控制工程基础试卷补考复习

1、1、求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)（本题满分20分）2、某闭环系统结构图如下图所示，取何值时，系统才能稳定 ？（本题满分20分）3、由电阻R、电感L和电容C组成无源网络如下图所示。以ui输入，uo输出，求此系统的微分方程。（本题满分15分）一、 论述题（本题满分45分，共含5道小题）1、试分析下图所示水位自动控制系统的原理。（本题满分10分）2、写出如何利用梅森（Mason）公式得到系统传递函数。（本题满分10分）3、求取无源网络或电子调节器的传递函数，采用阻抗法求取更为方便。写出下表中列出的电阻、电容和电感的阻抗的微分方程与传递函数。（本题满分10分）4、对控制系统的“稳”的要求

2、，具体是什么含义？对系统的“准”的要求，含义又是什么? （本题满分5分）5、解释闭环控制系统中比较元件、校正元件、执行元件、被控对象（或过程）的含义。（本题满分10分）1、求系统传递函数C(s)/R(s)（本题满分10分）系统的开环传递函数成为闭环传递函数为2、化简如下所示系统框图，求化简后的传递函数求系统传递函数C(s)/R(s)（本题满分15分）2、系统结构图如图所示，取何值时，系统才能稳定 ？（本题满分10分）3、已知， 试求。（本题满分8分）解：的极点位于左半s平面，所以极限存在。用终值定理 ：4、一个由弹簧-质量-阻尼器组成的机械平移系统如图所示。m为物体质量，k为弹簧系数，f 为粘

3、性阻尼系数，外力F(t)为输入量，位移x(t)为输出量。列写系统的运动方程。解 在物体受外力F的作用下，质量m相对于初始状态的位移、速度、加速度分别为x、dx/dt、d2x/dt2 。设外作用力F为输入量，位移 x 为输出量。根据弹簧、质量、阻尼器上力与位移、速度的关系和牛顿第二定律，可列出作用在上的力和加速度之间的关系为 k和f分别为弹簧的弹性系数和阻尼器的粘性摩擦系数。负号表示弹簧力的方向和位移的方向相反；粘性摩擦力的方向和速度的方向相反。5、由电阻R、电感L和电容C组成无源网络如下图所示。ui输入，uo输出，求微分方程。设回路电流为 i ( t ) 如图所示。由基尔霍夫电压定律可得到:式

4、中i ( t )是中间变量。i ( t )和u o( t )的关系为消去中间变量i (t )，可得5、系统的特征方程为：，试判据判断系统的稳定性。()6、某典型反馈控制系统的结构如下图所示，输入量、干扰量同时作用于线性系统，求扰动作用下的闭环传递函数C(s)/D (s)。5、一位置随动系统，如下图所示，K4。求该系统的阻尼比、自然振荡角频率和单位阶跃响应；系统的峰值时间、调节时间和超调量（取5%误差带）；若要求阻尼比等于0.707，应怎样改变系统放大系数K值。解 系统的闭环传递函数为要求阻尼比等于0.707，4、求图示电路的传递函数解： 令,则二、 论述题（本题满分48分，共含5道小题）1、某

5、控制系统机构如下图所示，试分析图中测量元件、比较元件、执行元件的作用。2、试分析水位自动控制系统的原理。(本题满分8分)3、试总结建立控制系统微分方程的一般步骤。（1）分析元件的工作原理和在系统中的作用，确定元件的输入量和输出量（必要时还要考虑扰动量），并根据需要引进一些中间变量。（2）根据各元件在工作过程中所遵循的物理或化学定律，按工作条件忽略一些次要因素，并考虑相邻元件的彼此影响，列出微分方程。常用的定律有：电路系统的基尔霍夫定律、力学系统的牛顿定律和热力学定律等等。（3）消去中间变量后得到描述输出量与输入量（包括扰动量）关系的微分方程，即元件的数学模型。试分析水位自动控制系统的原理。当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有正的变化，电动机带动减速器使进水阀门开度增加，直到实际水位重新与水位要求值相等时为止。3