2022年《控制工程基础》试卷及详细答案2.pdf

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1、v1.0 可编辑可修改11 桂 林 电 子 科 技 大 学 试 卷20132014 学年第 二 学期课程名称控制工程基础 （A卷.闭卷）适用年级或专业）考试时间 120 分钟班级学号姓名题号一二三四五六七八成绩满分152015152015100得分评卷人一、填空题（每题1 分，共 15 分）1 、 对 自 动 控 制 系 统 的 基 本 要 求 可 以 概 括 为 三 个 方 面 ，即：、快速性和。2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于

2、。3、控制系统的称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。4、两个传递函数分别为G1(s) 与 G2(s) 的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为( )G s， 则 G(s) 为（用 G1(s) 与 G2(s)表示） 。5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中 P是指，Z 是指，R指。6、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5( )105ttg tee，则该系统的传递函数G(s)为。7、设系统的开环传递函数为2(1)(1)Kss Ts，则其开环幅频特性为， 相频特性为。二、选择题（每题2 分，共 20 分）1、关于传递函数，错误的说法是 ( ) A.传递函数只适用

3、于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、采用负反馈形式连接后，则 ( )A、 一定能使闭环系统稳定； B 、 系统动态性能一定会提高；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改22 C、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。3、已

4、知系统的开环传递函数为50(21)(5)ss，则该系统的开环增益为 ( )。A、 50 B、25 C、10 D、5 4、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈；C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。5 、 系 统 特 征 方 程 为0632)(23ssssD， 则 系 统( )A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数2Z。6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c处提供最大相位超前角的是( )。A、1011ss B、1010.11ss C、210.51ss D、0.11101ss7、

5、已知开环幅频特性如图1 所示，则图中不稳定的系统是( )。系统系统系统图 1A、系统 B 、系统 C、系统 D、都不稳定8、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为 H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )A、( )( )( )E SR SG S B 、( )( )( )( )E SR SG SH SC 、()()( )( )E SR SG SH S D 、( )( )( )( )E SR SG S H S9、 开环 频域 性 能 指 标 中 的 相 角 裕 度对 应时 域性 能 指 标( ) 。A、超调% B、稳态误差sse C、调整时

6、间st D 、峰值时间pt10、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改33 ( )。A、*(2)(1)Kss s B 、*(1)(5Ks ss）C 、*2(31)Ks ss D、*(1)(2)Ksss三、 （15 分)试建立如下图所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、 （15 分）系统结构如下图所示，求系统的超调量%和调节时间st。精品资料 - - - 欢迎下

7、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改44 五、 （20 分）设控制系统如下图所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的 K值。 R(s) + C(s) + _ _ 六、(15 分)试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数( )/( )C sR s。G2G3G4G1R(s)-C(s)-1K2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 -

8、 - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改55 一、填空题（每题1 分，共 15 分）1、稳定性,准确性2、开环控制系统，闭环控制系统，闭环控制系统3、输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值，1( )1G sTs，222( )2nnnG sss或：221( )21G sT sTs) 。4、G1(s)+G2(s)5、开环传函中具有正实部的极点的个数，( 或：右半 S平面的开环极点个数) ；闭环传函中具有正实部的极点的个数( 或：右半S平面的闭环极点个数，不稳定的根的数) ；奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。6、1050.20.5ssss7、2222211

9、KT，arctan180arctanTo (或：2180arctan1TTo)二、选择题（每题2 分，共 20 分）1、B 2、D 3、C 4 、A 5、C 6、B 7、B 8、D 9、A 10、A三、 （10分)解：1、建立电路的动态微分方程根据 KCL有200i10i) t (u)t (u) t (du) t (u) t (uRdtCR即) t (u) t (du) t (u)() t (dui2i21021021RdtCRRRRdtCRR2、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(Ui2i21021021sRsCsRRsRRsCsRR得传递函数2121221i0)(U

10、)(U)(RRCsRRRCsRRsssG四、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改66 解：由图可得系统的开环传函为：25( )(5)G ss s因为该系统为单位负反馈系统，则系统的闭环传递函数为，22225( )255(5)( )251( )(5)25551(5)G ss ssG ss ssss s与 二 阶 系 统 的 标 准 形 式222( )2nnnsss比 较 ， 有22255nn解得0.55n所以22/

11、10.5/ 1 0.5%16.3%ee331.20.55snts或441.60.55snts，3.53.51.40.5 5snts，4.54.51.80.55snts（2 分）五、令 G1(s)=)3(21)3(2ssKss=Kss2)3(2= Kss2322则)()(sRsC=)(11)(111sGssGs=KsssKsss23211232122=223223Ksss控制系统的特征方程为22323Ksss=0劳斯表为s31 2Ks23 2s1326Ks02稳定的充要条件是032-6K02K310KK31K即，使系统稳定的K值为31K六、解 ：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - v1.0 可编辑可修改77 所以：432132432143211)()(GGGGGGGGGGGGGGsRsC精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -