控制工程基礎(chǔ)模擬試卷二及答案

1、控制工程基礎(chǔ)模擬試卷二一、 填空題(每空1分，共20分)1. 傳遞函數(shù)的定義是對(duì)于線性定常系統(tǒng),在 初始條件為零 的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與 輸入量的拉氏變換 之比。2. 瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從 初始 狀態(tài)到 最終或穩(wěn)定 狀態(tài)的響應(yīng)過程。3. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為 負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根 ，即系統(tǒng)的特征根必須全部在 復(fù)平面的左半平面 是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。4. I型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 0 ，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 。5. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì) 正弦輸入 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括 幅頻和相頻 兩種特性。6. 如果系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工

2、作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是 （漸進(jìn)）穩(wěn)定的 系統(tǒng)。7. 傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號(hào)無關(guān)，僅僅決定于 系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù) ，并且只適于零初始條件下的 線性定常 系統(tǒng)。8. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號(hào)的形式及 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) _有關(guān)。9. 如果在系統(tǒng)中只有離散信號(hào)而沒有連續(xù)信號(hào)，則稱此系統(tǒng)為 離散(數(shù)字)控制 系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。10. 反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以c（截止頻率）附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應(yīng)的 穩(wěn)定 性和 快速 性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的 穩(wěn)定性能 。11. 對(duì)于一

3、個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、 快速 性和 精確或準(zhǔn)確 性。二設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)如圖1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號(hào) 的作用時(shí)，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。(15分)解： 然后通過頻率特性求出 三一個(gè)未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反饋閉環(huán)。經(jīng)過測試，得知閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖2所示。(10分)問：(1) 系統(tǒng)的開環(huán)低頻增益K是多少？(5分)(2) 如果用主導(dǎo)極點(diǎn)的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng)，試寫出其近似閉環(huán)傳遞函數(shù)；(5分)解：（1），(2) 四已知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖3所示。(10分)1. 寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的表達(dá)式；(5分)2. 概略繪制系統(tǒng)的Nyquist圖。(5分)1 2五已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示, 試求：(15分)1. 繪制系統(tǒng)的信號(hào)流圖。(5分)2. 求傳遞函數(shù)及。(10分)六系統(tǒng)如圖5所示，為單位階躍函數(shù)，試求：(10分)1. 系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率。(5分)2. 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間。(5分)1 2 七如圖6所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下時(shí)，K的數(shù)值。(10 由勞斯判據(jù)： 第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得 又有：2.25 可得：K4 4K54