機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第3階段測(cè)試題

1、江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教嶙三階段測(cè)試卷考試科目：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)（第五章、第六章）（總分100分）時(shí)間：90分鐘學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次：層次:專業(yè)：學(xué)號(hào)：身份證號(hào)：姓名：得分:一、單項(xiàng)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(wú)法判斷2、已知開(kāi)環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)頻率特性圖Nyquist如圖所示，則該閉環(huán)系統(tǒng)（）。、不穩(wěn)定、與系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)3、設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=（2s2+3s+3）/（s3+2s2+s+K）,則此系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為（）。A、K0C、2K0D、2

2、0K04、已知系統(tǒng)的相位裕度為45,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(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定D、當(dāng)幅值裕度小于或等于0分貝時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定5、對(duì)于二階系統(tǒng)，阻尼比越大則（、相對(duì)穩(wěn)定性越大、穩(wěn)態(tài)誤差越大A、相對(duì)穩(wěn)定性越小BC、穩(wěn)態(tài)誤差越小D6、一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益越大，則（A、相對(duì)穩(wěn)定性越小，穩(wěn)定誤差越小B、相對(duì)穩(wěn)定性越大，穩(wěn)定誤差越大C、相對(duì)穩(wěn)定性越小，穩(wěn)定誤差越大D、相對(duì)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(diǎn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A、增加系統(tǒng)穩(wěn)定性BC、降低系統(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(kāi)環(huán)增益可以（）。A

3、、提高系統(tǒng)相對(duì)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(duì)穩(wěn)定性、加大系統(tǒng)的帶寬，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度JiA、P校正BC、PD校正D11、如圖所示，ABC虛未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的、PI校正、PID校正Bode圖；ABEFLm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BC、相位滯后D12、下圖所示的網(wǎng)絡(luò)可以作為（、相位超前、相位滯后超前）裝置。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(kāi)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)=

4、1+G(s)三者之間的關(guān)系為()。A、三者的零點(diǎn)相同B、G(s)的極點(diǎn)與F(s)=1+G(s)的零點(diǎn)相同C、G(s)的極點(diǎn)與F(s)=1+G(s)的極點(diǎn)相同D、G(s)的零點(diǎn)與F(s)=1+G(s)的極點(diǎn)相同14、關(guān)于順饋校正說(shuō)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(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性無(wú)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、G(s)=(2s+1)/(s+1)B、G(s)=3*(2s+1)/(3s+1)CG(s)=(s+1)/(2s+1)D、G(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(shí)

5、際系統(tǒng)往往存在非線性，因此，系統(tǒng)的動(dòng)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(hào)改變的次數(shù)等于系統(tǒng)特征方程具有特征根的個(gè)數(shù)。3、對(duì)數(shù)幅頻特性曲線與橫軸交點(diǎn)的頻率，亦即輸入與輸出幅值相等時(shí)的頻率，稱為記為3co對(duì)數(shù)相頻特性曲線與-180線交點(diǎn)的頻率，稱為記為3g。4、在3=C0c(3c0)時(shí)，相頻特性/GHS巨-180線的相位差丫稱為。當(dāng)3=C0g(3g0)時(shí)，開(kāi)環(huán)幅頻特性|G(jCOg)H(j3g)|的倒數(shù)一尺，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)G(s)的性質(zhì)可分為：、相位超前校正、相位滯后校正、。三、簡(jiǎn)答題(本題共2

6、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(jì)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(shí)，系統(tǒng)將維持以角頻率co=2s的持續(xù)振蕩。3、如圖所示，其中ABC是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的Bode圖；GHK遑加入某種串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后的系統(tǒng)Bode圖。試說(shuō)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(shuō)明它對(duì)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,Ki=0.5G(s)=

7、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(dòng)機(jī)。指出控制對(duì)象、控制元件、被控變量、擾動(dòng)量和參考輸入，繪出系統(tǒng)的元件框圖。附：參考答案：一、單項(xiàng)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、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(shí)部3、剪切頻率、幅值穿越頻率、幅值交界頻率（三個(gè)中任意一個(gè)）相位穿越頻率、相位交界頻率（兩個(gè)中任意一個(gè)）4、相位裕度幅值裕度、增益裕度（兩個(gè)中任意一個(gè)）5、反饋校正順饋校正6、增益調(diào)整相位滯后-超前校正

8、三、簡(jiǎn)答題（本題共2小題，每小題5分，共10分）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(shí)間響應(yīng)隨著時(shí)間的推移，逐漸衰減并趨向于零（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）=Kp1+（1/Tis）+TdSo四、計(jì)算題(本題共4小題，每小題10分，共40分)1、解:4s3s373571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(duì)共軻虛根，s1,2=j2。由方框圖得，系統(tǒng)的特征方32程為s+cts+(2+K)s+(1+K)=0,列出Routh表如下：3s12Ks2:1K11Ks(2K)00(s01K0顯然，只有當(dāng)Ro

9、uth表中s1行的元素全為0時(shí)，該特征方程才會(huì)有一對(duì)共軻純虛根。人1K令(2+K)=0,而其輔助方程為支s2+(1+K)=00(解得一對(duì)共軻虛根6,2=jjCK=j2、1K-1K八聯(lián)立萬(wàn)程；=2和(2+K)-=0解得K=2a=0.75aa3、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)ABC及GHKL直接寫出1sGc(s)=,校正的結(jié)果使系統(tǒng)的幅值穿越頻率3。降低為0屋,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(guò)增大低頻段的增益，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；同時(shí)，通過(guò)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(jiǎn)，該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：G2(0.5-s)G(s)(0.5-s).21-2sGk(s)-.-.其開(kāi)環(huán)頻率特性為GK(j)=(2j1)(1j-)2s12s11s(12s)(1s)作其對(duì)數(shù)幅頻，相頻特性曲線如圖所示。由圖可以看出