控制工程基礎(chǔ)試卷補(bǔ)考復(fù)習(xí)

1、1、求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)（本題滿分20分）2、某閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，取何值時(shí)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定 ？（本題滿分20分）3、由電阻R、電感L和電容C組成無(wú)源網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。以u(píng)i輸入，uo輸出，求此系統(tǒng)的微分方程。（本題滿分15分）一、 論述題（本題滿分45分，共含5道小題）1、試分析下圖所示水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理。（本題滿分10分）2、寫出如何利用梅森（Mason）公式得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（本題滿分10分）3、求取無(wú)源網(wǎng)絡(luò)或電子調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，采用阻抗法求取更為方便。寫出下表中列出的電阻、電容和電感的阻抗的微分方程與傳遞函數(shù)。（本題滿分10分）4、對(duì)控制系統(tǒng)的“穩(wěn)”的要求

2、，具體是什么含義？對(duì)系統(tǒng)的“準(zhǔn)”的要求，含義又是什么? （本題滿分5分）5、解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)中比較元件、校正元件、執(zhí)行元件、被控對(duì)象（或過(guò)程）的含義。（本題滿分10分）1、求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)（本題滿分10分）系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)成為閉環(huán)傳遞函數(shù)為2、化簡(jiǎn)如下所示系統(tǒng)框圖，求化簡(jiǎn)后的傳遞函數(shù)求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)（本題滿分15分）2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，取何值時(shí)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定 ？（本題滿分10分）3、已知， 試求。（本題滿分8分）解：的極點(diǎn)位于左半s平面，所以極限存在。用終值定理 ：4、一個(gè)由彈簧-質(zhì)量-阻尼器組成的機(jī)械平移系統(tǒng)如圖所示。m為物體質(zhì)量，k為彈簧系數(shù)，f 為粘

3、性阻尼系數(shù)，外力F(t)為輸入量，位移x(t)為輸出量。列寫系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。解 在物體受外力F的作用下，質(zhì)量m相對(duì)于初始狀態(tài)的位移、速度、加速度分別為x、dx/dt、d2x/dt2 。設(shè)外作用力F為輸入量，位移 x 為輸出量。根據(jù)彈簧、質(zhì)量、阻尼器上力與位移、速度的關(guān)系和牛頓第二定律，可列出作用在上的力和加速度之間的關(guān)系為 k和f分別為彈簧的彈性系數(shù)和阻尼器的粘性摩擦系數(shù)。負(fù)號(hào)表示彈簧力的方向和位移的方向相反；粘性摩擦力的方向和速度的方向相反。5、由電阻R、電感L和電容C組成無(wú)源網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。ui輸入，uo輸出，求微分方程。設(shè)回路電流為 i ( t ) 如圖所示。由基爾霍夫電壓定律可得到:式

4、中i ( t )是中間變量。i ( t )和u o( t )的關(guān)系為消去中間變量i (t )，可得5、系統(tǒng)的特征方程為：，試判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。()6、某典型反饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示，輸入量、干擾量同時(shí)作用于線性系統(tǒng)，求擾動(dòng)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)C(s)/D (s)。5、一位置隨動(dòng)系統(tǒng)，如下圖所示，K4。求該系統(tǒng)的阻尼比、自然振蕩角頻率和單位階躍響應(yīng)；系統(tǒng)的峰值時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量（取5%誤差帶）；若要求阻尼比等于0.707，應(yīng)怎樣改變系統(tǒng)放大系數(shù)K值。解 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為要求阻尼比等于0.707，4、求圖示電路的傳遞函數(shù)解： 令,則二、 論述題（本題滿分48分，共含5道小題）1、某

5、控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)如下圖所示，試分析圖中測(cè)量元件、比較元件、執(zhí)行元件的作用。2、試分析水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理。(本題滿分8分)3、試總結(jié)建立控制系統(tǒng)微分方程的一般步驟。（1）分析元件的工作原理和在系統(tǒng)中的作用，確定元件的輸入量和輸出量（必要時(shí)還要考慮擾動(dòng)量），并根據(jù)需要引進(jìn)一些中間變量。（2）根據(jù)各元件在工作過(guò)程中所遵循的物理或化學(xué)定律，按工作條件忽略一些次要因素，并考慮相鄰元件的彼此影響，列出微分方程。常用的定律有：電路系統(tǒng)的基爾霍夫定律、力學(xué)系統(tǒng)的牛頓定律和熱力學(xué)定律等等。（3）消去中間變量后得到描述輸出量與輸入量（包括擾動(dòng)量）關(guān)系的微分方程，即元件的數(shù)學(xué)模型。試分析水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理。當(dāng)實(shí)際水位低于要求水位時(shí)，電位器輸出電壓值為正，且其大小反映了實(shí)際水位與水位要求值的差值，放大器輸出信號(hào)將有正的變化，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器使進(jìn)水閥門開(kāi)度增加，直到實(shí)際水位重新與水位要求值相等時(shí)為止。3