北京工業(yè)大學(xué)控制工程基礎(chǔ)試題A

1、北京工業(yè)大學(xué)20152016學(xué)年第一學(xué)期控制工程基礎(chǔ)III 期末考試試卷 卷A考試說明：閉卷考試95分鐘 ，適用于機(jī)械工程和測(cè)控儀器專業(yè)本科 承諾：本人已學(xué)習(xí)了北京工業(yè)大學(xué)考場(chǎng)規(guī)則和北京工業(yè)大學(xué)學(xué)生違紀(jì)處分條例，承諾在考試過程中自覺遵守有關(guān)規(guī)定，服從監(jiān)考教師管理，誠(chéng)信考試，做到不違紀(jì)、不作弊、不替考。若有違反，愿接受相應(yīng)的處分。承諾人： 學(xué)號(hào)： 班號(hào)： 。注：本試卷共 八 大題，共 8 頁(yè)，滿分100分，考試時(shí)必須使用卷后附加的統(tǒng)一答題紙或草稿紙。卷 面 成 績(jī) 匯 總 表（閱卷教師填寫）題號(hào)一二三四五六七八九十總成績(jī)滿分2020101010101010得分得 分一、填空題（共20分，每題2分

2、）1）按有無反饋，控制系統(tǒng)可以分為 和 兩類。2）經(jīng)典控制理論研究 系統(tǒng)，現(xiàn)代控制理論研究多輸入多輸出系統(tǒng)。3）反饋控制建立在偏差基礎(chǔ)上，其控制方式簡(jiǎn)言之就是 。4）對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求包括： ， ， 。5）傳遞函數(shù)，其定義為在 條件下，系統(tǒng)輸出量拉氏變換和輸入量拉氏變化之比。6）系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)通常由 分量和 分量共同組成，前者反映系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性，后者反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。7）頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)對(duì)正弦輸入信號(hào)的 響應(yīng)。頻率特性是指在正弦信號(hào)作用下，線性定常系統(tǒng)的輸出穩(wěn)態(tài)分量與輸入的 比。8）系統(tǒng)傳遞函數(shù)所有 和 都在復(fù)平面左半平面時(shí)，該系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。9）輸入信號(hào)引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差（偏差）的大小取決

3、于系統(tǒng)的輸入信號(hào)、開環(huán)傳遞函數(shù) 環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)和開環(huán) 。10）頻域穩(wěn)定性判據(jù)（奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)）是根據(jù) 幅相頻率特性圖或?qū)?shù)頻率特性曲線判斷系統(tǒng)閉環(huán)后的穩(wěn)定性。得 分二、選擇題（共20分，每題5分）（1）某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，求在輸入信號(hào)r(t)=sin 2t作用時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為 (a) c(t)=0.354sin(2t+450) (b) c(t)=0.354sin(2t-450)(c) c(t)=0.354sin(t-450) (d) c(t)=1.354sin(2t-450)（2）已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為（K,T1,T2>0），其極坐標(biāo)圖為 ImRe(b)ImRe(c)Im

4、Re(d)ImRe(a)（3）已知四個(gè)開環(huán)為最小相位系統(tǒng)的開環(huán)奈氏圖如下圖所示，其中系統(tǒng)閉環(huán)后處于臨界穩(wěn)定的系統(tǒng)為 (a) (b) (c) (d)（4）二階系統(tǒng)時(shí)域瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)中只由系統(tǒng)阻尼比決定的指標(biāo)為 (a) 最大超調(diào)量MP (b)調(diào)整時(shí)間ts(c) 上升時(shí)間tr (d)峰值時(shí)間tp得 分三、 已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為：求：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)（s）和最大超調(diào)量%。（10分）得 分四、 求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。（10分）得 分五、 求下圖所示力學(xué)模型的傳遞函數(shù)，圖中，xi(t)為輸入位移，xo(t)為輸出位移，k1和k2為彈性剛度，D1和D2為粘性阻尼系數(shù)（10分）xi(t)x0(t)k1k2D1D2得 分六、 最小相位系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性如圖所示，試確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（10分）L() (dB)20110-20 dB/dec25-20dB/dec010dB/dec得 分七、 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，確定系統(tǒng)位置誤差系數(shù)、速度誤差系數(shù)和當(dāng)輸入r(t)=2t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（10分）得 分八、 單位