大学《控制工程基础》模拟试卷

大学《控制工程基础》模拟试卷第一部分：单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[b]a.给定元件b．检测元件c．放大元件d．执行元件2.在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[a]a．比例环节b．积分环节c．惯性环节d．微分环节3.如果系统不稳定，则系统[a]a.不能工作b．可以工作，但稳态误差很大c．可以工作，但过渡过程时间很长d．可以正常工作4.在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B]调节器。a．比例b．比例积分c．比例微分d．比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[B]：a．Sb.c.d.S26.在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是[A]A．比例环节B．积分环节C．惯性环节D．微分环节7．如果系统不稳定，则系统[A]A.不能工作B．可以工作，但稳态误差很大C．可以工作，但过渡过程时间很长D．可以正常工作8.已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是[A]：A．相位超前B．相位滞后C．相位滞后－超前D．相位超前－滞后9.在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B]调节器。A．比例B．比例积分C．比例微分D．比例积分微分10.已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环节[惯性环节]：11.PI调节器是一种（a）校正装置。A．相位超前B.相位滞后C.相位滞后－超前D.相位超前－滞后12.开环增益K增加，系统的稳定性（c）：A．变好B.变坏C.不变D.不一定13.开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳定性（）：A．变好B.变坏C.不变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.自动控制系统的反馈环节中必须具有（b）：A.给定元件B．检测元件C．放大元件D．执行元件16.PD调节器是一种（a）校正装置。A．相位超前B.相位滞后C.相位滞后－超前D.相位超前－滞后17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示，试确定其开环增益K（c）。A、0；B、5；C、10；D、120L(ω)（-20）（+20）dB(rad/s))3510123018.已知系统的特征方程为S3+S2+τS+5=0，则系统稳定的τ值范围为（c）。τ>0；B.τ<0；C.τ>5；D.0<τ<5第二部分：多选题1.开环传递函数为（）的闭环系统是稳定的。A．G(S)=B.G(S)=C.G(S)=D.G(S)=2.开环传递函数为（）的闭环系统是稳定的。A．G(S)=B.G(S)=C.G(S)=D.G(S)=3.测量转速的元件有A.测速发电机B．光电增量编码盘C.光电测速计D．自整角机4．在直流调速系统中，限制电流过大的保护环节，可以采用A．电流截止负反馈B，电流正反馈C．过电流继电器D．电压负反馈5．对开环传递函数的典型二阶系统，当增大增益K时，将使系统的A．量大超调量增加B．快速性有所改善C.稳态性能改善D．相位稳定裕量增大6．改善反馈系统稳态性能的方法有A.在前向通道中增加积分环节B．在前向通道中增加微分环节C．在前向通道中增加增益K＞1的比例环节D．增加输出量的微分负反馈环节7．改善随动系统性能可以采取的措施有A．采用PID串联校正B．增设转速负反馈C.增设给定顺馈补偿D．增设转速微分负反馈8.测量角位移的元件有A.伺服电位器B.自整角机C.测速发电机D．光电编码盘9.比例积分(P1)校正装置(设x=1)对系统性能的影响是A.改善稳态性能B．降低系统稳定性C.改善动态性能D.提高抗高频干扰能力10.位置跟随系统增设转速负反馈环节后，将使系统的A．位置最大超调量减小B．调整时间减小C.位置稳态误差为零D．加速度恒为零11．在直流调速系统中，可以使速度波动减小的环节有A电流截止负反馈B．电流负反馈C．电流正反馈D转速负反馈12．对典型二阶系统，当增益K增加时，则系统的A.上升时间tr较长B．稳定性较差C.稳态性能较好D．最大超调量较大第三部分：简答题1.对自动控制系统性能指标的主要要求是什么？而MP、N反映了系统的什么，TS反映了系统的什么，eSS又反映了系统的什么；2.试说明串联校正的优点与不足。3.试分析PIＤ调节器性能。4.在位置随动系统中，采用转速负反馈校正，对系统的动态性能有何影响?5．叙述系统开环增益K的大小、积分环节个数v的多少与系统稳定性和稳态性能的关系；6.系统稳定的充要条件是什么？(从系统特征根的分布来分析)7.简述奈氏稳定判据内容；8.叙述系统开环对数幅频特性L(ω)低频段渐近线斜率大小，L(ω)在ω＝1处的高度对系统稳态精度的影响。9.对PWM控制的大功率晶体管直流调压电路，采用调制频率为400Hz的方波较50Hz方波供电的优点是什么?10.试述“传递函数”、“频率特性”的定义；第四部分：建模题1.下图为热水器电加热器。为了保持希望的温度，由温控开关接通或断开电加热器的电源。在使用热水时，水箱中流出热水并补充冷水。试画出这一闭环系统的原理方块图，若要改变所需温度时，定性地说明应怎样改变和操作。2.试说明上图所述系统，当水箱向外放热水和向里补充冷水时，系统应如何工作并画出对应的系统方块图。3.机械系统如下图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（小车与地面的摩擦不计）4.下图是手控调压系统。当发电机的负载改变或发电机的转速变化时，发电机的端电压就要随之波动。为了保持端电压的恒定，需不断调节电阻RJ,以改变激磁电流If,使端电压保持不变，这样做很不方便，现将其改成自动调压系统。试画出系统原理图并标出各点应具有的正、负号。5.下图为一电动机速度控制系统原理图。在这个图中除速度反馈外又增加了一个电流反馈，以补偿负载变化的影响。试标出各点信号的正、负号并画出方块图。6.今测得最小相位系统渐近对数幅频特性曲线如下图所示，试求其传递函数G(S)的表达式。7.下图（a）与（b）均为自动调压系统。现在假设空载时（a）与（b）的发电机的端电压相同均为110伏。试问带上负载后（a）与（b）哪个能保持110伏电压不变，哪个电压要低于110伏，其道理何在？第五部分：稳定性分析题1.利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。2.利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。第六部分：结构图简化题1.用等效变换规则化简如下动态结构图：2.简化下面框图，求出C(S)=?3.用等效变换规则化简如下动态结构图：第七部分：时域分析题1.已知系统的输出与输入信号之间的关系用下式描述：c(t)=5r(t-3),试求在单位阶跃函数作用下系统的输出特性。2.系统如图所示，r(t)=1(t)为单位阶跃函数，试求：①系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；②动态性能指标：超调量MP和调节时间tS(δ＝５)3.下图所示为飞行器控制系统方块图。已知参数：KA=16,q=4及KK=4。试求取：（1）该系统的传递函数C(s)/R(s)。（2）该系统的阻尼比ξ及无阻尼自振频率ωn（3）反应单位阶跃函数过渡过程的超调量、峰值时间及过渡过程时间。第八部分：频域分析题1.若系统的单位脉冲响应为，试求系统的频率特性。2.设单位反馈系统的开环传递函数为G（s）=,其中T=0.1（秒），K=5，试绘制开环对数频率特性和闭环频率特性，并求在ω=10（）时，对应二个特性的二个相角及频带数值。3.设系统的前向环节传递函数为G（s）=K，其反馈环节传递函数为H（s）=（微分反馈），试绘制系统开环对数频率特性。第九部分：稳态分析题1.下图所示为仪表随动系统方块图试求取：(1)r(t)=1(t)时的稳态误差(2)r(t)=10t时的稳态误差(3)r(t)=4+6t+3t2时的稳态误差2.试求取图