精編推薦控制工程基礎(chǔ)試題A卷

1、石家莊鐵道學院2010-2011學年第1學期2008級本科班期末考試試卷（A ）課程名稱：控制工程基礎(chǔ)任課教師:劉希太、鄭明軍考試時間:120分鐘學號：姓名：班級：考試性質(zhì)（學生填寫）:正?？荚嚕ǎ┚徔迹ǎ┭a考（）重修（）提前修讀0二幵點分滿分2020103020100得分改券人注：將所有答案寫在后面的答題紙上，最后一頁為草稿紙。一、填空題（每空1分，15題共20分）1 .控制系統(tǒng)由兩部分組成。2 .建立系統(tǒng)數(shù)學模型的方法有和兩種。3 按其數(shù)學模型是否滿足,控制系統(tǒng)可分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。4 .隨動系統(tǒng)是指。5 .經(jīng)典控制理論采用的數(shù)學模型主要以為基礎(chǔ)；現(xiàn)代控制理論采用的數(shù)學模型主要以為基

2、礎(chǔ)。6. 工程上常用的線性化方法是o7 .廣義誤差平方積分性能指標特點。8 .校正元件在系統(tǒng)中的連接方式可分為串聯(lián)校正、和等。9.系統(tǒng)頻率特性指標中的諧振頻率是指_。10 .系統(tǒng)傳遞函數(shù)與具單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的關(guān)系是O11 .系統(tǒng)穩(wěn)走的充要條件是。12 .某線性走常系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)為g其單位階躍響應(yīng)為013 .在工程控制實踐中,為使系統(tǒng)有滿意的穩(wěn)走性儲備,_般其幅值裕度應(yīng)滿足O14.最小相位系統(tǒng)是指015 .已知系統(tǒng)開壞傳遞函數(shù)為,則系統(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_、_、_O二 單項選擇題(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是：(

3、)(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，還與下述哪一項有關(guān)？ 0(A)階次(B)振蕩頻率(C)阻尼比(D)輸入信號類型3 .二階振蕩系統(tǒng)幅值衰減的快慢取決于:()(A)(B)(C)特征木艮實部絕對值(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：()(A)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的極點位置(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)相當于：()(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 .下圖為一階系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線,則下列說

4、明正確的是：()(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)整時間為2s7. PI控制類似于：()(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. 某單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為,則輸入時穩(wěn)態(tài)輸出的幅值為:()(A)(B)(C)2(D)19 .已知下列系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(所有參數(shù)均大于0),則下圖中所給幅相曲線中正確的是：()10 用修gwkr穩(wěn)走判據(jù)判斷上面第9小題所給開環(huán)系統(tǒng)所對應(yīng)的閉環(huán)系 統(tǒng)的穩(wěn)走性,所得結(jié)論正確的是：()（A）,；不穩(wěn)走（B）,;不穩(wěn)走（C）,；穩(wěn)定（D）,;穩(wěn)走三、簡答題（2題共10分）1、簡述系統(tǒng)開

5、環(huán)對數(shù)頻率特性曲線中三頻段分析法及其適用范圍。2、相位超前校正與相位滯后校正在應(yīng)用方面有何不同？四、計算題（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。2 . （ 6分）已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳函為。利用matlab分別繪制開環(huán)系 統(tǒng)N氏圖、bode圖、穩(wěn)走性圖，給出穩(wěn)定性表示值,并利用單位脈沖響 應(yīng)逬行穩(wěn)走性驗證。3 .（10分）控制系統(tǒng)如圖所示,輸入信號為試分析系統(tǒng)穩(wěn)走性及誤差。4 .（10分）已知最小相位系統(tǒng)開環(huán)又擻幅頻特性曲線如下圖所示。試給出系統(tǒng)開壞傳遞函數(shù)，并計算具相位裕星。若上圖為校正后的系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線圖,而原有系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函

