武漢理工大學(xué)材料成型控制工程基礎(chǔ)試題

1、控制工程根底自測(cè)題1分，共10分一、單項(xiàng)選擇題每題1. 圖示系統(tǒng)的階次是A 1階； B 2階；2. 控制系統(tǒng)能夠正常工作的首要條件疋A穩(wěn)定；3. 在圖中，K1、4階。B精度高；C響應(yīng)快；D抗干擾能力強(qiáng)。K2滿足什么條件，回路是負(fù)反應(yīng)？A K1>0, K2>0 B K1<0,C K1>0, K2<0 D K1<0,C 3 階；D旦題1圖/tiO1'1K2<0K2=04.通過(guò)直接觀察，以下閉環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)穩(wěn)定的一 個(gè)是(s) s 4s s .(S)(Ss 121)(s4)；5.6.7.8.9.(S)10(s 5)s3 4s 3一 K2 &l

2、t;(s)10D系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為(S 3)2(s 1)。G(s) s(s 1)( s 2),其高頻段的相位角為A 0°； B 90° ； C 180° ； D 270在控制系統(tǒng)以下性能指標(biāo)中，表示快速性的一個(gè)是A 振蕩次數(shù)； B延遲時(shí)間； C超調(diào)量；D相位裕量。某典型環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系曲線是一條經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，那么該典型環(huán)節(jié)是 A 比例環(huán)節(jié)； B振蕩環(huán)節(jié)；C微分環(huán)節(jié)；D積分環(huán)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)的超調(diào)量與以下哪個(gè)因素有關(guān)？A 穩(wěn)態(tài)誤差；B 穩(wěn)定性；C 系統(tǒng)阻尼；D 開(kāi)環(huán)增益。如果二階系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻率為8Hz，阻尼比為，允許誤差為 2%,那么，該系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入

3、的響應(yīng)具有的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間為； B 1s；;D10.從線性系統(tǒng)的頻率特性來(lái)看，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A相對(duì)于輸入信號(hào)而言， B相對(duì)于輸入信號(hào)而言，C相對(duì)于輸入信號(hào)而言， 構(gòu)和參數(shù)；D相對(duì)于輸入信號(hào)而言，5s。輸出信號(hào)的幅值和相位都沒(méi)有變化； 輸出信號(hào)的幅值增大相位滯后； 輸出信號(hào)的幅值和相位都有變化，變化規(guī)律取決于系統(tǒng)的結(jié)輸出信號(hào)的幅值改變但相位不變。二、多項(xiàng)選擇題每題 2分，共10分11.關(guān)于線性系統(tǒng)，以下說(shuō)法正確的有A線性系統(tǒng)的本質(zhì)特征是滿足疊加原理；B線性系統(tǒng)的輸入與輸出成線性關(guān)系；C描述線性系統(tǒng)的微分方程中，各項(xiàng)系數(shù)均與系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)及其導(dǎo)數(shù)無(wú)關(guān);D描述線性系統(tǒng)的微分方程中，各項(xiàng)系數(shù)均

4、與時(shí)間無(wú)關(guān)；E線性系統(tǒng)都可以用傳遞函數(shù)描述。12. 關(guān)于傳遞函數(shù)，以下說(shuō)法正確的有A它是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比；B它是以復(fù)變數(shù)s為自變量的有理真分式；C它不僅與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，還與輸入作用的形式有關(guān)；D它可以有系統(tǒng)的微分方程轉(zhuǎn)換得到；E它是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的內(nèi)部描述。13. 關(guān)于二階系統(tǒng)對(duì)單位階躍信號(hào)的響應(yīng)，以下說(shuō)法正確有A二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)都是二次函數(shù)；B當(dāng)兩個(gè)極點(diǎn)都在s平面的負(fù)實(shí)軸上時(shí)，沒(méi)有超調(diào)量；C當(dāng)兩個(gè)極點(diǎn)都在s平面的虛軸上時(shí)，沒(méi)有超調(diào)量；D當(dāng)兩個(gè)極點(diǎn)都在s平面的第二、三象限時(shí)，響應(yīng)是等幅振蕩；E當(dāng)阻尼比在0，1內(nèi)時(shí)，響應(yīng)是有振幅衰減的振蕩。14. 對(duì)于頻率特性，以下說(shuō)法正確的有A是

