机械工程控制基础第3阶段测试题9.0汇总【新版】

1、江南大学现代远程教育第三阶段测试卷考试科目：机械工程控制基础（第五章、第六章）（总分100分）时间：90分钟专业:姓名:学习中心（教学点）批次:_学号：层次：_身份证号:得分：1、单项选择题（本题共 已知系统特征方程为3s15小题，每小题2分，共30分。）4+10S3+5S2+S+2=0,则该系统包含正实部特征根的个数为（A、C、A、C、劳斯判据用（ 系统特征方程 系统频率特性的）来判定系统的稳定性。、开环传递函数Nyquist图D、系统开环频率特性的Nyquist图A、C、A、C、系为（GKA、B、C、D、已知系统特征方程为S4+S3+4S2+6S+9=0，则该系统（稳定B、不稳定临界稳定D

2、、无法判断延时环节串联在闭环系统的前向通道时，系统稳定性（ 变好B、变坏不会改变D、时好时坏开环传递函数 GK（s）、闭环传递函数 GB（s）和辅助函数）。（S）绕（-1,j0）点的圈数就是 GK（S）绕原点的圈数（S）绕原点的圈数就是GB（s）绕（-1,j0）点的圈数（S）绕（-1,j0）点的圈数就是F（s）=1+G（s）绕原点的圈数（S）绕原点的圈数就是F（S）=1+G（S）绕（-1,j0）点的圈数已知开环稳定的系统，其开环频率特性的Nyquist图如图所示，则该闭环系统（GKGKGKF（s）=1+GK（s）三者之间的关A、稳定、不稳定C、临界稳定、与系统初始状态有关设单位反馈系统的开环传

3、递函数为GK(S)=K/S(S+1)(S+3)，则此系统稳定的K值范围为A、K0C、2K0、12K08、A、对于一阶系统，时间常数越大系统瞬态过程越长,则系统、系统瞬态过程越短C、稳态误差越小、稳态误差越大A、系统稳定的充要条件（幅值裕度大于0分贝B、相位裕度大于0C、且相位裕度大于幅值裕度大于0分贝，幅值裕度大于0分贝，10、以下方法可增加系统相对稳定性的是（A、增加系统的开环增益D、或相位裕度大于、减小系统的开环增益C、增加系统的型次、减小系统的输入11、以下网络可以作为（A、P校正C、PD校正12、对于传递函数为PI校正PID校正A、系统1的带宽宽，C、系统2的带宽宽，13、串联校正环节

4、的传递为G1（S） = 10/ （S+1）响应速度快响应速度快Gc（S）G2（S）= 1/（3S+1） 两个系统，（、系统1的带宽宽，响应速度慢、系统2的带宽宽，响应速度慢A、增益调整C、相位滞后校正=（S+1）/（S+2），则它属于（、相位超前校正、相位滞后-超前校正14、如图所示，其中ABC是未加校正环节前系统的Bode图；GHDI是加入某种串联校正环节后系统的Bode图，则校正环节的传递函数为（A、G(s)=(1+s(1+s/0.013)、G(s)= K*(1+s)/(1+s/0.013)C、G(s)= K* (1+s/0.013)/(1+s) D15、以下环节中可作滞后-超前环节的是(

5、ElA UH U和沾h 1.14 1“ II丄IlJI叶尸 g:1谢心j AA、G(s)= 1/(s+1)B、G(s)= (s+2)/(s+1)C、G(s)= (s+1)/(s+2)D、(s)=(s+1)/(s+2)*(0.3s+1)/(3s+1)二、填空题(本题共6小题，每空1分，1、在小迟延及低频情况下，迟延环节的频率特性近似于2、 已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=K /s(Ts+1)，若要求带宽a倍，相位裕量保持共10分)的频率特性。不变，则K应为_ ，T应为评价控制系统性能的时域指标中的动态指标常用的是衡量控制系统性能常用频率域指标是二阶振荡环节的谐振频率和。3r=_。和指标

6、和3r与阻尼系数Z的关系为评价控制系统性能的指标可分为指标两大类。三、简答题(本题共2小题，每小题5分，共10分)1、劳思稳定判据给出的控制系统稳定的充要条件是什么2、系统各在何种情况下采用相位超前校正，相位滞后校正和相位超前-滞后校正？为什么?四、计算题(本题共4小题，每小题10分，共40分)Cts +11、设单位反馈系统的开环传递函数GK(S)=亠，试确定使相位裕度等于45的a值。sK2、设单位反馈系统的开环传递函数为GK(S)=2K-，其中，无阻尼固有频率s(s2+2巴S+1)、G(s)= (1+s/0.013)/(1+s)n=90s，阻尼比匕=0.2，试确定K为多大时系统才能稳定。3、

