機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第3階段測試題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第3階段測試題江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育第三階段測試卷

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：身份證號：姓名：得分：

一、單項(xiàng)選擇題（此題共15小題，每題2分，共30分。）

1、已知系統(tǒng)特征方程為3s+10s+5s+s+2=0，則該系統(tǒng)包含正實(shí)部特征根的個(gè)數(shù)為（）。A、0B、1C、2D、32、勞斯判據(jù)用（）來判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

A、系統(tǒng)特征方程B、開環(huán)傳遞函數(shù)

C、系統(tǒng)頻率特性的Nyquist圖D、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的Nyquist圖3、已知系統(tǒng)特征方程為s+s+4s+6s+9=0，則該系統(tǒng)（）。A、穩(wěn)定B、不穩(wěn)定C、臨界穩(wěn)定D、無法判斷

4、延時(shí)環(huán)節(jié)串聯(lián)在閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定性（）。A、變好B、變壞C、不會改變D、時(shí)好時(shí)壞

5、開環(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）=1+GK（s）三者之間的關(guān)系為（）。

A、GK（s）繞(-1,j0)點(diǎn)的圈數(shù)就是GK（s）繞原點(diǎn)的圈數(shù)B、GK（s）繞原點(diǎn)的圈數(shù)就是GB（s）繞(-1,j0)點(diǎn)的圈數(shù)

C、GK（s）繞(-1,j0)點(diǎn)的圈數(shù)就是F（s）=1+GK（s）繞原點(diǎn)的圈數(shù)D、GK（s）繞原點(diǎn)的圈數(shù)就是F（s）=1+GK（s）繞(-1,j0)點(diǎn)的圈數(shù)

6、已知開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，其開環(huán)頻率特性的Nyquist圖如下圖，則該閉環(huán)系統(tǒng)（）。

4

3

2

4

3

2

A、穩(wěn)定B、不穩(wěn)定

C、臨界穩(wěn)定D、與系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)

7、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GK(s)=K/[s(s+1)(s+3)]，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為（）。

A、K0C、2>K>0D、12>K>08、對于一階系統(tǒng)，時(shí)間常數(shù)越大,則系統(tǒng)（）。

A、系統(tǒng)瞬態(tài)過程越長B、系統(tǒng)瞬態(tài)過程越短C、穩(wěn)態(tài)誤差越小D、穩(wěn)態(tài)誤差越大9、系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件（）。A、幅值裕度大于0分貝B、相位裕度大于0

C、幅值裕度大于0分貝，且相位裕度大于0D、幅值裕度大于0分貝，或相位裕度大于010、以下方法可增加系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的是（）。

A、增加系統(tǒng)的開環(huán)增益B、減小系統(tǒng)的開環(huán)增益C、增加系統(tǒng)的型次D、減小系統(tǒng)的輸入11、以下網(wǎng)絡(luò)可以作為（）。

A、P校正B、PI校正C、PD校正D、PID校正

12、對于傳遞函數(shù)為G1(s)=10/(s+1)和G2(s)=1/(3s+1)兩個(gè)系統(tǒng)，（）。A、系統(tǒng)1的帶寬寬，響應(yīng)速度快B、系統(tǒng)1的帶寬寬，響應(yīng)速度慢C、系統(tǒng)2的帶寬寬，響應(yīng)速度快D、系統(tǒng)2的帶寬寬，響應(yīng)速度慢13、串聯(lián)校正環(huán)節(jié)的傳遞為Gc（s）=（s+1）/（s+2），則它屬于（）。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

14、如下圖，其中ABC是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的Bode圖；GHDL是參與某種串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后系統(tǒng)的Bode圖，則校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（）。

A、Gc(s)=(1+s)/(1+s/0.013)B、Gc(s)=K*(1+s)/(1+s/0.013)C、Gc(s)=K*(1+s/0.013)/(1+s)D、Gc(s)=(1+s/0.013)/(1+s)15、以下環(huán)節(jié)中可作滯后-超前環(huán)節(jié)的是（）。A、Gc(s)=1/(s+1)B、Gc(s)=(s+2)/(s+1)

