自動控制技術(shù)試卷

PAGEPAGE10機械工程控制基礎(chǔ)期末考試題一、填空題：（每題2分，共20分)1在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，通過檢測元件將輸出量轉(zhuǎn)變成與給定信號進行比較的信號，這個信號稱為___________。2若前向通道的傳遞函數(shù)為G(s），反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s），則閉環(huán)傳遞函數(shù)為___________。3齒輪副中,以主動輪角速度為輸入，以被動輪轉(zhuǎn)角為輸出，則這個裝置為________________環(huán)節(jié)。Bode圖中對數(shù)相頻特性圖上的－180o線對應(yīng)于奈奎斯特圖中的___________。自動控制系統(tǒng)對輸入信號的響應(yīng)，一般都包含兩個分量，即一個是____________，另一個是__________分量。在斜坡函數(shù)的輸入作用下，___________型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零.6慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),它的幅頻特性的數(shù)學(xué)式是__________，它的相頻特性的數(shù)學(xué)式是____________________。7函數(shù)的拉式反變換是____________________。8已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),試求出系統(tǒng)在單位階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差____________________.9已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為，此系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為____________________，系統(tǒng)的阻尼比是____________________閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是所有的閉環(huán)極點均位于s平面的______半平面。1．對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面:穩(wěn)定性、________和準確性.2．反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和_________的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。3．當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是_______時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。4．方塊圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和_______連接。5．線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在___________________時,系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。6．線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為__________。7．積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_______dB／dec。8．單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為_______。9．分析穩(wěn)態(tài)誤差時，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)、I型系統(tǒng)、II型系統(tǒng)…，這是按系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)所含_______環(huán)節(jié)的數(shù)目來分類的。10．二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)ξ=_______時，為最佳阻尼系數(shù),這時系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。11．在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=________。12．線性系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性，縱坐標取值為____________,橫坐標為____________。13．奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的_______________來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的準則。2.選擇題:（共計15題）1．設(shè)系統(tǒng)的特征方程為,則此系統(tǒng)。(）A。穩(wěn)定B。臨界穩(wěn)定C。不穩(wěn)定D.穩(wěn)定性不確定2．引出點前移越過一個方塊圖單元時，應(yīng)在引出線支路上。()A.并聯(lián)越過的方塊圖單元B。并聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù)C。串聯(lián)越過的方塊圖單元D。串聯(lián)越過的方塊圖單元的倒數(shù)3．時域分析法研究自動控制系統(tǒng)時最常用的典型輸入信號是。(）A．脈沖函數(shù) B．斜坡函數(shù)C．拋物線函數(shù) D．階躍函數(shù)4．系統(tǒng)的傳遞函數(shù),其系統(tǒng)的增益和型次為。（)A.5，2B。5/4，2C.5，4D.5．一階微分環(huán)節(jié)，當頻率時，則為。（）A。45°B。-45°C.90°D.-90°6．采用負反饋連接時,如向前通道的傳遞函數(shù)為G（s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s），則其閉環(huán)傳遞函數(shù)為。（）A。 B。C. D。7．已知，其原函數(shù)的終值。（）A.0B.∞C.0。75D.38．梅遜公式主要用來.（）A。判斷穩(wěn)定性B.計算輸入誤差C.求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)D.求系統(tǒng)的根軌跡9．慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在上相等。（)A.幅頻特性的斜率B.最小幅值C.相位變化率D.穿越頻率10．二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則該系統(tǒng)是.（）A。臨界阻尼系統(tǒng)B。欠阻尼系統(tǒng)C。過阻尼系統(tǒng)D.零阻尼系統(tǒng)11．正弦函數(shù)cos的拉氏變換是。（）A. B。C. D.12．已知二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線呈現(xiàn)出等幅振蕩，則其阻尼比可能為。(）A.0。6B。0。707C13．下列哪種措施對改善系統(tǒng)的精度沒有效果。（）A。增加積分環(huán)節(jié)B。提高系統(tǒng)的開環(huán)增益KC。增加微分環(huán)節(jié)D.引入擾動補償14．通過測量輸出量，產(chǎn)生一個與輸出信號存在確定函數(shù)比例關(guān)系值的元件為。（)A.比較元件B。給定元件C。反饋元件D.放大元件15．在系統(tǒng)對輸入信號的時域響應(yīng)中，其調(diào)整時間的長短與指標密切相關(guān)。（）A。允許的穩(wěn)態(tài)誤差B.允許的超調(diào)量C。允許的上升時間D。允許的峰值時間16．設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，其階躍響應(yīng)曲線在t=0處的切線斜率為。(）A.7B。2C17、下列開環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是(

)。(A)

（B)

