《控制工程基礎(chǔ)》試卷及詳細(xì)答案.doc

桂 林 電 子 科 技 大 學(xué) 試 卷20132014 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152015152015100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，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，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為 。7、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則其開環(huán)幅頻特性為 ，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；C、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。3、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的開環(huán)增益為 ( )。A、 50 B、25 C、10 D、5 4、下列哪種措施對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有效果 ( )。A、增加開環(huán)極點(diǎn)； B、在積分環(huán)節(jié)外加單位負(fù)反饋；C、增加開環(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，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；C、臨界穩(wěn)定； D、右半平面閉環(huán)極點(diǎn)數(shù)。6、下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在處提供最大相位超前角的是 ( )。A、 B、 C、 D、7、已知開環(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、 B 、C 、 D、9、開環(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 C、調(diào)整時(shí)間 D、峰值時(shí)間10、已知下列負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，應(yīng)畫零度根軌跡的是 ( )。A、 B 、 C 、 D、 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。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。2S (S+3)1S R(s) +C(s) + _ _ K 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)。一、填空題（每題1分，共15分）1、穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性2、開環(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，或：)。4、G1(s)+G2(s)5、開環(huán)傳函中具有正實(shí)部的極點(diǎn)的個(gè)數(shù)，(或：右半S平面的開環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù))； 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)。6、7、， (或：) 二、選擇題（每題2分，共20分）1、B 2、D 3、C 4、A 5、C 6、B 7、B 8、D 9、A 10、A三、（10分)解：1、建立電路的動(dòng)態(tài)微分方程根據(jù)KCL有 即 2、求傳遞函數(shù)對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換得 得傳遞函數(shù) 四、解：由圖可得系統(tǒng)的開環(huán)傳函為： 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， 與二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式 比較，有 解得 所以 或，（2分）五、令 G1(s)= 則 =控制系統(tǒng)的特征方程為 =0勞斯表為s312Ks232s1s02穩(wěn)定的充要條件是即，使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值為六、解 ：所以：