《控制工程基础》试卷3及详细答案

.一、填空题（每题1 分，共 15 分）1 、 对 于 自动 控 制系 统 的 性能 要 求可 以 概 括 为 三 个方 面 ， 即 ：、10 s1a 、s110s1b、0.1s12 s1c、0.5s10.1s1d 、10s1,.和， 其中最基本的要求是。2 、 若某 单位 负反 馈控 制 系 统 的前 向传 递 函 数为 g(s)为。， 则该 系统 的 开 环传 递 函数7、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果()。a、增加开环极点；b、在积分环节外加单位负反馈；c、增加开环零点；d、引入串联超前校正装置。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控 制理论中系统数学模型有、等。4 、 判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、等方法。5、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联 系时，称为；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为。8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是()。a、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数； b、无论是开环极点或是闭环极点处于右半s 平面，系统不稳定；c、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；d、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1 时，系统不稳定。6 、 设系统的开环传递函数为s(t sk 1)(t s， 则其开环幅频特性为， 相频特性1)9、关于系统频域校正，下列观点错误的是()a、一个设计良好的系统，相角裕度应为45 度左右；12为。b、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20db / dec；7、最小相位系统是指。二、选择题（每题2 分，共 20 分）1、关于奈氏判据及其辅助函数f(s)= 1 + g(s)h(s)， 错误的说法是()c、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；d、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。10(2 s1)2a、f(s)的零点就是开环传递函数的极点b、f(s)的极点就是开环传递函数的极点10、已知单位反馈系统的开环传递函数为系统的稳态误差是 ()g(s)s2 (s26s100)，当输入信号是r (t)22tt 时，c、f(s)的零点数与极点数相同d、f(s)的零点就是闭环传递函数的极点a、 0b、c、 10d 、 202、已知负反馈系统的开环传递函数为2g(s)22 ss26 s1100， 则该系统的闭环特征方程为()。三、（ 10 分) 建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。a 、 s6 s1000b、( s6s100)(2 s1)02c、 s6 s10010d 、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近s 平面原点，则() 。a、准确度越高b、准确度越低c、响应速度越快d、响应速度越慢f i (t)1004、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为()。(0.1s1)( s5)a、 100b、1000c、20d、不能确定5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：a、闭环零点和极点b、开环零点c、闭环极点d、阶跃响应6、下列串联校正装置的传递函数中，能在c1 处提供最大相位超前角的是()。四、（ 20 分）系统结构图如下图所示：1、写出闭环传递函数(s)c( s)r(s)表达式 ；（ 8 分）2、要使系统满足条件：0.707 ,n2 , 试确定相应的参数k 和；（6 分）六、(15 分) 设单位反馈控制系统的开环传递函数为23、求此时系统的动态性能指标0 0 , t s ；（6 分）（）（）试求当输入信号r(t)=2 sin(t-45 ) 时，其闭环系统的稳态输出c(t)。五、 (20 分) 已知系统的方框图如下图所示。试求闭环传递函数c(s)/r(s)(提示：应用信号流图及梅森公式)g4+r(s)c(s)g1g2g3+-h2h1h 3+g5-五、解：绘制信号流图一 填空：1、稳定性快速性准确性稳定性2、 g( s)r(s)g4g1- h 1g2g3- h 2h 3c(s)3、微分方程传递函数（或结构图信号流图）（任意两个均可）4、劳思判据根轨迹奈奎斯特判据5、开环控制系统，闭环控制系统- g5k011注：别忘了标注箭头表示信号流向。6、 a()(t1；()9022)1(t2)1tg(t1)tg(t2)2) 应用 梅森公式求闭环传递函数:前向通道增益7、s 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点二 选 择p1g1g2 g3 ； p2g4g3 ；1、a2、b3、d4、c5、c6、b7、a8、c9、c10、d回路增益三、解 :my(t)k y(t)fi (t )l1g2 h 2 ； l2特征式g1g2g3 h 3h 1 ； l3g5 ； l 4g3g4 h 3h 1kk1k21g2 h 2g1g2g3h 1 h 3g5g3g4 h 3h 1g2g5 h 2 ；k1k2余因子式（对应各个前项通道的）g( s)y( s)k1k211g5 ；21g5 ； - 经验：一般 余因子式不会直接等于1，不然太简单了fi ( s)k1k2ms2k1k 2c(s)(g gg)g (1g )闭环传递函数1 2435四、解：k2c(s)s2kr(s)1g2 h 2g1g2g3 h 1h 3g5g2 g5 h 2221、( s)r(s)1kkss222k24skskk4n22s2n sn六、 c ( s)r( s)=g(s)=1g( s)1s(s1)=22s 2s2s ( s1)c( j) =22r( j)2j2、（ 4 分）3、（ 4 分）nk20 0en222014.32 00.707a( )=(222 ) 2