大工19秋自動(dòng)控制原理期末考試復(fù)習(xí)題

1、大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第1頁(yè) 共10頁(yè)機(jī)密啟用前大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2019年秋白動(dòng)控制原理期末考試復(fù)習(xí)題 注意事項(xiàng)：本復(fù)習(xí)題滿分共：200分。一、選擇題1、將連續(xù)信號(hào)通過(guò)采樣開關(guān)變換成（A.數(shù)字信號(hào)BC.離散信號(hào)D2、開環(huán)頻率特性所提出的性能指標(biāo)不包括（A.剪切頻率BC.幅值裕度D3、為了降低擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該（A.增大擾動(dòng)作用點(diǎn)之后的前向通道放大系數(shù)B.減小擾動(dòng)作用點(diǎn)之后的前向通道放大系數(shù)C.增大擾動(dòng)作用點(diǎn)之前的前向通道放大系數(shù)D.減小擾動(dòng)作用點(diǎn)之前的前向通道放大系數(shù)4、對(duì)于離散系統(tǒng)，其穩(wěn)定的條件是系統(tǒng)的（A.開環(huán)零點(diǎn)BC.閉環(huán)零點(diǎn)D的過(guò)程稱為采樣過(guò)程。.模擬信號(hào).

2、脈沖信號(hào)）。.相角裕度.帶寬頻率）均在z平面上以原點(diǎn)為圓心的單位圓內(nèi)。.開環(huán)極點(diǎn).閉環(huán)極點(diǎn)5、（）是一種圖解分析法，適用于具有嚴(yán)重非線性特性的一階、二階系統(tǒng)。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數(shù)法D.逆系統(tǒng)法6、閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件為使特征函數(shù)的零點(diǎn)都具有（）。A.正實(shí)部B.負(fù)實(shí)部C.正虛部D.負(fù)虛部7、穩(wěn)定的一階系統(tǒng)對(duì)階躍輸入信號(hào)的響應(yīng)是（）。A.振蕩的過(guò)程B.指數(shù)飛升過(guò)程C.有超調(diào)的D.無(wú)阻尼的8、信號(hào)流圖中不含有（）。大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第2頁(yè)共10頁(yè)A.節(jié)點(diǎn)C.支路D.增益9、 將連續(xù)信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣并變換成離散的數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)稱為（）。A.模-數(shù)轉(zhuǎn)換器B.數(shù)-模轉(zhuǎn)換器C.

3、信號(hào)轉(zhuǎn)換器D.離散轉(zhuǎn)換器10、對(duì)于同一系統(tǒng)，采用超前校正的系統(tǒng)帶寬（ ）采用滯后校正的系統(tǒng)帶寬。A.大于B.小于C.等于D.小于或等于11、只有輸入支路沒有輸出支路的節(jié)點(diǎn)稱為（）。A.輸出節(jié)點(diǎn)B.輸入節(jié)點(diǎn)C.混合節(jié)點(diǎn)D.前向通路12、（）不受系統(tǒng)階次的限制，且所得結(jié)果也比較符合實(shí)際。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數(shù)法D.逆系統(tǒng)法13、等加速度函數(shù)指的是（）。A.階躍函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.拋物線函數(shù)D.脈沖函數(shù)14、在離散系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界是（）。A.實(shí)軸B.虛軸C.單位圓D.原點(diǎn)15、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)5S1一、，,則系統(tǒng)的開環(huán)零點(diǎn)為（s（s 1）。A. 1B.-0.5C. 5D

4、.-0.2116、控制系釧環(huán)傳遞函數(shù)為 G（s）H （s），則該系統(tǒng)根軌跡有（）條漸近線。s(s 1)(s 2)(s 3)A. 1B.2C. 3D.417、在離散控制系統(tǒng)中米用 (）來(lái)恢復(fù)離散信號(hào)。A.零階保持器B. 一階保持器大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第3頁(yè) 共10頁(yè)C.二階保持器D. 回您1保持右音18、定值控制系統(tǒng)也叫(）。A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)C.復(fù)合控制系統(tǒng)D.伺服控制系統(tǒng)19、（）反映系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。A.峰值時(shí)間B.調(diào)節(jié)時(shí)間C.延滯時(shí)間D.上升時(shí)間20、（）是單位階躍信號(hào)對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)。A.單位正弦信號(hào)B.單位脈沖信號(hào)C.單位拋物線信號(hào)D.單位斜坡信號(hào)答案：

