控制工程基礎(chǔ)試卷及答案

1、控制工程基礎(chǔ)考試卷及答案西北工業(yè)大學(xué)考試題（A卷）（考試時(shí)間120分鐘）學(xué)院： 專(zhuān)業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 題號(hào)一二三四總分得分一 填空題（共24分，每空1.5分）1. 實(shí)現(xiàn)恒溫控制有兩種方法：人工控制和自動(dòng)控制。P22. 若一個(gè)元件的輸入和輸出的關(guān)系曲線(xiàn)為直線(xiàn)，則稱(chēng)元件為線(xiàn)性元件。P63. 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型都是線(xiàn)性常系數(shù)微分方程，它的一個(gè)重要性質(zhì)是具有齊次性和疊加性。P134. 在控制工程中，一般需要確定信號(hào)流圖中輸出和輸入間的關(guān)系，即系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。P275. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)是指系統(tǒng)在某一信號(hào)的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程。P356. 乃奎斯特圖又稱(chēng)為極坐標(biāo)圖或幅相頻率特性圖。P

2、557. 最小相位系統(tǒng)是指系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在復(fù)平面無(wú)右極點(diǎn)和右零點(diǎn)的系統(tǒng)。P708. 系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s的左半平面。P1019. 系統(tǒng)誤差的定義為被控量期望值與實(shí)際值之差。P10510. 開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定特性，中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的復(fù)雜性。P117二 判斷題（共20分，每空2分） 1. 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的裝置可以不同，但反饋控制的原理卻是相同的。P3（） 2. 結(jié)構(gòu)圖等效變換的原則是變換后與變換前的輸入量和輸出量都保持不變。P22（）3. 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是指時(shí)間t趨向于無(wú)窮小時(shí)，系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。P35 （）4. 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅

3、頻特性的漸近線(xiàn)斜率越大、位置越高，對(duì)應(yīng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)積分個(gè)數(shù)越多，放大系數(shù)越大。P74 （）5. 對(duì)于穩(wěn)定的系統(tǒng)，曲線(xiàn)離（-1,j0）點(diǎn)越近，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定程度越高。P97 （）6. 對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中的暫態(tài)分量隨著時(shí)間的推移逐漸減小并趨近于零。P106 （）7. 自動(dòng)控制系統(tǒng)在給定輸入信號(hào)的作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和給定信號(hào)的形成有關(guān)。P107 （）8. 為滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)精度要求，要保持系統(tǒng)有一定的開(kāi)環(huán)增益，超前網(wǎng)絡(luò)的衰減損失就必須用減小放大器的增益來(lái)補(bǔ)償。P119 （）9. 在描述同一控制系統(tǒng)時(shí)，狀態(tài)空間模型和I/O模型可以相互轉(zhuǎn)換。P145（）10. 經(jīng)典控制理論中用傳遞函

4、數(shù)描述系統(tǒng)的輸入-輸出特性，被控量就是輸入量。P146 （）三 簡(jiǎn)述題。（共16分，每題8分）1.簡(jiǎn)述建立系統(tǒng)微分方程的步驟是什么？P10答：1）全面了解系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)、組成和支配系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律，確定系統(tǒng)和各元件的輸入量和輸出量。2）從系統(tǒng)的輸入端開(kāi)始，根據(jù)各元件或環(huán)節(jié)所遵循的物理規(guī)律，依此列寫(xiě)它們的微分方程。3）將各元件或環(huán)節(jié)的微分方程聯(lián)立起來(lái)消去中間變量，求取一個(gè)僅含有系統(tǒng)的輸入量和輸出量的微分方程。4）將該方程整理成標(biāo)準(zhǔn)形式。即把與輸入量有關(guān)的各項(xiàng)放在方程的右邊，把與輸出量有關(guān)的各項(xiàng)放在方程的左邊，各導(dǎo)數(shù)項(xiàng)按降冪排列，并將方程式中的系數(shù)化為具有一定物理意義的表示形式。2.什么是

5、系統(tǒng)的校正？系統(tǒng)的校正有哪些方式？P118答：校正就是在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，以改善系統(tǒng)性能的方法。1）串聯(lián)校正：串聯(lián)校正指校正裝置串聯(lián)在前向通道中。2）反饋校正：從系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)引出反饋信號(hào)，通過(guò)校正裝置構(gòu)成局部反饋回路。四 計(jì)算題。（共40分）1.化簡(jiǎn)圖1所示的結(jié)構(gòu)圖。（9分） 圖1 P25解：2.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為試?yán)L制該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線(xiàn)。（12分）P60解：該系統(tǒng)由比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)組成，其頻率特性表達(dá)式為開(kāi)環(huán)幅頻、相頻特性為曲線(xiàn)的起點(diǎn)為曲線(xiàn)的終點(diǎn)為繪制其開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線(xiàn)如右圖。3.某最小相位系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，試寫(xiě)出該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。（9分）P72解：由圖知，該系統(tǒng)是由比例、積分和慣性環(huán)節(jié)形成。則傳遞函數(shù)為又有因?yàn)椋?，根?jù)漸近線(xiàn)幅頻特性特點(diǎn)，有得所以，該傳遞函數(shù)為4.一個(gè)反饋控制系統(tǒng)的特征方程為試確