自动控制技术试卷

PAGEPAGE10机械工程控制基础期末考试题一、填空题：（每题2分，共20分)1在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号称为___________。2若前向通道的传递函数为G(s），反馈通道的传递函数为H(s），则闭环传递函数为___________。3齿轮副中,以主动轮角速度为输入，以被动轮转角为输出，则这个装置为________________环节。Bode图中对数相频特性图上的－180o线对应于奈奎斯特图中的___________。自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是____________，另一个是__________分量。在斜坡函数的输入作用下，___________型系统的稳态误差为零.6惯性环节的传递函数,它的幅频特性的数学式是__________，它的相频特性的数学式是____________________。7函数的拉式反变换是____________________。8已知单位反馈系统的开环传递函数,试求出系统在单位阶跃输入下的稳态误差____________________.9已知系统的单位阶跃响应为，此系统的闭环传递函数为____________________，系统的阻尼比是____________________闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s平面的______半平面。1．对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、________和准确性.2．反馈控制系统是根据输入量和_________的偏差进行调节的控制系统。3．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是_______时，系统是稳定的。4．方块图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和_______连接。5．线性定常系统的传递函数，是在___________________时,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。6．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__________。7．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为_______dB／dec。8．单位斜坡函数t的拉氏变换为_______。9．分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按系统开环传递函数所含_______环节的数目来分类的。10．二阶系统的阻尼系数ξ=_______时，为最佳阻尼系数,这时系统的平稳性与快速性都较理想。11．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=________。12．线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为____________,横坐标为____________。13．奈奎斯特稳定性判据是利用系统的_______________来判断闭环系统稳定性的准则。2.选择题:（共计15题）1．设系统的特征方程为,则此系统。(）A。稳定B。临界稳定C。不稳定D.稳定性不确定2．引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上。()A.并联越过的方块图单元B。并联越过的方块图单元的倒数C。串联越过的方块图单元D。串联越过的方块图单元的倒数3．时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是。(）A．脉冲函数 B．斜坡函数C．抛物线函数 D．阶跃函数4．系统的传递函数,其系统的增益和型次为。（)A.5，2B。5/4，2C.5，4D.5．一阶微分环节，当频率时，则为。（）A。45°B。-45°C.90°D.-90°6．采用负反馈连接时,如向前通道的传递函数为G（s)，反馈通道的传递函数为H(s），则其闭环传递函数为。（）A。 B。C. D。7．已知，其原函数的终值。（）A.0B.∞C.0。75D.38．梅逊公式主要用来.（）A。判断稳定性B.计算输入误差C.求系统的传递函数D.求系统的根轨迹9．惯性环节和积分环节的频率特性在上相等。（)A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率10．二阶系统的传递函数，则该系统是.（）A。临界阻尼系统B。欠阻尼系统C。过阻尼系统D.零阻尼系统11．正弦函数cos的拉氏变换是。（）A. B。C. D.12．已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为。(）A.0。6B。0。707C13．下列哪种措施对改善系统的精度没有效果。（）A。增加积分环节B。提高系统的开环增益KC。增加微分环节D.引入扰动补偿14．通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件为。（)A.比较元件B。给定元件C。反馈元件D.放大元件15．在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短与指标密切相关。（）A。允许的稳态误差B.允许的超调量C。允许的上升时间D。允许的峰值时间16．设一阶系统的传递函数为，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为。(）A.7B。2C17、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)

（T>0）

（C）

（D)18。对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数G（s）为（）A。1+Ts B。C。 D。(1+Ts)210。若系统的Bode图在ω=5处出现转折(如图所示），这说明系统中有（）环节。A。5s+1 B.（5s+1）2C.0.2s+1 D。20。已知系统的传递函数G(s）=，其幅频特性｜G（jω）｜应为()A。 B.C。 D。21。已知系统的频率特性为G（jω)=，则频率特性的虚部为（)。A.B.C.-D。-22。设系统开环传递函数为，其（）A．幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线B．幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线C．幅相特性曲线是一条s上半平面的半圆线D．幅相特性曲线是一条s下半平面的半圆线23、已知系统频率特性为，则该系统可表示为（

）（A）（B)(C）（D）24、已知系统频率特性为，当输入为时，系统的稳态输出为（

）(A）（B）(C）(D）25。微分环节的对数幅频特性曲线是一条（).A.水平线B.垂直线C。斜率为20dB/dec的直线D.斜率为10db/dec的直线26.已知最小相位系统的Bode图如图所示，则此系统包含的积分环节为:(）A。0个 B.1个C．2个 D。3个27。比例环节的对数幅频特性曲线是一条(）。A.水平线B。垂直线C.斜率为—20db/dec的直线D.斜率为—10db/dec的直线26.对于传递函数,（）的系统，其相频特性为（）A.B.C.D.29。设反馈系统的传递函数为，当系统的输入时，求系统的稳态输出（）。A．B.C.D.30．下列Nyquist图所对应的传递函数中包含积分环节的是（）D.以上三项都不包含积分环节三、名词解释（每题5分，共计2题10分）1。传递函数2.主导极点3.偶极子4。最小相位系统三、计算题（每题10分,共计50分）1.已知系统的开环传递函数如下：试绘制系统的开环Nyquist图。2.已知系统的开环传递函数如下：试绘制系统的开环Nyquist图。3.已知如下列传递函数的系统：试绘制系统的开环Nyquist图.4.设开环系统的频率特性为试绘制系统的对数幅频特性图5.设系统的传递函数为，式中，时间常数T＝0-5秒，放大系数K＝10。求在频率f=1Hz,幅值R＝10的正弦输入信号作用下,系统稳态输出的幅值与相位。6.设单位负反馈系统开环传递函数.(1）试确定使相角裕量等于的值。8。若二阶系统的单位阶跃响应为试求其闭环传递函数；（2）确定其阻尼比和无阻尼固有频率.9。设单位反馈系统的开环传递函数试求当输入信号时,系统的稳态误差。10．某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示:写出该系统的开环传递函数，并求系统的相位裕量。（10分）11．已知某单位反馈闭环系统的开环传递函数为：，当系统的输入信号为时，求系统的稳态输出.12．某系统方块图如下图所示,试求其无阻尼自然频率，阻尼比,最大超调量Mp，峰值时间,调整时间（△=0.02）。(10分）13、已知最小相位系统Bode图如下图所示(10分)(必须有求解过程）写出系统开环传递函数（8分)；(2）利用相位裕量判断系统稳定性；（2分)14、设某系统的特征方程式为求其特征根，并判断系统的稳定性。(10分)15。已知单位反馈系统的开环传递函数试绘制奈奎斯特曲线，并利用奈氏判据判断其稳定性。(10分）.注：绘出正确曲线得5分,判断正确得5分）16。已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s）=:①在下面半对数坐标纸上画出其渐近对数幅频特性；②由图解求取其幅值穿越频率ωc（近似值）；③由公式求取相位裕量γ,并由此判断该系统的稳定性。17.已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G（s)=：①在下面半对数坐标纸上画出其渐近对数幅频特性；②由图解求取其幅值穿越频率ωc（近似值）；③由公式求取相位裕量γ，并由此判断该系统的稳定性。18某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，要求：（1）写出系统开环传递函数；（2）利用相位裕量判断系统稳定性；(3）将其对数幅频特性向右平移十倍频，试讨论对系统性能的影响.解：（1）由图可以写出系统开环传递函数如下：(2）系统的开环相频特性为：截止频率：相角裕度：，故系统稳定。（3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数其截止频率：而相角裕度：故系统稳定性不变.由时域指标估算公式可得：=所以,系统的超调