大學(xué)《控制工程基礎(chǔ)》模擬試卷

大學(xué)《控制工程基礎(chǔ)》模擬試卷第一部分：?jiǎn)芜x題1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有[b]a.給定元件b．檢測(cè)元件c．放大元件d．執(zhí)行元件2.在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是[a]a．比例環(huán)節(jié)b．積分環(huán)節(jié)c．慣性環(huán)節(jié)d．微分環(huán)節(jié)3.如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)[a]a.不能工作b．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大c．可以工作，但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間很長(zhǎng)d．可以正常工作4.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器通常采用[B]調(diào)節(jié)器。a．比例b．比例積分c．比例微分d．比例積分微分5.單位階躍函數(shù)1(t)的拉氏變換式L[1(t)]為[B]：a．Sb.c.d.S26.在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是[A]A．比例環(huán)節(jié)B．積分環(huán)節(jié)C．慣性環(huán)節(jié)D．微分環(huán)節(jié)7．如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)[A]A.不能工作B．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大C．可以工作，但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間很長(zhǎng)D．可以正常工作8.已知串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)(最小相位環(huán)節(jié))的漸近對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖所示。試判斷該環(huán)節(jié)的相位特性是[A]：A．相位超前B．相位滯后C．相位滯后－超前D．相位超前－滯后9.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器通常采用[B]調(diào)節(jié)器。A．比例B．比例積分C．比例微分D．比例積分微分10.已知某環(huán)節(jié)的幅相頻率特性曲線如下圖所示，試判定它是何種環(huán)節(jié)[慣性環(huán)節(jié)]：11.PI調(diào)節(jié)器是一種（a）校正裝置。A．相位超前B.相位滯后C.相位滯后－超前D.相位超前－滯后12.開(kāi)環(huán)增益K增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（c）：A．變好B.變壞C.不變D.不一定13.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)v增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（）：A．變好B.變壞C.不變D.不一定14.已知f(t)=0.5t+1，其L[f(t)]=(c):A．S+0.5S2B.0.5S2C.D.15.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有（b）：A.給定元件B．檢測(cè)元件C．放大元件D．執(zhí)行元件16.PD調(diào)節(jié)器是一種（a）校正裝置。A．相位超前B.相位滯后C.相位滯后－超前D.相位超前－滯后17.已知最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的漸近線如下圖所示，試確定其開(kāi)環(huán)增益K（c）。A、0；B、5；C、10；D、120L(ω)（-20）（+20）dB(rad/s))3510123018.已知系統(tǒng)的特征方程為S3+S2+τS+5=0，則系統(tǒng)穩(wěn)定的τ值范圍為（c）。τ>0；B.τ<0；C.τ>5；D.0<τ<5第二部分：多選題1.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（）的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。A．G(S)=B.G(S)=C.G(S)=D.G(S)=2.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（）的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。A．G(S)=B.G(S)=C.G(S)=D.G(S)=3.測(cè)量轉(zhuǎn)速的元件有A.測(cè)速發(fā)電機(jī)B．光電增量編碼盤(pán)C.光電測(cè)速計(jì)D．自整角機(jī)4．在直流調(diào)速系統(tǒng)中，限制電流過(guò)大的保護(hù)環(huán)節(jié)，可以采用A．電流截止負(fù)反饋B，電流正反饋C．過(guò)電流繼電器D．電壓負(fù)反饋5．對(duì)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的典型二階系統(tǒng)，當(dāng)增大增益K時(shí)，將使系統(tǒng)的A．量大超調(diào)量增加B．快速性有所改善C.穩(wěn)態(tài)性能改善D．相位穩(wěn)定裕量增大6．改善反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法有A.在前向通道中增加積分環(huán)節(jié)B．在前向通道中增加微分環(huán)節(jié)C．在前向通道中增加增益K＞1的比例環(huán)節(jié)D．增加輸出量的微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)7．改善隨動(dòng)系統(tǒng)性能可以采取的措施有A．采用PID串聯(lián)校正B．增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋C.增設(shè)給定順饋補(bǔ)償D．增設(shè)轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋8.測(cè)量角位移的元件有A.伺服電位器B.自整角機(jī)C.測(cè)速發(fā)電機(jī)D．光電編碼盤(pán)9.比例積分(P1)校正裝置(設(shè)x=1)對(duì)系統(tǒng)性能的影響是A.改善穩(wěn)態(tài)性能B．降低系統(tǒng)穩(wěn)定性C.改善動(dòng)態(tài)性能D.提高抗高頻干擾能力10.位置跟隨系統(tǒng)增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)節(jié)后，將使系統(tǒng)的A．位置最大超調(diào)量減小B．調(diào)整時(shí)間減小C.位置穩(wěn)態(tài)誤差為零D．加速度恒為零11．在直流調(diào)速系統(tǒng)中，可以使速度波動(dòng)減小的環(huán)節(jié)有A電流截止負(fù)反饋B．電流負(fù)反饋C．電流正反饋D轉(zhuǎn)速負(fù)反饋12．對(duì)典型二階系統(tǒng)，當(dāng)增益K增加時(shí)，則系統(tǒng)的A.上升時(shí)間tr較長(zhǎng)B．穩(wěn)定性較差C.穩(wěn)態(tài)性能較好D．最大超調(diào)量較大第三部分：簡(jiǎn)答題1.對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的主要要求是什么？而MP、N反映了系統(tǒng)的什么，TS反映了系統(tǒng)的什么，eSS又反映了系統(tǒng)的什么；2.