(完整word版)南昌大學(xué)控制工程基礎(chǔ)期末試卷,有答案

1、試卷1答案填空題(每空2分，共30分)第6頁共5頁1 .若線性系統(tǒng)的輸入信號為r(t),輸出信號為c(t),則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)C sRs2 .環(huán)節(jié)串聯(lián)時總的傳遞函數(shù)等于各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積。3 .因?yàn)閷?shí)際的物理系統(tǒng)總是包含一些儲能元件，所以當(dāng)輸入信號作用于系統(tǒng)時，系統(tǒng) 的輸出量不能立即跟隨輸入量的變化，而是在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)輸出 之前,表現(xiàn)為瞬態(tài)響應(yīng)過程。4 .系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與開環(huán)傳遞函數(shù)的 增益和型次有關(guān)。5 .系統(tǒng)在斜坡信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為零，則系統(tǒng)中至少應(yīng)含有 2個積分環(huán)節(jié)。6 .二階欠阻尼系統(tǒng)的無阻尼固有頻率 缶n、阻尼振蕩頻率缶d和諧振頻率8r三者由小到大的關(guān)系為 ,'d

2、X7.某系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為1-2eq,則系統(tǒng)傳遞函數(shù)為2-s0s(s 2)8 .對控制系統(tǒng)性能的基本要求是 穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性。9 .根據(jù)校正環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式不同，校正可分為 順饋校正 、反饋 校正和串聯(lián)校正等。選擇題（每空2分，共20分）得分評閱人1.與開環(huán)控制相比較閉環(huán)控制的特征是系統(tǒng)有A.執(zhí)行元件B.放大元件C.控制器D.反饋元件2.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在阻尼比A. 0 :二，：1B. .1C. =0時為衰減振蕩曲線。D. ，： 03.單位斜坡信號f(t)的拉氏變換F ( s)是A.4.A.B.D.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為則系統(tǒng)時間響應(yīng)的快速性與K有關(guān) B.與K和T有關(guān) C.

3、與T有關(guān) D.與輸入信號大小有關(guān)5 .關(guān)于勞斯穩(wěn)定性判據(jù)和乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)，以下敘述中正確的是A.勞斯判據(jù)屬代數(shù)判據(jù)，是用來判斷開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的B.乃奎斯特判據(jù)屬幾何判據(jù)，是用來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的C.乃奎斯特判據(jù)是用來判斷開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的D.以上敘述均不正確6 . 一個系統(tǒng)穩(wěn)定與否取決于A.系統(tǒng)的輸入B.系統(tǒng)的輸出C.系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)與參數(shù)D.系統(tǒng)的初始條件7.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）型系統(tǒng)。8.A.9.A.A.0B.IC. IID. III某環(huán)節(jié)在恒值輸入作用下，其輸出隨時間按指數(shù)規(guī)律上升，則這環(huán)節(jié)是比例環(huán)節(jié)B.慣性環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)D .微分環(huán)節(jié)若系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為100B. 5015

4、0s(s 3)(2s 5),則它的開環(huán)增益是C. 20D. 1010.所謂最小相位系統(tǒng)是指。A.系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均在 S平面左半平面B .系統(tǒng)開環(huán)（閉環(huán)）傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 S平面左半平面C.系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 S平面右半平面D.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 S平面右半平面DABC。B C B B D B 二、圖解題（每題8分，共8分）得分評閱人1、已知傳遞函數(shù)為G(s)= 50(0.1s+1),試?yán)L制Bode圖 s(0.5s 1)(s 5)評分標(biāo)準(zhǔn)：1）把傳遞函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)形式（1分）2）標(biāo)出各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率（2分）3）畫出各折線短并標(biāo)出相應(yīng)斜率（3分）4

5、）相頻特性圖（2分）四、問答題（每題6分，共18分）得分評閱人1、已知系統(tǒng)的特征方程為s4+2s3-6s2+3 = 0,該系統(tǒng)是否穩(wěn)定？為什么?答案：該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的（2分）系數(shù)有小于零的情況，根據(jù)勞斯判據(jù)可知系統(tǒng)不穩(wěn)定（4分） 注：用勞斯表進(jìn)行判斷的，也可以。2、若系統(tǒng)前向通道、反饋通道傳遞函數(shù)分別為 G(s)、H(s),則位置、速度、加速 度無偏系數(shù)Kp、Kv、Ka如何定義的？Kp =lim G(s)H(s) s0答案：Kv =lim sG(s)H(s)2Ka =lim s2G(s)H(s)s 0注：各項(xiàng)2分3、何謂相位裕量？并附圖說明答案：在切為幅值剪切頻率 5 («c>

6、0)時，相頻特性/GH距-180°線的相位差 值不稱為相位裕量。(3分)畫出波德圖或乃奎斯特圖說明(3分)五、分析題(每題8分，共24分)得分評閱人1、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為5s 6s 1 9s 1試求：(1)系統(tǒng)對單位階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差。(2)系統(tǒng)對輸入為r(t )=5t時的穩(wěn)態(tài)誤差答案：(1)系統(tǒng)對單位階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為0 (1分)給出步驟(2分)(2) R(s) = 52sess = lim° sE1 (s) = sm° sE =I叫 s GHR( s) = lim s_s 10 1 .15二15215 s s(6s 1)(9s 1)2、已知單位負(fù)反饋的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試求(1)當(dāng)輸入x(t) = 2cos(2t + 30o)時,5s 1系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出？ ( 2)該系統(tǒng)截止頻率為多少？答案：(1)系統(tǒng)閉環(huán)傳函為：G(s) =0.55s 2 2.5s 1穩(wěn)態(tài)輸出為：xo(t) = 0.2cos(21 +300 arctan5) (2 分)求取步驟3分1(2)系統(tǒng)截止頻率為：GOb =缶丁