5、1 . C2.D3. C4. D5. A6. B7.B8. B9. A10A11 . A 12.C13. C14C15.D16D17A18. A19.B20B二、判斷題1、 傳遞函數(shù)和微分方程一樣，都可以表征系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。（）A.正確B.錯(cuò)誤2、 對(duì)于一階系統(tǒng)，無(wú)論輸入何種信號(hào)，其輸出響應(yīng)都不會(huì)振蕩。（）A.正確B.錯(cuò)誤3、 信號(hào)流圖可以經(jīng)過(guò)等效變換求出輸出量與輸入量之間的傳遞函數(shù)。（）A.正確B.錯(cuò)誤4、 由于能量有限、飽和限制等，積分環(huán)節(jié)的輸出不會(huì)無(wú)限增加。（）A.正確B.錯(cuò)誤5、 線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)和部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與外作用函數(shù)及初始條件無(wú)關(guān)。（）A.正確B.錯(cuò)誤6、 相

6、平面法是一種圖解法，適用于分析任何具有嚴(yán)重非線性特性的系統(tǒng)。（）大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第4頁(yè) 共10頁(yè)A.正確7、 只有輸入支路的節(jié)點(diǎn)稱為輸出節(jié)點(diǎn)，它一般表示系統(tǒng)的輸出信號(hào)。（）A.正確B.錯(cuò)誤8、 在工程實(shí)際中機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)可以近似為一階系統(tǒng)。（）A.正確B.錯(cuò)誤9、 過(guò)阻尼系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍，動(dòng)作緩慢，所以一般控制系統(tǒng)都不設(shè)計(jì)成過(guò)阻尼系統(tǒng)。（）A.正確B.錯(cuò)誤10、Z變換只能表征連續(xù)時(shí)間信號(hào)在采樣時(shí)刻上的信息。（）A.正確B.錯(cuò)誤11、 同一個(gè)物理系統(tǒng)，可以用不同的數(shù)學(xué)模型來(lái)表達(dá)。（）A.正確B.錯(cuò)誤12、 采用演繹法時(shí)，能夠滿足觀測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)模型有無(wú)窮多個(gè)。（）A.正確B.錯(cuò)誤13

7、、 比例環(huán)節(jié)不失真也不延滯，故又稱為放大環(huán)節(jié)。（）A.正確B.錯(cuò)誤14、 控制系統(tǒng)在穩(wěn)定的情況下，一般都存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差。（）A.正確B.錯(cuò)誤15、 勞斯陣列表第一列有負(fù)數(shù)，說(shuō)明系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（）A.正確B.錯(cuò)誤16、 根軌跡是以實(shí)軸為對(duì)稱的，故根軌跡的分離、會(huì)合點(diǎn)均位于實(shí)軸上。（）A.正確B.錯(cuò)誤17、 相位差隨頻率變化的特性稱為相頻特性。（）A.正確B.錯(cuò)誤18、 在正弦輸入信號(hào)作用下， 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出也是一個(gè)同頻率的正弦信號(hào)，所以幅值和相位不變。（ ）A.正確B.錯(cuò)誤19、 前饋校正是在系統(tǒng)主反饋回路之外采用的校正方式。（）A.正確B.錯(cuò)誤20、 保持器的外推作用表現(xiàn)為過(guò)去時(shí)刻

8、的輸出信號(hào)是當(dāng)前時(shí)刻離散信號(hào)的外推。（）A.正確B.錯(cuò)誤.錯(cuò)誤大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第5頁(yè)共10頁(yè)答案:1A2B3A4A5A6B7A8B9A10.A11 .A12B13.A14.A15. B16.B17.A18.B19.A20. B三、名詞解釋1、諧振頻率：閉環(huán)系統(tǒng)幅頻特性出現(xiàn)諧振峰值時(shí)的頻率。2、校正裝置：為滿足系統(tǒng)性能要求而有目的地引入的裝置稱為校正裝置。四、簡(jiǎn)答題1、求Z反變換的方法。答：1）長(zhǎng)除法：由函數(shù)的Z變換表達(dá)式，直流利用長(zhǎng)除法求出按升藉排列的級(jí)數(shù)形式，再經(jīng)過(guò)拉普拉斯反變換，求出原函數(shù)的脈沖序列。2）部分分式法：通過(guò)部分分式法求取Z反變換的過(guò)程，與應(yīng)用部分分式法求取拉

9、普拉斯反變換很相似。3）留數(shù)計(jì)算法：又稱反演積分法。2、什么是最少拍系統(tǒng)？答：是指對(duì)于典型輸入信號(hào)具有最快的響應(yīng)速度，能在有限的幾拍之內(nèi)結(jié)束過(guò)渡過(guò)程，且在過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，在采樣時(shí)刻上穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)。3、控制系統(tǒng)性能分析的三種方法。答：直接求解法、間接評(píng)價(jià)法和計(jì)算機(jī)仿真法。五、計(jì)算題1、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為20,2s(s 8s 15)試用勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:G(s)大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第6頁(yè)共10頁(yè)20(s)3_ 2s38s215s大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第7頁(yè)共10頁(yè)因此，系統(tǒng)的特征方程為：s38s215s 20 0s31