7、如下图所示，其中ABCD是未加校正环节前系统的 后系统的Bode图。试说明它是哪种串联校正方法； 能得到改善。五、应用题(本题共1小题，每小题10分，共10分)1、某一伺服机构的开环传递函数为GK(S)=s(0.5s+1)(0.15s+1)(1)画出Bode图，并确定该系统的增益裕度和相位裕度以及速度误差系数；(2)设计串联滞后校正装置，使其得到增益裕度至少为15dB和相位裕度至少为45的特性。Bode图；ABEFL是加入某种串联校正环节写出校正环节的传递函数，指出系统哪些性4、设系统如图所示，试判断该系统的稳定性，并求出其稳定裕度，其中,2K1=0.5G(S)= 三、简答题（本题共2小题，每

8、小题5分，共10分）1、答：线性系统稳定的充要条件是特征方程系数为正值，并且由特征方程系数组成的劳思表的第一列系数也为正值。2、答：相位超前校正主要用于稳态精度已满足要求，噪声信号较小，的系统。这是由于超前校正环节增大了相位裕度和带宽，而带宽的增大意味着调整时间的减少,响应速度的加快，但使系统对噪声信号更加敏感。相位滞后校正主要用于提高系统的稳态精度。这是由于滞后校正环节高频段衰减快，即带宽减小，从而改善系统稳态精度。相位滞后-超前校正主要用于既要提高系统的稳态精度，又要改善系统的瞬态性能的系统。四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）jg +1GKj）丄-附：参考答案：一、单项选择

9、题1、C 2、A（本题共15小题，每小题2分，共30分）10、B11、D 12、A13、B 1415、D1、填空题（本题共6小题，每空 惯性环节1分, 共10分）akT/a过渡时间ts幅值穿越频率on（1-2Z2）1/2时域co c最大超调（T P相位裕度丫频域但瞬态品质不能满足要求1、解：系统的开环频率特性为J（ac）2+1k 机，有:oc=1.192、解:令GK（jco）Y =45 J180UarctaT80a=0.84GB(s)=31+G(S)H(S) s +2EnS+05nS+Kn其Routh表如下:作其对数幅频，相频特性曲线如图所示。由图可以看出，该系统不稳定，其相位裕度、幅值裕度分

10、别为Y = 30 Kg=-6dBK%2G(s)D(s)+ 23nS22 2+ n S + KCn =03ss2s0123no2巴n-Ko23n叫2K2g2根据Routh判据的充要条件可知:若该系统稳定，则Routh表第一列元素均大于0。gK0解之得0K 2讣=36则0K03、解：它属于串联校正中的相位超前校正，其传递函数为1+ Gc(s) =I7，校正的结果是扩1+s100展了系统的带宽，提高了系统响应的快速性，使系统的稳定性得到改善。4、解：经整理化简，该系统的开环传递函数为：(0_S)G(S)=(0.一厂2c _2s+12s+1_ 1 -2ss (1 + 2s)s其开环频率特性为1 -2j

11、 时GK(j)=(22 +1)j)五、应用题 (本题共1小题，每小题10分，共10分)1、解：其频率特性为 GK(i)=j(0.5 jc + 1)(0.15jc +1)则 20lg|GK(j)| =20lg7 -20lg -20lg $1 +0.52co2 20 Ig(1 + 0.152c29() =90 arctanO.5 -arctanO.15 据此作GK(j3)的Bode图，如下图中虚线所示。由其Bode可以看出，对于G(s)而言，其相位裕度和幅值裕度分别为Y =4 昭Kg=1.85dB, c=3.3S4, 巩=3.65S4;Kw= lim s *GK(S) = limSTTs(0.5s+1)(0.15s+1) 显然，G(s)的相位裕度和幅值裕度都不能满足要求，必须在系统中加入适当的相位滞后校正装 置，以改善系统的稳态精度。设补偿角为 5，则要求校正后系统的设计相位裕度丫=5 + 45 = 50。即，开环相频特性的7s相位应等于-180+50=-130。由Bode图确定其所对应的频率o=1s-1。选3=1s-1为