號(hào) 姓名題號(hào)一二三四五六七八成績(jī)滿分152015152015100得分評(píng)卷人一、填空題(每題1分，共15分)1、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面，即：、快速性和。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無(wú)反向聯(lián)系時(shí)，稱為 ;當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí)，稱為。含有測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)，屬于。3、控制系統(tǒng)的 稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是 ,二階系統(tǒng)傳 函標(biāo)準(zhǔn)形式是。4、兩個(gè)傳遞函

2、數(shù)分別為 G1(s歸G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接， 其等效傳遞函數(shù)為G(s),則G(s)為 (用G1(s) G2(s)表 示)。5、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中，Z = P - R ,其中P是指,Z是指, R指。6、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g(t) 10e0.2t 5e°.5t, 則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為。7、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K2( s 1) ,則其開環(huán)幅頻特性s2(Ts 1)為，相頻特性為 。二、選擇題(每題2分，共20分)1、關(guān)于傳遞函數(shù)，錯(cuò)誤的說(shuō)法是（）6、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在1處提供最大相位A.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)；B.傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)，給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響；C.傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式；D.閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、采用負(fù)反饋形式連接后，則（）A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；G 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。3、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為50,則該系統(tǒng)的開環(huán)（2 s 1）（s 5）增益為（）oA、 50B、25 C、10D、54、下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果（）。A、增加開環(huán)極點(diǎn)；B 、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋；G增加開環(huán)零點(diǎn)；D 、引入串聯(lián)超前校正裝置。5、系統(tǒng)特征方程為D（s） s3 2s2

4、3s 6 0,則系統(tǒng) （）A、穩(wěn)定；B 、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；G臨界穩(wěn)定；D 、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)Z 2。超前角的是()。八10s 1010s 1A、 B、s 10.1s 12s 1 c 0.1s 1 D、0.5s 110s 17、已知開環(huán)幅頻特性如圖 1所示， 則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)圖1A、系統(tǒng) B、系統(tǒng)C、系統(tǒng)D、都不穩(wěn)定8、非單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其前向通道傳遞函數(shù)為G（S）,反饋通道傳遞函數(shù)為H(S),當(dāng)輸入信號(hào)為R(S),則從輸入端定義的誤差E(S)為()A、E(S) R(S) G(S)B、E(S) R(S) G(S) H(S)C、E(S) R(S) G(S) H

5、 (S) D、E(S) R(S) G(S)H(S)9、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)*Ks(s 1)(s 5)A、超調(diào) % B、穩(wěn)態(tài)誤差ess C、調(diào)整時(shí)間ts D、峰值時(shí)間tp10、已知下列負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，應(yīng)畫零度根軌跡的是()。*A、K (2 s)s(s 1)D、*K (1 s)s(2 s)*K2-s(s 3s 1)（15分）試建立如下圖所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程，并求傳遞四、（15分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，求系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。函數(shù)六、（15分）試用結(jié)構(gòu)圖等效化簡(jiǎn)求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/ R(s)。五、（20分）設(shè)控制系統(tǒng)如下圖所示，試用勞斯判據(jù)確定使

6、系統(tǒng)穩(wěn)定的K值。解：1、建立電路的動(dòng)態(tài)微分方程、填空題(每題1分，共15分)根據(jù)KCL有uiu0Cduiu0R1dtu0(t)R21、穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性2、開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)3、輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值,即 RiR2c du0 (Ri R2)u0(t) RiR2cdu R2ui(t)dtdt2 ns2 2 ns萬(wàn)或：G(s)n1、2 2)T s 2T s 12、求傳遞函數(shù)對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換得RiR2CsUo(s) (Ri R2)Uo(s) RRzCsUMs) RzU/s)4、Gi(s)+G2(s)得傳遞函數(shù)G(s) U國(guó)Ui(s)Ri R?Cs R2

7、Ri R2 Cs Ri R25、開環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù),(或：右半S平面的開環(huán)極點(diǎn)個(gè)四、閉環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù)(或:右半S平面的閉環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù),不穩(wěn)定的根的數(shù)); 25解：由圖可得系統(tǒng)的開環(huán)傳函為：G(s) s(s 5)奈氏曲線逆時(shí)針?lè)较虬鼑?-1, j0 )整圈數(shù)。因?yàn)樵撓到y(tǒng)為單位負(fù)反饋系統(tǒng)，則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為,6、- s100.2s s 0.5s2 .T2 2arctan 180o arctan T25_ ,、 _ 2G(s) s(s 5)2551 G(s) 125 s(s 5) 25 s2 5s 52s(s 5)180oarctan與二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式、選擇題(每題2分,共20分)2(s) 工n2 比較，有22s2 nsn1、B 2、D3、C4、A5、C 6、B7、BA10、A8、D 9、52、(10 分)解得0.55所以 e/、：i工e 0.5 /J 0.5216.3%、， 一 1即，使系統(tǒng)穩(wěn)定的 K值為K -3ts0.5 5ts1.2s0.5 5六、解：1.6s，ts3.53.51.4s,n 0.5 5原圖ts4.54.50.5 51.8s(2分)五、令Gi(s尸s(s 3)K - s(s3)s(s 3) 2K2_s 3s 2K皿 C(s)則R(s)1G1(s) s1 -1 -G1(s)s控制系統(tǒng)的特