河北科技大学2011-2012控工试题.doc

河北科技大学2011 2012 学年 第 1 学期机械控制工程基础期末考试试卷学院： 班级： 姓名： 学号： 题号一二三四五六七八总分得分一、填空题（每题1分，共20分）1. 自动控制系统中心思想是 ，自动控制系统的工作原理可简述为 。2 是系统在复数域内数学模型， 是系统在频率域内数学模型。3. 已知单位反馈系统的开环传递函数为1/s(s+1)，则该系统的特征方程为 。4若，则原函数的初值f(0)为 ，终值f()为 。5传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为 时，系统输出xo(t)的拉氏变换Xo(s)与 之比。6. 系统传递函数分母反映 ，分子反映 。7. 二阶系统阶跃响应产生减幅振荡的条件是 ，而当 时产生等幅振荡， 当阻尼比大于等于1时响应曲线单调上升。8时间响应的瞬态响应部分反映系统的 和 ，而稳态响应部分则反映系统的 。9频率特性的特征量中截止频率b是指幅频特性A()的数值由零频幅值A(0)下降3dB时的频率，即A()= A(0)。10. 系统的型别或 系统的增益，可以有效地提高系统的准确性，但会使系统的稳定性 。二、单项选择题：（每空1分，共20分） 1系统能够正常工作的首要条件是【 】A快速性 B稳定性C准确性 D 都正确2把输出量返回到系统的输入端与输入量相减称为【 】。A 反馈 B负反馈C稳态误差D积分3若二阶系统的阻尼比为0.4，则系统的阶跃响应为【 】A 等幅震荡 B 衰减振荡C 振荡频率为n的振荡D 发散振荡4系统开环传递函数，系统稳态误差为零，则其输入可能是【 】 A. 单位阶跃 u(t) B. 2t C. t D. t-t5系统的传递函数为，则其相位角可表达为【 】A. B. C. D. 6若系统的传递函数S右半平面上没有零点和极点，则该系统称作【 】A非最小相位系统B最小相位系统C不稳定系统D震荡系统7机械工程控制论是研究该领域中系统的【 】问题。A 静力学B 能量守恒C 动力学D 物理学8二阶系统的下列动态性能指标中， 【 】 仅与阻尼比有关。A 最大超调量B上升时间C 调整时间 D.峰值时间9二阶系统响应的性能指标是根据系统对【 】输入的响应给出的。A. 单位脉冲信号 B. 单位阶跃信号 C. 单位正弦信号 D. 单位斜坡信号10. 控制系统依不同的尺度分为不同的类型，以下说法正确的是【 】：A. 线性系统和离散系统 B. 开环系统和闭环系统C. 功率放大系统和人工控制系统 D. 数字系统和计算机控制系统11.某环节的传递函数为G（s）=e-2s,它是【 】A比例环节B延时环节C惯性环节D微分环节12. 已知F(s)=(s+2)/( s+4s+5)，其反变换f(t)为【 】 A. e2tcost B. e-2tcost C. e2tsint D. e-2tsint13一阶系统的传递函数为，则该系统时间响应的快速性【 】 A. 与K有关 B. 与K和T有关 C. 与T有关 D. 与输入信号大小有关14闭环系统的开环传递函数为，则该系统为【 】A.0型系统，开环增益为8 B.II型系统，开环增益为8C.I型系统，开环增益为4 D.II型系统，开环增益为415. 有二阶系统的传递函数为1/（4s+4s+1）,则其无阻尼固有频率n和阻尼比依次为【 】 A. 1, 1/2 B. 2, 1 C. 2, 2 D. 1/2, 116闭环系统的开环传递函数为，则该系统为【 】A.0型系统，开环增益为8 B.II型系统，开环增益为8C.I型系统，开环增益为4 D.II型系统，开环增益为417系统对斜坡输入的稳态误差为零，则该系统是 【 】 A. 0型系统； B. 型系统； C. 型系统； D. 无法确定18.下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是【 】。A B C D 19. 下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在复数域里判别系统稳定性的判据【 】。A 劳斯判据B 霍尔维茨判据 C 乃奎斯特判据 D以上都不对20. 某系统的传递函数为，当输入时，则其稳态输出的幅值为【 】。A. B. C. 2 D. 4三、求出图示系统的传递函数：（10分）四、用结构化简法求图示系统的传递函数。（10分）G1G2G3H2H1G4H3+-+Xi(s)Xo(s)五、（10分）设单位反馈系统的输入函数为，且该系统的开环传函为，试确定系统开环放大系数K的范围，使稳态误差。六、绘制二阶欠阻尼系统（01）的单位阶跃响应曲线，在曲线上标注性能指标：上升时间tr，峰值时间tp，调整时间ts和超调量Mp，分析阻尼比和固有频率n的变化对上述性能指标的影响。（10分）七. 已知系统的开环传递函数为,画出其Bode图（包括幅频特性曲线和相频特性曲线）；求该系统的相位裕量和幅值裕量Kg或Kg（dB），并判定是否稳定。（10分）八设某控制系统的结构图如图所示，其中 =0.5，=30。试确定K1取何值时，系统方能稳定。（10分）+1C(s)E(s)R(s)-河北科技大学2011 2012 学年 第 1 学期机械控制工程基础期末考试试卷答案一、填空题（每题1分，共20分）1. 反馈 ， 检测偏差，纠正偏差 2 传递函数， 频率特性 3. 。4 0 ， 1 。5 零 输入xi(t)的拉式变化Xi(s) 6. 系统本身的固有特性，系统同外界的联系的关系。7. 阻尼比大于零小于1 ， 阻尼比等于零 8 快速性 和 平稳性 ， 准确性 。9 A()= 0.707A(0)。10. 增大 增加，变差 。二、单项选择题：（每空1分，共20分） C B B A B , B C A B B, B D C D D, D C D A A三、求出图示系统的传递函数：（10分）解：系统的微分方程为(4分) 拉氏变换得：（零初始条件）(4分) 四、用结构化简法求图示系统的传递函数。（10分）G1G2G3H2H1G4H3+-+Xi(s)Xo(s)G1G2G3H2H1G4H3+-+Xi(s)Xo(s)1/G21/G31/G1（3分）（3分）（4分）H3+-Xi(s)Xo(s)Xo(s)Xi(s)五解： (2分) 由 （6分）得 (2分)六、解： 二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应曲线图为（3分）：标出每个指标各一分，共四分。参量，n与各性能指标之间的关系：（3分）（1） 若保持不变而增大n，则不影响超调量Mp，但上升时间tr，峰值时间tp，调整时间ts均会减小。若保持n不变而改变，减少，虽然tr、tp会减小，但超调量Mp，和调整时间ts（0.7）却会增大。七. 解：（1）(6分，每个3分)（2） =180+=-5.4085 (2分) =-20=0.05dB （2分）系统不稳定。八 解：由图知H(s)=1，系统为单位负反馈闭环系统，其开环传递函数为： （1分）则系统的闭环传递函数为： （2分）将 =0.5，=