《控制工程基礎》試卷及詳細答案.doc

.一、填空題（每題1分，共15分）1、對于自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面，即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。2、若某單位負反饋控制系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 。3、能表達控制系統(tǒng)各變量之間關系的數(shù)學表達式或表示方法，叫系統(tǒng)的數(shù)學模型，在古典控制理論中系統(tǒng)數(shù)學模型有 、 等。4、判斷一個閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可采用 、 、 等方法。5、自動控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為 ；當控制裝置與受控對象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時，稱為 。6、設系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則其開環(huán)幅頻特性為 ，相頻特性為 。7、最小相位系統(tǒng)是指 。二、選擇題（每題2分，共20分）1、關于奈氏判據(jù)及其輔助函數(shù) F(s)= 1 + G(s)H(s)，錯誤的說法是 ( )A、 F(s)的零點就是開環(huán)傳遞函數(shù)的極點B、 F(s)的極點就是開環(huán)傳遞函數(shù)的極點C、 F(s)的零點數(shù)與極點數(shù)相同D、 F(s)的零點就是閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點2、已知負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為 ( )。A、 B、 C、 D、與是否為單位反饋系統(tǒng)有關 3、一階系統(tǒng)的閉環(huán)極點越靠近S平面原點，則 ( ) 。 A、準確度越高 B、準確度越低 C、響應速度越快 D、響應速度越慢4、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)增益為 ( )。A、 100 B、1000 C、20 D、不能確定5、若兩個系統(tǒng)的根軌跡相同，則有相同的： A、閉環(huán)零點和極點 B、開環(huán)零點 C、閉環(huán)極點 D、階躍響應6、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是 ( )。A、 B、 C、 D、7、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果 ( )。A、增加開環(huán)極點； B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋；C、增加開環(huán)零點； D、引入串聯(lián)超前校正裝置。8、關于線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定，下列觀點正確的是 ( )。 A、線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的各項系數(shù)都為正數(shù)； B、無論是開環(huán)極點或是閉環(huán)極點處于右半S平面，系統(tǒng)不穩(wěn)定； C、如果系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)特征方程某項系數(shù)為負數(shù)，系統(tǒng)不穩(wěn)定； D、當系統(tǒng)的相角裕度大于零，幅值裕度大于1時，系統(tǒng)不穩(wěn)定。 9、關于系統(tǒng)頻域校正，下列觀點錯誤的是( )A、一個設計良好的系統(tǒng)，相角裕度應為45度左右；B、開環(huán)頻率特性，在中頻段對數(shù)幅頻特性斜率應為；C、低頻段，系統(tǒng)的開環(huán)增益主要由系統(tǒng)動態(tài)性能要求決定；D、利用超前網(wǎng)絡進行串聯(lián)校正，是利用超前網(wǎng)絡的相角超前特性。10、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，當輸入信號是時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是( )A、 0 B、 C、 10 D、 20三、（10分) 建立圖示系統(tǒng)的數(shù)學模型，并以傳遞函數(shù)形式表示。Fi (t) 四、（20分）系統(tǒng)結構圖如下圖所示：1、寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)表達式；（8分）2、要使系統(tǒng)滿足條件：,試確定相應的參數(shù)和；（6分）3、求此時系統(tǒng)的動態(tài)性能指標；（6分）五、(20分) 已知系統(tǒng)的方框圖如下圖所示 。試求閉環(huán)傳遞函數(shù)C(s)/R(s) (提示：應用信號流圖及梅森公式) G1G2G3H1G5H3H2G4+-R(s)C(s)+ 六、(15分) 設單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 2（）（）試求當輸入信號r(t)=sin(t-45)時，其閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出c(t)。一 填空：1、穩(wěn)定性 快速性 準確性 穩(wěn)定性2、3、微分方程 傳遞函數(shù) （或結構圖 信號流圖）（任意兩個均可）4、勞思判據(jù) 根軌跡 奈奎斯特判據(jù) 5、開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)6、；7、S右半平面不存在系統(tǒng)的開環(huán)極點及開環(huán)零點二 選擇1、A 2、B 3、D 4、C5、C6、B7、A8、C 9、C10、D三、解: 四、解：1、 2、（4分） 3、（4分） 五、解：繪制信號流圖- G5- H1H3G3G2G1-H2G4R(s)C(s) 注：別忘了標注箭頭表示信號流向。2) 應用梅森公式求閉環(huán)傳遞函數(shù):前向通道增益；回路增益；特征式； 余因子式（對應各個前項通道的） ；-經(jīng)驗：一般余因子式不會直接等于1，不然太簡單了閉環(huán)傳遞函數(shù)六