武汉理工大学材料成型控制工程基础试题

1、控制工程根底自测题1分，共10分一、单项选择题每题1. 图示系统的阶次是A 1阶； B 2阶；2. 控制系统能够正常工作的首要条件疋A稳定；3. 在图中，K1、4阶。B精度高；C响应快；D抗干扰能力强。K2满足什么条件，回路是负反应？A K1>0, K2>0 B K1<0,C K1>0, K2<0 D K1<0,C 3 阶；D旦题1图/tiO1'1K2<0K2=04.通过直接观察，以下闭环传递函数所表示的系统稳定的一 个是(s) s 4s s .(S)(Ss 121)(s4)；5.6.7.8.9.(S)10(s 5)s3 4s 3一 K2 &l

2、t;(s)10D系统开环传递函数为(S 3)2(s 1)。G(s) s(s 1)( s 2),其高频段的相位角为A 0°； B 90° ； C 180° ； D 270在控制系统以下性能指标中，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。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。控制系统的超调量与以下哪个因素有关？A 稳态误差；B 稳定性；C 系统阻尼；D 开环增益。如果二阶系统的无阻尼固有频率为8Hz，阻尼比为，允许误差为 2%,那么，该系统对单位阶跃输入

3、的响应具有的过渡过程时间为； B 1s；;D10.从线性系统的频率特性来看，以下说法正确的选项是A相对于输入信号而言， B相对于输入信号而言，C相对于输入信号而言， 构和参数；D相对于输入信号而言，5s。输出信号的幅值和相位都没有变化； 输出信号的幅值增大相位滞后； 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输出信号的幅值改变但相位不变。二、多项选择题每题 2分，共10分11.关于线性系统，以下说法正确的有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及其导数无关;D描述线性系统的微分方程中，各项系数均

4、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，以下说法正确的有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，以下说法正确有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，以下说法正确的有A是

5、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Y1sG1篦sG1G2AR1s1g1g2h1h2 .B Rs1g1g2h1h2 .丫1sG1G2 h 2丫2sG2CR2s1g1g2h1h2 .DR2s1 g1g2h1h2 ；R2sG1G2ER-i s1 G1G2 H1H 2Y1sR2s三、综合题共6小题，共40分43231.某控制系统的特征方程为s 2s 3s 4s少个？ 5分30，其在虚轴右侧的极点有多32.系统在单位阶

6、跃作用下，零初始条件时的输出为 环传递函数。5分X。t 1 2e试求该系统的闭Gg33.某单位反应系统的开环传递函数为 断闭环系统的稳定性。5分s10.1s，试绘制其奈奎斯特轨迹，并判G(s)H(s)800(s 2)G(s)H (s)2题36图c(s)如果输入信号和扰动信号分 别为和x 1(t)。求该系统的稳态误34.控制系统的开环传递函数为S(S 0.4)(S 6S 16)，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分题35图36.系统的框图如下2 s1s0 s3分差。10分控制工程根底自测题 A参考答案与评分标准、单项选择题每题 1分，共10分123

7、45678910BACDDBACBC、多项选择题每题 2分，共10分1112131415A CB DB EA C EC D三、综合题共6小题，共40分31 .列Routh表如下：1212Routh表第一列的兀素有两次符号改变分。1分，因此原系统在虚轴右侧有两个极点13u(t) 1 u(t),1U(s)-s1分根据传递函数的定义有:Gb(s)Xo(s)s 3U (s)s 133.系统开环频率特性可表示为Gk(j )1j (1 0.1j )1分3分1分21.52nyquist of 1/(0.1s+s)-1.5-2IrIIr-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.

8、1Real Axis34.系统开环传递函数可标准化为G(s)H(s)8000.4 162 (f 1)250 (2s(旦 1)(至 1)0.4161)(0.416当 CO =0 时，|G(j 3)f +/,相位角为一180°当3宀+8时，|G(j o |=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 奈奎斯特轨迹没有包围点-1, j0,因此闭环系统稳定1分。1)3s81)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O1的惯性环节、转折频率为 5=2H

9、z的微分环节和转折频率为o=4Hz的振荡环节。1分20lgK=48，系统开环 Bode图如下:注意：图形局部给分标准如下：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15个环节的相频特性曲线及总相位的变化趋势正确，给 相位裕量和增益裕量的位置标注及正负判断均正确，2分；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s317s280s (1000K!100)由系统的闭环传递函数可列Routh表如下3分3 s1802s171000K1+10012601000K11 s1700s1000K1+1000由Routh判据可知，系统稳定的充分必要条件为:3分Routh表第一列元素同号，即1260 1000K,2分17>01000Ki+100>0解得 。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，可以用稳态误差系数计算。系统为I型，开环增益为K1=10。稳态速度误差系数为 Kv=10，所以由输入信号