武汉理工大学材料成型控制工程基础试题

1、控制工程基础（自测题A）一、 单项选择题（每小题1分，共10分）1. 图示系统的阶次是 （ ）A 1阶； B 2阶； C 3阶； D 4阶。2. 控制系统能够正常工作的首要条件是 （ ）A 稳定； B 精度高；C 响应快；D 抗干扰能力强。3. 在图中，K1、K2满足什么条件，回路是负反馈？ （ ）题1图A K1>0，K2>0 B K1<0，K2<0C K1>0，K2<0 D K1<0，K2=04. 通过直接观察，下列闭环传递函数所表示的系统稳定的一个是 （ ）A ；K1K2题3图B ；C ；D 。5. 已知系统开环传递函数为，其高频段的相位角为 （

2、） A 0°； B 90°； C 180°； D 270°。6. 在控制系统下列性能指标中，表示快速性的一个是 （ ） A 振荡次数； B 延迟时间； C超调量； D 相位裕量。7. 某典型环节的输入输出关系曲线是一条经过坐标原点的直线，那么该典型环节是 （ ）A 比例环节； B 振荡环节； C 微分环节； D 积分环节。8. 控制系统的超调量与下列哪个因素有关？ （ ）A 稳态误差； B 稳定性； C 系统阻尼； D 开环增益。9. 如果二阶系统的无阻尼固有频率为8Hz，阻尼比为0.5，允许误差为2%，那么，该系统对单位阶跃输入的响应具有的过渡过程时间

3、为 （ ）A 0.5s； B 1s； C 2.5s； D 5s。10. 从线性系统的频率特性来看，下列说法正确的是 （ ）A 相对于输入信号而言，输出信号的幅值和相位都没有变化； B 相对于输入信号而言，输出信号的幅值增大相位滞后； C 相对于输入信号而言，输出信号的幅值和相位都有变化，变化规律取决于系统的结构和参数； D 相对于输入信号而言，输出信号的幅值改变但相位不变。二、 多项选择题（每小题2分，共10分）11. 关于线性系统，下列说法正确的有 （ ）A 线性系统的本质特征是满足叠加原理； B 线性系统的输入与输出成线性关系； C 描述线性系统的微分方程中，各项系数均与系统的输入输出信号

4、及其导数无关；D 描述线性系统的微分方程中，各项系数均与时间无关； E 线性系统都可以用传递函数描述。12. 关于传递函数，下列说法正确的有 （ ）A 它是输出信号与输入信号之比； B 它是以复变数s为自变量的有理真分式；C 它不仅与系统的结构和参数有关，还与输入作用的形式有关；D 它可以有系统的微分方程转换得到； E 它是系统动态特性的内部描述。13. 关于二阶系统对单位阶跃信号的响应，下列说法正确有 （ ）A 二阶系统的时间响应都是二次函数； B 当两个极点都在s平面的负实轴上时，没有超调量； C 当两个极点都在s平面的虚轴上时，没有超调量； D 当两个极点都在s平面的第二、三象限时，响应

5、是等幅振荡；E 当阻尼比在（0，1）内时，响应是有振幅衰减的振荡。14. 对于频率特性，下列说法正确的有 （ ）A 是系统单位脉冲响应函数的富利叶变换；B 是系统对频率的响应； C 是系统输出的稳态分量对输入的正弦信号的频率的关系；D 频率特性并不反映系统的运动特性； E 频率特性取决于系统的结构和参数。15. 对于图所示的系统，以下传递函数正确的有A ； B ；C ； D ； E 。G1G2R1(s)H1H2R2(s)Y2(s)Y1(s)题15图三、 综合题（共6小题，共40分）31. 已知某控制系统的特征方程为，其在虚轴右侧的极点有多少个？（5分）32. 已知系统在单位阶跃作用下，零初始条

6、件时的输出为，试求该系统的闭环传递函数。（5分）33. 某单位反馈系统的开环传递函数为，试绘制其奈奎斯特轨迹，并判断闭环系统的稳定性。（5分）34. 控制系统的开环传递函数为 ，试绘制其Bode图，在Bode图上标出相位裕量和增益裕量（标明正、负，但不需求值）。（7分）35. 在图所示的系统中，当K1取何值时该系统稳定？ （8分）题35图36. 已知系统的框图如下题36图+如果输入信号和扰动信号分别为r(t)=2+0.5t和n(t)=0.1×1(t)。求该系统的稳态误差。（10分）控制工程基础（自测题A）参考答案与评分标准一、单项选择题（每小题1分，共10分）12345678910B

7、ACDDBACBC 二、多项选择题（每小题2分，共10分）1112131415A C B DB EA C EC D三、综合题（共6小题，共40分）31列Routh表如下： （3分） Routh表第一列的元素有两次符号改变（1分），因此原系统在虚轴右侧有两个极点（1分）。32. （1分）而 （1分）根据传递函数的定义有： （3分）33系统开环频率特性可表示为 （1分）当=0时，|G(j)| +/, 相位角为180°；当+时，|G(j)|=0，相位角为90°。系统开环奈奎斯特轨迹如右图所示。（2分，只要求找到这两个特殊点并正确确定走向即可给全分）系统开环没有右极点（1分），而奈

8、奎斯特轨迹没有包围点（-1，j0），因此闭环系统稳定（1分）。34系统开环传递函数可规范化为 （1分）可见，系统开环由5个典型环节构成：比例环节K=250、积分环节、转折频率为1=0.4Hz的惯性环节、转折频率为2=2Hz的微分环节和转折频率为3=4Hz的振荡环节。 （1分） 20lgK=48，系统开环Bode图如下：（注意：图形部分给分标准如下：Ø 对数幅频特性图中，各段渐进线斜率标注正确，给1分；渐进线斜率标注正确，给1分；Ø 5个环节的相频特性曲线及总相位的变化趋势正确，给2分；Ø 相位裕量和增益裕量的位置标注及正负判断均正确，给1分。由于作图误差的原因，导致相位裕量和增益裕量的位置有差异，只要不影响对概念理解和判断，仍应给分。）35系统闭环特征多项式为 （3分）由系统的闭环传递函数可列Routh表如下 1 80 17 1000K1+100 0 1000K1+100 0 （3分）由Routh判据可知，系统稳定的充分必要条件为：Routh表第一列元素同号，即 >0 1000K1+100>0 （2分） 解得 0.1<K<1.26。36. 该系统是二阶的，且各项系数为正，故而该系统是稳定的。（2分）对于输入信号引起的稳态误差，可以用稳态