《控制工程基礎(chǔ)》試卷及詳細(xì)

桂林電子科技大學(xué)試卷2013 2014 學(xué)年第 二 學(xué)期課程名稱控制工程基礎(chǔ)（A卷.閉卷）適用年級(jí)或?qū)I(yè)） 考試時(shí)間120分鐘 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名題號(hào)一二三四五六七八成績(jī)滿分5100得分評(píng)卷人一、填空題（每題1分，共15分）1、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面， 即：、快速性和。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無(wú)反向聯(lián)系時(shí)，稱為 ;當(dāng) 控制裝置與受控對(duì)象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí)， 稱為。含有測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)， 屬于。3、控制系統(tǒng)的 稱為傳遞函數(shù)。一階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是 ,二階系統(tǒng)傳 函標(biāo)準(zhǔn)形式是。4、兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為G1（s）與G2（s）的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為G（s）,則G（s）為 （用G1（s）與G2（s）表示）。5、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中，Z = P - R ,其中P是指,Z是指, R指。6、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g（t） 10e0.2t 5e.5t,則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）為。7、設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為K2（ s 1） ,則其開(kāi)環(huán)幅頻特性s2（Ts 1）為，相頻特性為 。二、選擇題（每題2分，共20分）1、關(guān)于傳遞函數(shù)，錯(cuò)誤的說(shuō)法是（）A.傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)；B.傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響；C.傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式；D.閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、采用負(fù)反饋形式連接后，則（）A、一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；B、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提高；G 一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后完全消除；D需要調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能改善系統(tǒng)性能。503、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為50，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán) (2s 1)(s 5)增益為()。A、 50B、25C、10D、54、下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有效果()。A、增加開(kāi)環(huán)極點(diǎn)；B 、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋；G增加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)；D 、引入串聯(lián)超前校正裝置。5、系統(tǒng)特征方程為D(s) s3 2s2 3s 6 0 ,則系統(tǒng)()A、穩(wěn)定；B 、單位階躍響應(yīng)曲線為單調(diào)指數(shù)上升；G臨界穩(wěn)定；D 、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)Z 2。6、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在c 1處提供最大相位 超前角的是()。10s 1- 10s 1 八 2s 1 0.1s 1A、 B、 C、 D、s 10.1s 10.5s 110s 17、已知開(kāi)環(huán)幅頻特性如圖1所示，則圖中不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)圖1A、系統(tǒng)B、系統(tǒng) C、系統(tǒng) D、都不穩(wěn)定8、非單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其前向通道傳遞函數(shù)為 G(S),反饋通道 傳遞函數(shù)為H(S),當(dāng)輸入信號(hào)為R(S),則從輸入端定義的誤差E(S)為()A、E(S) R(S) G(S)B、E(S) R(S) G(S) H(S)C、E(S) R(S) G(S) H(S) D、E(S) R(S) G(S)H(S)9、開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)()。A、超調(diào) %B、穩(wěn)態(tài)誤差ess C、調(diào)整時(shí)間ts D、峰值時(shí)間tp10、已知下列負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，應(yīng)畫(huà)零度根軌跡的是A、*K (2 s)s(s 1)*KB 、s(s 1)(s 5)*Ks(s23s 1)D、*K (1 s)s(2 s)三、（15分）試建立如下圖所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程，并求傳遞 函數(shù)。四、（15分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，求系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。25 式"5)五、（20分）設(shè)控制系統(tǒng)如下圖所示，試用勞斯判據(jù)確定使系統(tǒng) 穩(wěn)定的K值。六、（15分）試用結(jié)構(gòu)圖等效化簡(jiǎn)求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/ R(s)。、填空題（每題1分，共15分）根據(jù) KCL有ui(t) u0(t) Cdui u0業(yè)1、穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性2、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)3、輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值,R1dtR2口 hdu0(t)du i(t)小即R1R2C0(R1R2)u0(t)RR2ciR2ui(t)dtdt2 n s1 2 2 nS2 或：G(s) n1、22)T2s2 2T s 14、Gi+G2(s)5、開(kāi)環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù),（或：右半S平面的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)個(gè)2、求傳遞函數(shù)對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換得R1R2CsU0(s) (R R2)U0(s) RR2csUi(s) R2Ui(s)得傳遞函數(shù)G(s)不R1R2cs R2Ui(s)R1R2 Cs R1 R2四、閉環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù) （或：右半S平面的閉環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù)，不穩(wěn)定的根的數(shù)）;奈氏曲線逆時(shí)針?lè)较虬鼑?1, j0 ）整圈數(shù)。25解：由圖可得系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳函為：G（s） 25s（s 5）1056、s 0.2s s 0.5s因?yàn)樵撓到y(tǒng)為單位負(fù)反饋系統(tǒng)，則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為,8、D 9、2與二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式 （s） n 比較，有s2 2ns27 、, arctan 180o arctan T2 ,Ts(s 5) 2 1o ,T180 arctan2)1 T 2二、選擇題(每題2分，共20分)1、B 2、D3、C 4、A 5、C 6、B7、B25一 ,、 _ 2G(s) s(s 5)255A10、A三、（10分）解：1、建立電路的動(dòng)態(tài)微分方程52解得0.5所以20.5 / 1 0.5216.3%2K 0ts0.5 5ts30.51.2s 5穩(wěn)定的充要條件是1.6s，ts3.5工 1.4s,0.5 5八一、一、，一1即，使系統(tǒng)穩(wěn)定的 K值為K -3六、解：ts4.54.50.5 51.8s(2分)五、令Gi(s尸2s(s 3)K -s(ss(s 3) 2K2_s 3s 2K3)則嘰R(s)1 - -G1(s) s1 -1 -G1(s)s控制系統(tǒng)的特征方程為2s 3s 2K22_s 3s 2K32_-s 3s 2Ks 2-23s 2Ks 2=0勞斯表為3s2s2K2所以:C(s) G1G2G3G4R(s) 1 G1G2 G3G4 G2G3 G1G2G3G46K321 G(s) 125 s(s 5) 25 s2 5s 52