6、數(shù)為,求串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)。五、平時成績（包括平時作業(yè)、期中測驗、考勤和實踐環(huán)節(jié)，共20分'石家莊鐵道學院20102011學年第1學期2008級本科班期末考試試卷（A ）標準答案課程名稱：控制工程基礎(chǔ)任課教師:劉希太考試時間：120分鐘班級:機械0801,1-6一、填空題（每空1分，15題共20分）1控制又嫌和控制器2 .分析法、實驗法3尋加性4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傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間方程6 .將非線性函數(shù)在平衡點附近展開成Taylor級數(shù)，然后去掉高次項以得到線性函數(shù)7 .既不允許大的動態(tài)誤差e（t）長期存在,又不允許大的誤差變化率

7、長期存 在8.反饋校正、順饋校正9 .幅頻特性A3）出現(xiàn)最大值A(chǔ)max時的頻率10 .拉氏反變換11 .閉環(huán)系統(tǒng)特征根具有負實部13 .大于6dB或大于214 傳遞函數(shù)所有零點和極點均在復平面s的左半平面內(nèi)15.3;二 單項選擇題(每題2分，10題共20分)(D)(D) (C)(B)(A) (B)(C)(D) ( A ) (D )三、簡答題(2題共10分)1、簡述系統(tǒng)開壞對數(shù)頻率特性曲線中三頻段分析法及其適用范圍。答:系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線可分為假頊段、中頻段和高頻段：彳碩 段通常指幅頻特性曲線在第一個轉(zhuǎn)折頻率以前的區(qū)段().其特性由積分環(huán) 節(jié)和開壞增益決走，反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；中頻段通常

8、指幅頻特性曲線 在系統(tǒng)轉(zhuǎn)折頻率附近的區(qū)段(),反映了系統(tǒng)的平穩(wěn)性和快速性；高頻段通 常指幅頻特性曲線在中頻段以后的區(qū)段()，反映了系統(tǒng)的抗干擾能力。三 頻段分析法適用范圍：單位負反饋的最小相位系統(tǒng)且具閉環(huán)穩(wěn)走。2、相位超前校正與相位滯后校正在應(yīng)用方面有何不同？答：相位超前校正常用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性已經(jīng)滿足”響應(yīng)速度較快，但 動態(tài)指標如相角裕呈過小，超調(diào)臺過大，調(diào)節(jié)時間過長的情況。特點：特 點：增大了相位裕度，加大了帶克,從而提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,動態(tài)過 程得到了顯薈改善，但由于系統(tǒng)的增益和型次不變，穩(wěn)態(tài)精度提高較少。相位滯后校正利用滯后網(wǎng)絡(luò)的高頻衰減特性,使系統(tǒng)校正后截止頻率 下降,從而獲得足夠的

9、相角裕度。特點：可以加大彳氐頻段和增益,而對高 頻段影響不大。對于高精度，而快速性要求不高的系統(tǒng)常采用滯后校正, 如恒溫控制等。（為了滿足嚴格的穩(wěn)態(tài)性能要求,在采用無源校正網(wǎng)絡(luò)時，超前校正要 求_走的附加增益,而滯后校正一般不需要附加增益；對于同_系統(tǒng),采 用超前校正系統(tǒng)的帶克大于采用滯后校正時的帶竟。當輸入端電平噪聲較 高時，一般不宜選用超前網(wǎng)絡(luò)補償。）四、計算題（4題共30分）1-（4 分）2.（6分）只要符合要求即可。參考答案如下：clear,sl=zpk（n，0/-2,40）;sbl=feedback（sl,l）figure subplot（2,2,l）;nyquist（sl）,grid subplot(2,2,2);bode(sl),gridsubplot(2,2,3);margi n(sl),grid subplot（224）;impulse（sb"gridGm,Pm/WcgrWcp=margin（sl）3 .（10分）解：系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程：（2分）由勞斯判據(jù)可得系統(tǒng)穩(wěn)定條件：，均大于零且。（3分）穩(wěn)態(tài)誤差分析系統(tǒng)的開壞傳遞函數(shù)為,為II型系統(tǒng)，對加速度輸入有差。（2分） 對輸入信號，