《控制工程基礎(chǔ)》試卷A及答案

1、10/10控制工程基礎(chǔ)試卷A適用專(zhuān)業(yè)：考試時(shí)間：120分考試方式：閉卷 滿(mǎn)分：100分一、（10分）液位控制系統(tǒng)如圖一所示，試說(shuō)明其工作原理并畫(huà)出系統(tǒng)的功能框圖。圖一 液位控制系統(tǒng)二、（10分）寫(xiě)出下列典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。 1、積分環(huán)節(jié) 2、微分環(huán)節(jié)3、慣性環(huán)節(jié)4、一階微分環(huán)節(jié)5、振蕩環(huán)節(jié) 三、（12分）試求圖二所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)圖二四、（15分）已知某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖如圖三所示，其中R(s)為輸入，C(s為輸出，N(s)為干擾，E(s) 為誤差(1) 求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)和C(s)/N(s)； (2) 求系統(tǒng)總輸出C(s) 圖三五、（8分）控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)常用單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)上的

2、上升時(shí)間，峰值時(shí)間，調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量表示，試在圖四上標(biāo)出上述四個(gè)指標(biāo)。圖四六、（18分）如圖五所示的某二階系統(tǒng)， 其中,， 當(dāng)輸入信號(hào)為單位階躍函數(shù)時(shí)， 試求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)，和圖五 七、（15）設(shè)某系統(tǒng)特征方程為，試判別其穩(wěn)定性 八、（12分）試?yán)L制傳遞函數(shù)的Bode圖控制工程基礎(chǔ)試卷A答案適用專(zhuān)業(yè)：考試時(shí)間：120分考試方式：閉卷 滿(mǎn)分：100分一、(10分)解： 設(shè)為液面高度給定值，浮子跟隨液面上下浮動(dòng)，可以反映出液面的實(shí)際高度H，也可以表明實(shí)際高度對(duì)給定高度的偏差，相當(dāng)于測(cè)量元件，浮子帶動(dòng)杠桿，杠桿聯(lián)動(dòng)閥門(mén)以調(diào)節(jié)進(jìn)入容器的流量，進(jìn)而控制液面高度，故杠桿相當(dāng)于放大、執(zhí)行元件。系統(tǒng)屬于負(fù)

3、反饋控制方式。 （5分） 系統(tǒng)方框如下圖所示：水箱控制系統(tǒng)方框圖 （5分）二、（10分）解： 1、積分環(huán)節(jié)： 為積分環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù) （2分） 2、微分環(huán)節(jié)： 為微分環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù) （2分）3、慣性環(huán)節(jié)： 為慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù) （2分）4、一階微分環(huán)節(jié)： 為一階微分環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù) （2分）5、振蕩環(huán)節(jié)： 為振蕩環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù) （2分）三、(12分)解： （b，c，d各3分） 系統(tǒng)總的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：（3分）四、（15分）解：（1）令n(t)0，這時(shí)輸出C(s)與輸入R(s)之間的傳遞函數(shù)為：（5分）而輸出的拉氏變換式為 ：令r(t)0，以N(s)作為輸入，C(s)作為在擾動(dòng)作用下的輸出，它們之間

4、的傳遞函數(shù)為：（5分）系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下所引起的輸出為： （2）系統(tǒng)總輸出C(s)表達(dá)式為： （5分）五、(8分)解： (每一個(gè)指標(biāo)2分)六、(18分)解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： （3分） （3分）峰值時(shí)間為： （4分）調(diào)節(jié)時(shí)間為： （4分）超調(diào)量為； （4分）七、(15分)解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)判別, a4=1， a3=8， a2=17， a1=16， a0=5均大于零， （3分）且有：（ 5分）1=802=817-161=12003=81716-16116-858=2176-256-320=160004=53=516000 （5分）所以， 此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 （2分）八、(12分)解：