機械工程控制基礎(chǔ)第3階段測試題剖析

1、江南大學(xué)現(xiàn)代遠程教育第三階段測試卷考試科目 : 機械工程控制基礎(chǔ) （第五章、第六章）（總分 100 分）時間：90 分鐘學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點） 批次：層次：專業(yè)：學(xué)號：身份證號：姓名：得分：一、單項選擇題 （本題共 15 小題，每小題 2 分，共 30 分。）1、已知單位反饋系統(tǒng)傳遞函數(shù) G（s）= （s+2）/s（s-2）（s-7） ，則該系統(tǒng)（ ）。A、穩(wěn)定B 、不穩(wěn)定C、臨界穩(wěn)定D 、無法判斷2、已知開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，其開環(huán)頻率特性圖Nyquist 如圖所示，則該閉環(huán)系統(tǒng)（）。A、穩(wěn)定BC、臨界穩(wěn)定D3、設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2G(s)= (2s 2+3s+3)/(sA、KK0D4、已知系統(tǒng)的相位

2、裕度為45 o，則（）。A、系統(tǒng)穩(wěn)定B、系統(tǒng)不穩(wěn)定C、當(dāng)幅值裕度大于 0 分貝時，系統(tǒng)穩(wěn)定D、當(dāng)幅值裕度小于或等于0 分貝時，系統(tǒng)穩(wěn)定5、對于二階系統(tǒng)，阻尼比越大則（）。A、相對穩(wěn)定性越小BC、穩(wěn)態(tài)誤差越小D6、一個系統(tǒng)開環(huán)增益越大, 則（）。A、相對穩(wěn)定性越小 , 穩(wěn)定誤差越小、不穩(wěn)定 、與系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)3+2s2+s+K） ，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的 K值范圍為（）。、K0、20K0、相對穩(wěn)定性越大、穩(wěn)態(tài)誤差越大B、相對穩(wěn)定性越大 , 穩(wěn)定誤差越大C、相對穩(wěn)定性越小 , 穩(wěn)定誤差越大D、相對穩(wěn)定性越大 , 穩(wěn)定誤差越小7、關(guān)于相位超前校正的作用和特點的說法錯誤的是（）。A、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性BC、降低

3、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度D8、以下校正方案不屬于串聯(lián)校正的是（A、增益調(diào)整BC、相位滯后校正D9、增大系統(tǒng)開環(huán)增益可以（）。A、提高系統(tǒng)相對穩(wěn)定性BC、降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D10、以下網(wǎng)絡(luò)可以作為（）。、加大了帶寬、加快系統(tǒng)響應(yīng)速度 ）。、相位超前校正、順饋校正、降低系統(tǒng)相對穩(wěn)定性、加大系統(tǒng)的帶寬，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度A、P 校正BC、 PD校正D、 PI 校正 、 PID 校正11、如圖所示， ABCD是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的Bode 圖；ABEFL是加入某種串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后系統(tǒng)的 Bode 圖，則系統(tǒng)采用了（）校正。A、增益調(diào)整B 、相位超前C、相位滯后D 、相位滯后超前12、下圖所示的網(wǎng)絡(luò)可以作為（）裝置。

4、A、 PID 校正、相位超前校正C、相位滯后矯正D 、相位滯后 - 超前校正13、關(guān)于開環(huán)傳遞函數(shù) GK（s）、閉環(huán)傳遞函數(shù) GB（s）和輔助函數(shù) F（ s）=1+GK（s）三者之間 的關(guān)系為（ ）。A、三者的零點相同B、GB（s）的極點與 F（s）=1+GK（ s）的零點相同C、GB（ s）的極點與 F（s）=1+GK（ s）的極點相同D、GB（s）的零點與 F（s）=1+GK（ s）的極點相同14、關(guān)于順饋校正說法正確的是（）。A、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性B、降低系統(tǒng)穩(wěn)定性C、對系統(tǒng)穩(wěn)定性無影響D、系統(tǒng)穩(wěn)定性取決于是否引入干擾15、以下環(huán)節(jié)中可以作為相位校正超前環(huán)節(jié)的是（）。A、 Gc（s）=（2s

5、+1）/（s+1）B、Gc（s）=3*（2s+1）/（3s+1）C、Gc（s）=（s+1）/（2s+1）D、 Gc（s）=3*（s+1）/（2s+1）二、填空題 （本題共 6小題，每空 1 分，共 10分）1、由于實際系統(tǒng)往往存在非線性，因此，系統(tǒng)的動力學(xué)往往是建立在 線性化的基礎(chǔ)之上的。2、Routh 判據(jù)指出， Routh 表中第一列各元符號改變的次數(shù)等于系統(tǒng)特征方程具有 特征根的個數(shù)。3、對數(shù)幅頻特性曲線與橫軸交點的頻率，亦即輸入與輸出幅值相等時的頻率，稱為 記為 c。對數(shù)相頻特性曲線與 -180 線交點的頻率，稱為記為 g。4、在=c（c0）時，相頻特性 GH距-180 線的相位差 稱