5、系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的富利葉變換；B是系統(tǒng)對(duì)頻率的響應(yīng)；C是系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)分量對(duì)輸入的正弦信號(hào)的頻率的關(guān)系；D頻率特性并不反映系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性；E頻率特性取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。15. 對(duì)于圖所示的系統(tǒng)，以下傳遞函數(shù)正確的有Y1sG1篦sG1G2AR1s1g1g2h1h2 .B Rs1g1g2h1h2 .丫1sG1G2 h 2丫2sG2CR2s1g1g2h1h2 .DR2s1 g1g2h1h2 ；R2sG1G2ER-i s1 G1G2 H1H 2Y1sR2s三、綜合題共6小題，共40分43231.某控制系統(tǒng)的特征方程為s 2s 3s 4s少個(gè)？ 5分30，其在虛軸右側(cè)的極點(diǎn)有多32.系統(tǒng)在單位階

6、躍作用下，零初始條件時(shí)的輸出為 環(huán)傳遞函數(shù)。5分X。t 1 2e試求該系統(tǒng)的閉Gg33.某單位反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5分s10.1s，試?yán)L制其奈奎斯特軌跡，并判G(s)H(s)800(s 2)G(s)H (s)2題36圖c(s)如果輸入信號(hào)和擾動(dòng)信號(hào)分 別為和x 1(t)。求該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤34.控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為S(S 0.4)(S 6S 16)，試?yán)L制其Bode圖,在Bode圖上標(biāo)出相位裕量和增益裕量標(biāo)明正、負(fù)，但不需求值。7分題35圖36.系統(tǒng)的框圖如下2 s1s0 s3分差。10分控制工程根底自測(cè)題 A參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、單項(xiàng)選擇題每題 1分，共10分123

7、45678910BACDDBACBC、多項(xiàng)選擇題每題 2分，共10分1112131415A CB DB EA C EC D三、綜合題共6小題，共40分31 .列Routh表如下：1212Routh表第一列的兀素有兩次符號(hào)改變分。1分，因此原系統(tǒng)在虛軸右側(cè)有兩個(gè)極點(diǎn)13u(t) 1 u(t),1U(s)-s1分根據(jù)傳遞函數(shù)的定義有:Gb(s)Xo(s)s 3U (s)s 133.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性可表示為Gk(j )1j (1 0.1j )1分3分1分21.52nyquist of 1/(0.1s+s)-1.5-2IrIIr-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.

8、1Real Axis34.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可標(biāo)準(zhǔn)化為G(s)H(s)8000.4 162 (f 1)250 (2s(旦 1)(至 1)0.4161)(0.416當(dāng) CO =0 時(shí)，|G(j 3)f +/,相位角為一180°當(dāng)3宀+8時(shí)，|G(j o |=0,相位角 為90°系統(tǒng)開(kāi)環(huán)奈奎斯特軌跡如 右圖所示。2分，只要求找到這 兩個(gè)特殊點(diǎn)并正確確定走向即可 給全分系統(tǒng)開(kāi)環(huán)沒(méi)有右極點(diǎn)1分，而 奈奎斯特軌跡沒(méi)有包圍點(diǎn)-1, j0,因此閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定1分。1)3s81)1分可見(jiàn)，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)由 5個(gè)典型環(huán)節(jié)構(gòu)成：比例環(huán)節(jié)K=250、積分環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)折頻率為O1的慣性環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)折頻率為 5=2H

9、z的微分環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)折頻率為o=4Hz的振蕩環(huán)節(jié)。1分20lgK=48，系統(tǒng)開(kāi)環(huán) Bode圖如下:注意：圖形局部給分標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)數(shù)幅頻特性圖中，各段漸進(jìn)線斜率標(biāo)注正確，給1分；漸進(jìn)線斜率標(biāo)注正確，給15個(gè)環(huán)節(jié)的相頻特性曲線及總相位的變化趨勢(shì)正確，給 相位裕量和增益裕量的位置標(biāo)注及正負(fù)判斷均正確，2分；給1分。由于作圖誤差的原因，導(dǎo)致相位裕量和增益裕量的位置有差異，只要不影響對(duì)概念理解和判斷，仍應(yīng)給分。35.系統(tǒng)閉環(huán)特征多項(xiàng)式為s317s280s (1000K!100)由系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)可列Routh表如下3分3 s1802s171000K1+10012601000K11 s1700s1000K1+1000由Routh判據(jù)可知，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為:3分Routh表第一列元素同號(hào)，即1260 1000K,2分17>01000Ki+100>0解得 。36.該系統(tǒng)是二階的，且各項(xiàng)系數(shù)為正，故而該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2分對(duì)于輸入信號(hào)引起的穩(wěn)態(tài)誤差，可以用穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)計(jì)算。系統(tǒng)為I型，開(kāi)環(huán)增益為K1=10。穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)為 Kv=10，所以由輸入信號(hào)