控制工程试卷

1. 对于系统抗干扰能力，。A开环强 B闭环强 C都强D都不强2. 稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关。A阶次B振荡频率C 阻尼比D 输入信号类型3. 二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于。A wB g wdnC 特征根实部绝对值D 特征根虚部的分布情况4. 某典型环节的传递函数G(s) = Ts +1，则该环节是。A 比例环节 B 惯性环节 C 积分环节 D 一阶微分环节5. 在阶跃函数输入作用下。阻尼比的二阶系统，其相应具有减幅振荡特性。A g =0B g1C 0 g 的稳态误差称为。S 2A 位置误差B 速度误差C 加速度误差D 系统误差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。2. 二阶系统的标准形式为。3. 已知系统的微分方程为6x (t) + 2x (t) = 2x (t)，则系统的传递00i函数为。4. 一阶惯性系统G(s)二的转折频率是w =。s + 55. 若二阶系统的阻尼比大于1,则其响应曲线(会或不会)出现超调，最佳工程常数为阻尼比等于。6. 滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的。7. 系统的频率特性是由G(jW)描述的，|G(jw)|称为系统 的； ZG( jw)称为系统的。1.根据图示系统结构图，求系统传递函数c(s)/R(s)。(10分)2. 已知单位负反馈控制系统的开环传递函数如下，试求出系统稳定时K的取值范围。(10分)G(s)=-(0.1s + 1)(0.5s + 1)(s +1)3. 下图所示为仪表随动系统方块图，试求取：(15 分)(1) r(t) = l(t)时的稳态误差(2) r(t) = lOt时的稳态误差(3) r(t)二4 + 6t + 3t2时的稳态误差10r(t) + e (t)s( s + 4)4. 已知最小相位系统的对数幅频特性如图所示，试求该系统的开环传递函数。(10 分)-20dB / dec -40dB / dec5. 已知单位反馈系统的开环传递函数为1G( s)=s( s + 1)(2s +1)用奈氏判据判断闭环系统的稳定性。(15 分)6 A 7 C 8 C 9 B 10 BB 2 D 3 C 4 D 5 C 准确性 快速性w2ns 2 + 2 w + w2nn137+15不会相位裕度11.2.3.4.5.6.7.1.幅频特性 相频特性 解：结构图化简如下：R (s)5分)C(s)G (s)G (s)丄 G (s)G (s)G (s) + G (s)R(s)1 + G (s)G (s)H (s) G (s)1 + G (s)G (s)H (s)1 2 1 2 1 2 1分) 2. 解： 由开环传递函数可得特征方程为D( s) = (0.1s + 1)(05s + 1)(s +1) + K = 0展开得D(s) = s3 + 13s2 + 32s + 20 + 20K = 0 (3 分) 劳斯表如下：3220 + 20Ks31s213396 - 20Ks020 + 20K (4 分)由劳斯判据，系统稳定的充分必要条件为396 一 20K 01320+20K0, 20K0解不等式得0虫Ky 19.8 (3 分)3.解：该系统开环传递函数为G(s)H(s) = s(s + 4)，为I型系统。1)静态位置误差系数 KP=lim G( s) H (s) = lims T0s T010s( s + 4)= a(2 分)11输入为r (t)二1(t)时，稳态误差ess = 1+疋=-=0(3分)P2)静态速度误差系数 KV=lim sG(s) H (s) = lim ssT0s T010s(s + 4)=2.5(2分）10 10输入为r（t）二lot时，稳态误差ess = K = 23 = 4（3分）10s(s + 4)V（3）静态加速度误差系数K =lim s 2G（s）H（s）=lim s 2a ST0ST02 分)输入为r（t）二4 + 6t + 3t2时，稳态误差ess11+ 6 + 61 + K K KP V a=0 + 6 x 0.4+3 分)4. 解：由图已知该最小相位系统传递函数为G(s)=s(5 +1)3 分)K0.04w2 +1 ,0.01w2 +12 分)lim20lg |G( jw) H (jw) = lim20lg= 20lg K = 40wt0wt0J0.04w2 +1 J0.01w2 +1得 K=100（3 分）故该最小相位系统传递函数为G(s)2 分)5. 解： G( jw) =jw( jw+1)(j2w +1)2 分)G 3)|=W：l + W2 ：1 + 4w2ZG(jw) = 90-arctan w - arctan 2w ( 2分）lim G( jw) H (jw) = gwt0lim ZG( jw) H (jw) = -90。wt0+(2 分)lim |G( jw) H (jw)| = 0w_+glim ZG(jw)H(jw) = -270( 2wT+g分)JG (jw) H (jw)w T 0/-0 67,w T +g-1pw T -g: 10y.w T 0+求负实轴交点ZG (jw) = -90-arctan w - arctan 2w = -180 既 arctan 2 w = 90-arctan w1两边取正切，得2w =丄w得 w = 0.707 此时=0.67G( jw) H (jw) = |G (j0.707)=10.70-;0.7072 + ；;(2 x 0.707)2 +12 分） 奈奎斯特图如图所示, 奈奎斯特曲线不逆时针包围（-1, j0）,系统稳定。（5分）