6、為 。當(dāng)=g（g0）時，開環(huán)幅頻特性 |G（j g）H（j g）| 的倒數(shù) Kg，稱為系統(tǒng)的。5 、校正可以分為串聯(lián)校正、和 等。6、串聯(lián)校正按校正環(huán)節(jié) Gc（s） 的性質(zhì)可分為： _ 、相位超前校正、 相位滯后校正、 _ 。三、簡答題 （本題共 2小題，每小題 5 分，共 10分）1、系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義是什么？2、試寫出 PID控制器的傳遞函數(shù)。四、計算題 （本題共 4小題，每小題 10 分，共 40 分）1、已知系統(tǒng)的特征方程為 s4+3s3+3s2+2s+1=0 ，用勞思穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖如下圖所示。試確定K 和 取何值時，系統(tǒng)將維持以角頻率 =2s的持續(xù)振

7、蕩。3、如圖所示，其中 ABC是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的 Bode圖； GHKL是加入某種串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后的 系統(tǒng) Bode 圖。 試說明它是哪種串聯(lián)校正方法； 寫出校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)， 說明它對系統(tǒng)性能的 影響。4、設(shè)系統(tǒng)如圖所示，試判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出其穩(wěn)定裕度，其中，K1=0.5五、應(yīng)用題 （本題共 1小題，每小題 10 分，共 10 分）1、一液位控制系統(tǒng)， SM 是直流伺服電動機。指出控制對象、控制元件、被控變量、擾動量和 參考輸入，繪出系統(tǒng)的元件框圖。附：參考答案：一、單項選擇題 （本題共 15 小題，每小題 2分，共 30 分）1、B2、B3、C4、C5、B6、A7、C8、D9、

8、B10、D11、B12、C13、B14、C15、A二、填空題 （本題共 6小題，每空 1 分，共 10分）1、小偏差2、正實部3、剪切頻率、幅值穿越頻率、幅值交界頻率（三個中任意一個） 相位穿越頻率、相位交界頻率（兩個中任意一個）4、相位裕度幅值裕度、增益裕度（兩個中任意一個）5、反饋校正順饋校正6、增益調(diào)整相位滯后 - 超前校正三、簡答題 （本題共 2小題，每小題 5 分，共 10分）逐漸衰減1、答：若系統(tǒng)在初始狀態(tài)的影響下，由它所引起的系統(tǒng)的時間響應(yīng)隨著時間的推移， 并趨向于零（即回到平衡位置） ，則稱該系統(tǒng)為穩(wěn)定的。2、答： PID 控制器的傳遞函數(shù)為 G（s）=K p1+ （1/T i

9、s） +T ds。四、計算題1、解：4s3s73571本題共 4小題，每小題 10 分，共 40 分)勞思表第一列元素均為正數(shù)，故系統(tǒng)穩(wěn)定。2、解：由已知條件知，系統(tǒng)一定存在一對共軛虛根， 程為 s33s2ss1,2j2 。由方框圖得，系統(tǒng)的特征方2s2 (2 K)s (1 K) 0，列出 Routh 表如下：12K1K(2 K)1Ks0s2 (1 K) 01K顯然，只有當(dāng) Routh 表中 s1行的元素全為 0 時，該特征方程才會有一對共軛純虛根。 1K解得一對共軛虛根s1,2jj21 K 1 K聯(lián)立方程 1 K 2和 (2 K) 1 K 0解得 K=2=0.753 、解：它屬于串聯(lián)校正中的相位滯后校正，其傳遞函數(shù)可根據(jù)1sABC 及 GHKL 直接寫出Gc(s)，校正的結(jié)果使系統(tǒng)的幅值穿越頻率 c降低為 c ，減少了系統(tǒng)的帶寬， 使1s0.013 系統(tǒng)的響應(yīng)快速性下降，但是，可以通過增大低頻段的增益，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；同時，通 過利用其高頻段的銳減特性，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到改善。4、解：經(jīng)整理化簡，該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：1 2sGK (s) (0.5 s)G(s) (0.5 s) 2K 2s 1 2s 1 1 s (1 2s)(1 s)1 2j其開環(huán)頻率特性為GK( j )K (2 j 1)(1 j )令 (2 K) 0 ，而其輔助方程為作其對數(shù)幅頻，相頻特性曲線如圖所示。