試說(shuō)明串聯(lián)校正的優(yōu)點(diǎn)與不足。3.試分析PIＤ調(diào)節(jié)器性能。4.在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋校正，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有何影響?5．?dāng)⑹鱿到y(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K的大小、積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)v的多少與系統(tǒng)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)性能的關(guān)系；6.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么？(從系統(tǒng)特征根的分布來(lái)分析)7.簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)內(nèi)容；8.敘述系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性L(ω)低頻段漸近線斜率大小，L(ω)在ω＝1處的高度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的影響。9.對(duì)PWM控制的大功率晶體管直流調(diào)壓電路，采用調(diào)制頻率為400Hz的方波較50Hz方波供電的優(yōu)點(diǎn)是什么?10.試述“傳遞函數(shù)”、“頻率特性”的定義；第四部分：建模題1.下圖為熱水器電加熱器。為了保持希望的溫度，由溫控開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)電加熱器的電源。在使用熱水時(shí)，水箱中流出熱水并補(bǔ)充冷水。試畫(huà)出這一閉環(huán)系統(tǒng)的原理方塊圖，若要改變所需溫度時(shí)，定性地說(shuō)明應(yīng)怎樣改變和操作。2.試說(shuō)明上圖所述系統(tǒng)，當(dāng)水箱向外放熱水和向里補(bǔ)充冷水時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)如何工作并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)方塊圖。3.機(jī)械系統(tǒng)如下圖所示，其中，外力f(t)為系統(tǒng)的輸入，位移x(t)為系統(tǒng)的輸出，m為小車(chē)質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（小車(chē)與地面的摩擦不計(jì)）4.下圖是手控調(diào)壓系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的負(fù)載改變或發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓就要隨之波動(dòng)。為了保持端電壓的恒定，需不斷調(diào)節(jié)電阻RJ,以改變激磁電流If,使端電壓保持不變，這樣做很不方便，現(xiàn)將其改成自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)。試畫(huà)出系統(tǒng)原理圖并標(biāo)出各點(diǎn)應(yīng)具有的正、負(fù)號(hào)。5.下圖為一電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)原理圖。在這個(gè)圖中除速度反饋外又增加了一個(gè)電流反饋，以補(bǔ)償負(fù)載變化的影響。試標(biāo)出各點(diǎn)信號(hào)的正、負(fù)號(hào)并畫(huà)出方塊圖。6.今測(cè)得最小相位系統(tǒng)漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示，試求其傳遞函數(shù)G(S)的表達(dá)式。7.下圖（a）與（b）均為自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)?，F(xiàn)在假設(shè)空載時(shí)（a）與（b）的發(fā)電機(jī)的端電壓相同均為110伏。試問(wèn)帶上負(fù)載后（a）與（b）哪個(gè)能保持110伏電壓不變，哪個(gè)電壓要低于110伏，其道理何在？第五部分：穩(wěn)定性分析題1.利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第六部分：結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化題1.用等效變換規(guī)則化簡(jiǎn)如下動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：2.簡(jiǎn)化下面框圖，求出C(S)=?3.用等效變換規(guī)則化簡(jiǎn)如下動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：第七部分：時(shí)域分析題1.已知系統(tǒng)的輸出與輸入信號(hào)之間的關(guān)系用下式描述：c(t)=5r(t-3),試求在單位階躍函數(shù)作用下系統(tǒng)的輸出特性。2.系統(tǒng)如圖所示，r(t)=1(t)為單位階躍函數(shù)，試求：①系統(tǒng)的阻尼比ζ和無(wú)阻尼自然頻率ωn；②動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量MP和調(diào)節(jié)時(shí)間tS(δ＝５)3.下圖所示為飛行器控制系統(tǒng)方塊圖。已知參數(shù)：KA=16,q=4及KK=4。試求?。海?）該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。（2）該系統(tǒng)的阻尼比ξ及無(wú)阻尼自振頻率ωn（3）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過(guò)渡過(guò)程的超調(diào)量、峰值時(shí)間及過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。第八部分：頻域分析題1.若系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為，試求系統(tǒng)的頻率特性。2.設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=,其中T=0.1（秒），K=5，試?yán)L制開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性和閉環(huán)頻率特性，并求在ω=10（）時(shí)，對(duì)應(yīng)二個(gè)特性的二個(gè)相角及頻帶數(shù)值。3.設(shè)系統(tǒng)的前向環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為G（s）=K，其反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為H（s）=（微分反饋），試?yán)L制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性。第九部分：穩(wěn)態(tài)分析題1.下圖所示為儀表隨動(dòng)系統(tǒng)方塊圖試求?。?1)r(t)=1(t)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差(2)r(t)=10t時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差(3)r(t)=4+6t+3t2時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差2.試求取圖