10、152s2820列寫勞斯陣列表如下：25s12s020第一列系數(shù)都是正數(shù)，故系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖的幅頻特性如下圖所示，試求當(dāng)10.2,20.5 時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。其中開環(huán)增益K由圖幅頻特性低頻起始斜率為零求得:20lg K 40(dB),K 100再將10.2,20.5 ,K 100代入(1)式，得到系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:100解：由圖可知，起始斜率為零，因此系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中應(yīng)不含積分環(huán)節(jié);1,2應(yīng)為兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率。由此可寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)(1)-1s 1 s 13、按步驟化簡(jiǎn)如下圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)大工自動(dòng)控制

11、原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第8頁(yè)共10頁(yè)G(s)5s 1 2s 1大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第9頁(yè)共10頁(yè)步驟2：再將G2,GIH1以及 G3,G4H2組成的小回路實(shí)行反饋?zhàn)儞Q，得到如下結(jié)構(gòu)圖。GIG2G3G41 G1G2H1G3G4H2G1G2G3G4H1H2G2G3(b)所示。試確定系統(tǒng)參數(shù)K和 a。(計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后1位。)試確定K的取值范圍。C(s)R(s)4、如下圖(a)所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖解：系統(tǒng)傳函：W(s)Ks2as Ks22ns由圖知：百分比超調(diào)量_ _ _ _U125 1%=e1100%- 100% 25%1峰值時(shí)間tDp-0.1n/12因此：=0.4,n；

12、02= 3.4。所以a 2n=2.7,K22=11.65、已知單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)-,若要求閉環(huán)極點(diǎn)的實(shí)部均小于s(s 3)(s 5)解：步驟1:首先將前面的綜合點(diǎn)后移，后面引出點(diǎn)前移得到如下圖所示結(jié)構(gòu)。再將上圖實(shí)行串聯(lián)及反饋?zhàn)儞Q，得到總的傳遞函數(shù)為(a)2(b)期末復(fù)習(xí)題第8頁(yè)共10頁(yè)解：系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為:s38 s215s K 0由題意可令s 1 ,即將 s s 1 代入閉環(huán)特征方程，有(Si1)3.28(& 1)15(& 1) K 0整理得：3522列勞斯表如下:18 K18 K則使系統(tǒng)穩(wěn)定的 K 的取值范圍為:解得8 K 18K值。設(shè)采樣周期T

13、=0.5s。Zs(s2)0.50.5s 2閉環(huán)特征方程為對(duì)上式進(jìn)行W變換，簡(jiǎn)化后得0.5K(1 e2T)z 0.316Kz2T_(z 1)(z e ) (z 1)(z 0.368)1 G(z) (z 1)(z 0.368) 0.316Kz 02.0.316Kw1.264w2.736 0.316K 0由勞斯判據(jù)知，若使系統(tǒng)穩(wěn)定，則要求大工自動(dòng)控制原理課程考試大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第11頁(yè)共10頁(yè)七、論述題1、試述繪制根軌跡的基本規(guī)則。答：1)根軌跡的方向、起點(diǎn)和終點(diǎn):根軌跡起始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)。如果開環(huán)零點(diǎn)數(shù)目 終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處。2)根軌跡的分支數(shù)3)根軌跡的連續(xù)性和對(duì)稱性根

14、軌跡是連續(xù)的，且以實(shí)軸為對(duì)稱的曲線。4)根軌跡的漸近線的漸近線共有n-m條。2.736 0.316K 0所以K 8.658,系統(tǒng)穩(wěn)定。六、綜合題1、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)10( s1),若要求系統(tǒng)截止頻率c4 ,試求相應(yīng)的值s (2 s 1)及相角裕度解：由題意可列：G( j )10(12-(j ) (1 2j其幅頻特性與相頻特性為:A()G(j )10.1 ()2G(j)180 arctan arctan 2令 A(c) 1 ,有.4： c4100101于是相角裕度180(c) arctancarctan 2cccc由c4代入以上式子得到:3.215,2.68m小于開環(huán)極點(diǎn)數(shù)目n,則有n-m條根軌跡根軌跡的分支數(shù)等于特征方程的階次，即開環(huán)零點(diǎn)數(shù)m和開環(huán)極點(diǎn)數(shù)n中的較大者。大工自動(dòng)控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第12頁(yè) 共10頁(yè)5）根軌跡的分離、會(huì)合點(diǎn)分離點(diǎn)：根軌跡分