控制工程基礎(chǔ)2010試題及答案

填空題〔每空1分，15題共20分〕1.控制系統(tǒng)由控制對(duì)象和控制器兩局部組成。2.建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法有分析法、實(shí)驗(yàn)法兩種。3.按其數(shù)學(xué)模型是否滿足疊加性，控制系統(tǒng)可分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。4.隨動(dòng)系統(tǒng)是指在外界作用下，系統(tǒng)的輸出能相應(yīng)于輸入在廣闊范圍內(nèi)按任意規(guī)律變化的系統(tǒng)5．系統(tǒng)傳遞函數(shù)與其單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的關(guān)系是拉氏反變換.6．系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)特征根具有負(fù)實(shí)部7．某線性定常系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)為，。其單位階躍響應(yīng)為8．在工程控制實(shí)踐中，為使系統(tǒng)有滿意的穩(wěn)定性儲(chǔ)藏，一般其幅值裕度應(yīng)滿足大于6dB或大于2。9．最小相位系統(tǒng)是指?jìng)鬟f函數(shù)所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在復(fù)平面s的左半平面內(nèi)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，那么系統(tǒng)的固有頻率、阻尼比以及單位斜坡輸入所引起的穩(wěn)態(tài)誤差分別為3、1/6.、1/9。11、最小相位系統(tǒng)是指系統(tǒng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)都位于[S]平面的右半平面。12、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，那么其幅頻特性13、某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，在輸入作用下，輸出穩(wěn)態(tài)分量的幅值為3/4。14、線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)在諧波信號(hào)作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。15、某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)都在左半S平面，其開環(huán)頻率特性曲線如圖1.5所示，那么該系統(tǒng)位于右半S平面的極點(diǎn)數(shù)有0個(gè)。16、一階系統(tǒng)傳遞函數(shù)，該系統(tǒng)可以看成由積分和慣性兩環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。17、控制系統(tǒng)的根本要求主要有：穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性。18、系統(tǒng)輸出能夠以不同方式作用于系統(tǒng)，就稱為反應(yīng)。二、單項(xiàng)選擇題〔每題2分，10題共20分〕1．下面關(guān)于微分環(huán)節(jié)的控制作用描述中正確的選項(xiàng)是：(D)(A)使相位滯后(B)減小系統(tǒng)的阻尼(C)抗高頻干擾(D)使相位超前2．穩(wěn)態(tài)誤差除了與系統(tǒng)的型別、傳遞函數(shù)有關(guān)外，還與下述哪一項(xiàng)有關(guān)？(D)(A)階次(B)振蕩頻率(C)阻尼比(D)輸入信號(hào)類型3．二階振蕩系統(tǒng)幅值衰減的快慢取決于：(C)(A)(B)(C)特征根實(shí)部絕對(duì)值(D)特征根虛部的分布情況4．系統(tǒng)輸出的拉氏變換完全取決于：(B)(A)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的極點(diǎn)位置(B)系統(tǒng)的初始狀態(tài)、輸入及其傳遞函數(shù)(C)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(D)系統(tǒng)的固有特性5．相位滯后校正環(huán)節(jié)相當(dāng)于：(A)〔A〕低通濾波器〔B〕高通濾波器〔C〕帶通濾波器〔D〕帶阻濾波器6．以下圖為一階系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線，那么以下說(shuō)明正確的選項(xiàng)是：(B)(A)系統(tǒng)的輸出為(B)系統(tǒng)的輸出為(C)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為(D)系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)調(diào)整時(shí)間為2s7.PI控制類似于：〔C〕(A)增益調(diào)整(B)相位超前校正(C)相位滯后校正(D)相位滯后-超前校正8．某單位反應(yīng)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，那么輸入時(shí)穩(wěn)態(tài)輸出的幅值為〔D〕〔A〕〔B〕〔C〕2 〔D〕19．以下系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(所有參數(shù)均大于0)，那么以下圖中所給幅相曲線中正確的選項(xiàng)是：〔A〕10．用Nyquist穩(wěn)定判據(jù)判斷上面第9小題所給開環(huán)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所得結(jié)論正確的選項(xiàng)是：〔D〕(A)，；不穩(wěn)定(B)，；不穩(wěn)定(C)，；穩(wěn)定(D)，；穩(wěn)定三、計(jì)算題〔4題共30分〕1．〔4分〕系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖如下所示，求其傳遞函數(shù)，要求寫出結(jié)果即可。解2．〔10分〕最小相位系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如以下圖所示。⑴試給出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，并計(jì)算其相位裕量。⑵假設(shè)上圖為校正后的系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線圖，而原有系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)。解：①?！?分〕，所以。?！?分〕法一---近擬計(jì)算:〔2分〕〔2分〕(法二---較準(zhǔn)確計(jì)算:由圖知當(dāng)時(shí)有：)②,,得:2分〕2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如以下圖所示，求〔15分〕解：3、單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，確定使系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)參數(shù)的取值范圍?！?5分〕解：閉環(huán)傳遞函數(shù)為：無(wú)論K取何值，閉環(huán)系統(tǒng)都不穩(wěn)定。4、系統(tǒng)方框圖如右圖所示，要求超調(diào)量σ%=16.3%，峰值時(shí)間tp=1秒，求放大器放大倍數(shù)K和反應(yīng)校正微分時(shí)間常數(shù)T?！?5分〕〔提示：〕解：閉環(huán)傳遞函數(shù)