（T>0）

（C）

（D)18。對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應(yīng)的傳遞函數(shù)G（s）為（）A。1+Ts B。C。 D。(1+Ts)210。若系統(tǒng)的Bode圖在ω=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(如圖所示），這說明系統(tǒng)中有（）環(huán)節(jié)。A。5s+1 B.（5s+1）2C.0.2s+1 D。20。已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s）=，其幅頻特性｜G（jω）｜應(yīng)為()A。 B.C。 D。21。已知系統(tǒng)的頻率特性為G（jω)=，則頻率特性的虛部為（)。A.B.C.-D。-22。設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，其（）A．幅相特性曲線是一條與虛軸平行的直線B．幅相特性曲線是一條與實軸平行的直線C．幅相特性曲線是一條s上半平面的半圓線D．幅相特性曲線是一條s下半平面的半圓線23、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為（

）（A）（B)(C）（D）24、已知系統(tǒng)頻率特性為，當輸入為時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（

）(A）（B）(C）(D）25。微分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條（).A.水平線B.垂直線C。斜率為20dB/dec的直線D.斜率為10db/dec的直線26.已知最小相位系統(tǒng)的Bode圖如圖所示，則此系統(tǒng)包含的積分環(huán)節(jié)為:(）A。0個 B.1個C．2個 D。3個27。比例環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條(）。A.水平線B。垂直線C.斜率為—20db/dec的直線D.斜率為—10db/dec的直線26.對于傳遞函數(shù),（）的系統(tǒng)，其相頻特性為（）A.B.C.D.29。設(shè)反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當系統(tǒng)的輸入時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出（）。A．B.C.D.30．下列Nyquist圖所對應(yīng)的傳遞函數(shù)中包含積分環(huán)節(jié)的是（）D.以上三項都不包含積分環(huán)節(jié)三、名詞解釋（每題5分，共計2題10分）1。傳遞函數(shù)2.主導(dǎo)極點3.偶極子4。最小相位系統(tǒng)三、計算題（每題10分,共計50分）1.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：試繪制系統(tǒng)的開環(huán)Nyquist圖。2.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：試繪制系統(tǒng)的開環(huán)Nyquist圖。3.已知如下列傳遞函數(shù)的系統(tǒng)：試繪制系統(tǒng)的開環(huán)Nyquist圖.4.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性為試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性圖5.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，式中，時間常數(shù)T＝0-5秒，放大系數(shù)K＝10。求在頻率f=1Hz,幅值R＝10的正弦輸入信號作用下,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出的幅值與相位。6.設(shè)單位負反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù).(1）試確定使相角裕量等于的值。8。若二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為試求其閉環(huán)傳遞函數(shù)；（2）確定其阻尼比和無阻尼固有頻率.9。設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)試求當輸入信號時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。10．某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示:寫出該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并求系統(tǒng)的相位裕量。（10分）11．已知某單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，當系統(tǒng)的輸入信號為時，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出.12．某系統(tǒng)方塊圖如下圖所示,試求其無阻尼自然頻率，阻尼比,最大超調(diào)量Mp，峰值時間,調(diào)整時間（△=0.02）。(10分）13、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖如下圖所示(10分)(必須有求解過程）寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)（8分)；(2）利用相位裕量判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；（2分)14、設(shè)某系統(tǒng)的特征方程式為求其特征根，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(10分)15。已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)試繪制奈奎斯特曲線，并利用奈氏判據(jù)判斷其穩(wěn)定性。(10分）.注：繪出正確曲線得5分,判斷正確得5分）16。已知某單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s）=:①在下面半對數(shù)坐標紙上畫出其漸近對數(shù)幅頻特性；②由圖解求取其幅值穿越頻率ωc（近似值）；③由公式求取相位裕量γ,并由此判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。17.已知某單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s)=：①在下面半對數(shù)坐標紙上畫出其漸近對數(shù)幅頻特性；②由圖解求取其幅值穿越頻率ωc（近似值）；③由公式求取相位裕量γ，并由此判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。18某最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖所示，要求：（1）寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)；（2）利用相位裕量判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；(3）將其對數(shù)幅頻特性向右平移十倍頻，試討論對系統(tǒng)性能的影響.解：（1）由圖可以寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下：(2）系統(tǒng)的開環(huán)相頻特性為：截止頻率：相角裕度：，故系統(tǒng)穩(wěn)定。（3）將其對數(shù)幅頻特性向右平移十倍頻程后，可得系統(tǒng)新的開環(huán)傳遞函數(shù)其截止頻率：而相角裕度：故系統(tǒng)穩(wěn)定性不變.由時域指標估算公式可得：=所以,系統(tǒng)的超調(diào)