(完整word版)《控制工程基礎》試卷及詳細答案.doc

1、桂林電子科技大學試卷2013 2014學年第 二 學期課程名稱控制工程基礎 （A 卷.閉卷） 適用年級或專業(yè)）考試時間 120分鐘班級學號姓名題 號一二三四五六七八 成績滿分152015152015100得分評卷人一、填空題（每題1 分，共 15 分）1、對自動控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個方面，即：、快速性和。2、自動控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為；當控制裝置與受控對象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時，稱為。含有測速發(fā)電機的電動機速度控制系統(tǒng)，屬于。3、控制系統(tǒng)的稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標準形式是，二階系統(tǒng)傳函標準形式是。4、兩個

2、傳遞函數(shù)分別為G1(s)與 G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為G (s)，則 G(s)為（用G1 與2表(s)G (s)示）。5、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中， Z = P - R ，其中 P 是指Z 是指，R 指。6、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應為 g(t)10e 0.2 t5e 0.5t ，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù) G(s)為。7、設系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K ( s1) ，則其開環(huán)幅頻特性s2 (Ts1)為，相頻特性為。二、選擇題（每題2 分，共 20 分）1、關于傳遞函數(shù)，錯誤的說法是()A. 傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)；B. 傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結構參數(shù)，給定輸入和擾動對傳遞函數(shù)也有影響

3、；C. 傳遞函數(shù)一般是為復變量 s 的真分式；D.閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、采用負反饋形式連接后，則()A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B 、系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提高；C、一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；1D、需要調整系統(tǒng)的結構參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。3、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為50，則該系統(tǒng)的開環(huán)1)( s(2 s5)增益為 ()。A、 50B、 25C、10D、54、下列哪種措施對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有效果()。A、增加開環(huán)極點；B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負反饋；C、增加開環(huán)零點；D、引入串聯(lián)超前校正裝置。5 、 系 統(tǒng) 特 征 方 程 為 D (s)s32s23s60 ，

4、 則 系 統(tǒng)()A、穩(wěn)定；B、單位階躍響應曲線為單調指數(shù)上升；C、臨界穩(wěn)定；D、右半平面閉環(huán)極點數(shù)Z2 。6、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在c1處提供最大相位超前角的是() 。10s110s12s10.1s1A 、1B、1C、1D 、1s0.1s0.5s10s7、已知開環(huán)幅頻特性如圖1所示， 則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)圖 1A 、系統(tǒng)B、系統(tǒng)C、系統(tǒng)D、都不穩(wěn)定8、非單位負反饋系統(tǒng)，其前向通道傳遞函數(shù)為 G(S)，反饋通道傳遞函數(shù)為 H(S)，當輸入信號為 R(S)，則從輸入端定義的誤差E(S)為 ()A 、 E( S)R(S) G( S)B 、E( S)R(S) G(S) H

5、 (S)C 、 E(S)R( S) G(S)H (S)D、 E(S)R(S)G(S) H (S)9、開環(huán)頻域性能指標中的相角裕度對應時域性能指標() 。A 、超調% B、穩(wěn)態(tài)誤差 e ssC、調整時間 t sD、峰值時間 t p10、 已知下列負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，應畫零度根軌跡的是()。K*(2s)B 、K *A 、1)1)(s 5）s( ss(sC 、K *K*(1s)D 、s)s( s23s 1)s(22三、（15 分 ) 試建立如下圖所示電路的動態(tài)微分方程，并求傳遞四、（15 分）系統(tǒng)結構如下圖所示，求系統(tǒng)的超調量% 和調節(jié)函數(shù)。時間 ts 。3五、（20 分）設控制系統(tǒng)如下圖所示

6、，試用勞斯判據(jù)確定使系統(tǒng)六、 (15 分 ) 試用結構圖等效化簡求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)穩(wěn)定的 K 值。C (s) / R(s) 。R(s)1+2C(s)+_S_S(S+3)KR(s)-C(s)G2G3G4G1-4一、填空題（每題1 分，共 15 分）1、穩(wěn)定性 ,準確性2、開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)3、輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值，121G( s)，G( s)n或： G ( s)22) 。s22 ns2sTs 1nT2T s 14、 G1(s)+G2(s)5、開環(huán)傳函中具有正實部的極點的個數(shù)，(或：右半 S 平面的開環(huán)極點個數(shù) )；閉環(huán)傳函中具有正實部的極點的

7、個數(shù)(或：右半 S 平面的閉環(huán)極點個數(shù)，不穩(wěn)定的根的數(shù))；奈氏曲線逆時針方向包圍(-1, j0 ) 整圈數(shù)。6、105s0.2ss0.5s7、K221，arctan180 arctan T( 或：2T 221180arT)a nc2 t1T二、選擇題（每題2 分，共 20 分）1、B2、D3、C4、A5、C6、B7、B8、D9、A10、 A三、（10 分)解： 1、建立電路的動態(tài)微分方程根據(jù) KCL有u i (t)u0 (t )C du i ( t) u 0 ( t)u 0 (t )R1dtR2即 R1 R2 C du 0 (t )(R1R2 )u 0 (t ) R1 R2C du i ( t

8、)R2u i ( t)dtdt2、求傳遞函數(shù)對微分方程進行拉氏變換得R1R2CsU 0 ( s)( R1R2 )U 0 (s)R1 R2CsU i (s)R2 U i ( s)得傳遞函數(shù)U 0 ( s)R1 R2Cs R2G( s)U i ( s)R1R2 CsR1R2四、解：由圖可得系統(tǒng)的開環(huán)傳函為：G (s)25s( s5)因為該系統(tǒng)為單位負反饋系統(tǒng)，則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，2552G ( s)s( s5)25(s)25s(s5)25s25s 521 G ( s)15)s( s2與二階系統(tǒng)的標準形式( s)n比較，有22n s2sn2n52 2n50.5解得n 55所以%e/1 2e 0.5 /1 0.5216.3%ts331.2s0.55n或t s441.6s，ts3.53.51.4s，0.550.5nn5ts4.54.51.8s （ 2 分）0.5n5五、2令 G1(s)=s( s3)=2=22s(s3)2K21Ks3s2K3)s(s1 G1(s)12則 C ( s) =s s 22s=3s 2K=R( s)11 G1(s)11s 22s 33s 22Ks2ss3s2K控制系統(tǒng)的特征方程為s