C、Gc(s)=(s+1)/(s+2)D、(s)=[(s+1)/(s+2)]*[(0.3s+1)/(3s+1)]

二、填空題（此題共6小題，每空1分，共10分）

1、在小遲延及低頻狀況下，遲延環(huán)節(jié)的頻率特性近似于的頻率特性。

2、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=K/s(Ts+1)，若要求帶寬a倍，相位裕量保持不變，則K應(yīng)為，T應(yīng)為。

3、評價(jià)控制系統(tǒng)性能的時(shí)域指標(biāo)中的動態(tài)指標(biāo)常用的是_________和_________。4、衡量控制系統(tǒng)性能常用頻率域指標(biāo)是和_______________。5、二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率ωr與阻尼系數(shù)δ的關(guān)系為ωr=__。

6、評價(jià)控制系統(tǒng)性能的指標(biāo)可分為指標(biāo)和指標(biāo)兩大類。

三、簡答題(此題共2小題，每題5分，共10分)

1、勞思穩(wěn)定判據(jù)給出的控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么?

2、系統(tǒng)各在何種狀況下采用相位超前校正，相位滯后校正和相位超前-滯后校正？為什么？

四、計(jì)算題（此題共4小題，每題10分，共40分）

?s?11、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)GK(s)?，試確定使相位裕度等于45°的α值。2s2、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GK(s)?Ks(s2?n2?2?s，其中，無阻尼固有頻率

?n?1)?n?90s?1，阻尼比??0.2，試確定K為多大時(shí)系統(tǒng)才能穩(wěn)定。

3、如下圖所示，其中ABCD是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的Bode圖；ABEFL是參與某種串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后系統(tǒng)的Bode圖。試說明它是哪種串聯(lián)校正方法；寫出校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，指出系統(tǒng)哪些性能得到改善。

4、設(shè)系統(tǒng)如下圖，試判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出其穩(wěn)定裕度，其中，K1=0.5G(s)?2sXi(s)++-K1-G(s)Xo(s2s2s?1

五、應(yīng)用題（此題共1小題，每題10分，共10分）

1、某一伺服機(jī)構(gòu)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GK(s)?7，

s(0.5s?1)(0.15s?1)（1）畫出Bode圖，并確定該系統(tǒng)的增益裕度和相位裕度以及速度誤差系數(shù)；

（2）設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正裝置，使其得到增益裕度至少為15dB和相位裕度至少為45°的特性。

附：參考答案：

一、單項(xiàng)選擇題（此題共15小題，每題2分，共30分）

1、C2、A3、B4、B5、C6、C7、D8、A9、C10、B

11、D12、A13、B14、A15、D

二、填空題（此題共6小題，每空1分，共10分）

1、慣性環(huán)節(jié)

2、akT/a3、過渡時(shí)間ts最大超調(diào)σp4、幅值穿越頻率ωc相位裕度γ5、ωn(1-2δ)6、時(shí)域頻域

21/2

三、簡答題(此題共2小題，每題5分，共10分)

1、答：線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是特征方程系數(shù)為正值,并且由特征方程系數(shù)組成的勞思表的第一列系數(shù)也為正值。

2、答：相位超前校正主要用于穩(wěn)態(tài)精度已滿足要求，噪聲信號較小，但瞬態(tài)品質(zhì)不能滿足要求的系統(tǒng)。這是由于超前校正環(huán)節(jié)增大了相位裕度和帶寬，而帶寬的增大意味著調(diào)整時(shí)間的減少，響應(yīng)速度的加快，但使系統(tǒng)對噪聲信號更加敏感。

相位滯后校正主要用于提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。這是由于滯后校正環(huán)節(jié)高頻段衰減快，即帶寬減小，從而改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。

相位滯后-超前校正主要用于既要提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，又要改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能的系統(tǒng)。

四、計(jì)算題（此題共4小題，每題10分，共40分）

j???11、解：系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性為GK(j?)??

?2令GK(j?)???c?(??c)2?1?c2?1，有：ωc=1.19

??45??180??arctan??c?180?2、解：

??0.84

2?K?nG(s)GB(s)??32221?G(s)H(s)s?