控制工程基础试题及参考答案(A)

1 学 院 2020 至 2020 学年度第 学期 班 控制工程基础 试卷 一一 判断题 判断题 10 分分 1 系统的误差是以系统的输入端为基准来定义的 而系统的偏差是以系统 的输出端为基准来定义的 2 系统的时间响应按振动性质分为自由响应和零输入响应 3 最大超调量 Mp 即与阻尼比有关 又与无阻尼固有频率有关 4 对于单位反馈系统 稳态偏差等于稳态误差 5 谐振带越宽 反应速度越快 一 填空题 一 填空题 10 分 分 1 对控制系统的基本要求有 2 凡是能用 描述的系统就是线性系统 线性系统的一个最重 要特性就是它满足 3 一阶系统在理想的单位脉冲函数在作用下 其响应函数为 4 系统的误差是由 和 两部分组成的 5 最大超调量和振荡次数反应了系统的 6 系统稳定的充要条件是 三 简答题 三 简答题 1515 分 分 1 什么是时间响应 时间响应由哪两部分组成 2 什么是频率特性 3 什么是相位裕度 什么幅值裕度 四 计算题 计四 计算题 计 6565 分 分 1 已知系统的动力学方程式如下 10 分 3 ty trdttytyty446 求出它的传递函数 Y s R s 2 求出图 1 所示系统的传递函数 Xo s Xi s 10 分 试 卷 纸 出卷 试卷 审批 人数 卷 姓名 学号 班级 2 3 3 由试图所示施加一个 3N 的阶跃力 求出质量 m 阻尼系数 c 弹簧 tf 进度系数 k 15 分 4 已知系统的特征方程 0 判断系统的稳定 10532 234 sssssB 性 15 分 5 已知开环频率特性 分析系 10 1 12 13 G jH j jjj 统的稳定性 15 分 3 参考答案 一 填空题 一 填空题 10 分 分 1 系统的稳定性 响应的快速性 响应的准确性 2 线性微分方程 3 T t e T t 1 4 瞬态误差和稳定误差 5 稳定性 6 系统的全部特征根都有负实部 二 判断题 二 判断题 1010 分 分 1 2 3 4 5 三 简答题三 简答题 15 分分 1 答 时间响应是指系统的响应在时域上的表现形式 或系统地动力学方 程在一定初始条件下的解 按响应的来源分为 零输入响应 零状态响应 按响应的性质分为 强迫响应 自由响应 2 线性系统在谐波输入作用下 其稳态输入与输出的幅值比是输入信号的 频率的函数 称其为系统的幅频特性 稳态输出信号与输入信号的相位差 或称相移 也是的 函数 称其为系统的相频特性 幅频特性和相频特性总称为系统的频率特性 A 3 在为剪切频率 0 时 相频特性0 时 开环幅频特性 g g 的倒数称为系统的幅值裕度 gg jHjG gK 四 计算题四 计算题 解 3 6 Y s 4 R s S 2 S S 4 Y s R s S SS 4 63 4 2 463 4 23 SSS S 3 解 由图可得传递函数为 4 kcsms sG 2 1 K 由 laplace 的终值定理可得 sXtxx s o t 0 0 limlim skcsms s s 3 1 lim 2 0 0 1 3 k 解 k 3 求 m 值 由 100 o oo P x xtx M 2 1 eMP 可得 6 0 将 代入 可得2 p t6 0 2 1 n d p t96 1 n 又因为 所以 m 0 78 m k n 2 求 c 由 可得 c 1 83 m c n 2 4 由 Routh 判断表可得 因为有两次符号变换 所以系统不稳定 5 解 G j H j 在 s 平面右半平面无极点 即 P 0 10 1 12 13 G jH j jjj 222 10 1 14 1 9 2 222 60 1 1 14 1 9 j 1 222 2 10 1 14 1