控制工程基础XXXX试题A卷4622.docx

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1、石家庄铁道学院院2010-2011学年第1学期2008级本科科班期末考试试试卷（A）课程名称：控制制工程基础 任课教教师：刘希太太、郑明军 考试试时间：1220分钟 学 号： 姓 名： 班 级： 考试性质（学生生填写）：正正常考试（ ）缓考（ ）补考（ ）重修（ ）提前修读读( )题 号一二三四五总分满 分2020103020100得 分改卷人注：将所有答案案写在后面的的答题纸上，最最后一页为草草稿纸。一、 填空题（每空11分，15题共20分分）1 控制系统由 两部分组组成。2 建立系统数学模模型的方法有有 和 两种。3 按其数学模型是是否满足 ，控控制系统可分分为线性系统统和非线性系系统。4

2、 随动系统是指 。5 经典控制理论采采用的数学模模型主要 以为为基础；现代代控制理论采采用的数学模模型主要以为为 基础。6 工程上常用的线线性化方法是是 。 7 广义误差平方积积分性能指标标特点 。8 校正元件按在系系统中的连接接方式可分为为串联校正、 和 等。9 系统频率特性指指标中的谐振振频率是指 。10系统传递递函数与其单单位脉冲响应应函数的关系系是 。11系统稳定定的充要条件件是 。12某线性定定常系统的单单位斜坡响应应为，。其单位阶跃跃响应为 。13在工程控控制实践中，为为使系统有满满意的稳定性性储备，一般般其幅值裕度度应满足 。14最小相位位系统是指 。15已知系统统开环传递函函数

3、为，则系系统的固有频频率、阻尼比比以及单位斜斜坡输入所引引起的稳态误误差分别为 、 、 。二、单项选择题题（每题2分分，10题共共20分）1下面关于微微分环节的控控制作用描述述中正确的是是： ( )(A)使相位滞滞后 (B)减小系统的阻阻尼 (C)抗高频干扰扰 (D)使相位位超前2稳态误差除除了与系统的的型别、传递递函数有关外，还与下述述哪一项有关关？ ( )3(A) 阶次 (B) 振荡频率 (C) 阻尼比 (D) 输入信号类类型3二阶振荡系系统幅值衰减减的快慢取决决于： ( )(A) (B) (C) 特征征根实部绝对对值 (D) 特征根虚部部的分布情况况4系统输出的的拉氏变换完完全取决于：

4、( )(A)系统的传传递函数的极极点位置 (B)系统统的初始状态、输输入及其传递递函数(C)系统的传传递函数 (D)系统的的固有特性5相位滞后校校正环节相当当于： ( )（A）低通滤波波器 （B）高通滤波器 （C）带通滤波器 （D） 带阻滤波器6下图为一阶阶系统单位脉脉冲响应曲线线，则下列说说明正确的是是： ( )1(A) 系统的的输出为 (B) 系统的输出出为(C) 系统传传递函数为 (D) 系统单位脉脉冲响应调整整时间为2s 7. PI控制制类似于： （ ）(A) 增益调调整 (BB) 相位超超前校正 (C) 相位滞后校校正 (DD) 相位滞后-超前校正 8某单位反馈馈系统的闭环环传递函数

5、为为，则输入时稳稳态输出的幅幅值为: （ ）（A） （B） （C）2 （D）1 39已知下列系系统的开环传传递函数为 (所有参数数均大于0)，则下图中中所给幅相曲曲线中正确的的是： （ ） 310用Nyqquist稳稳定判据判断断上面第9小小题所给开环系统所对应的的闭环系统的的稳定性，所所得结论正确确的是： （ ） (A)，；不不稳定 (B)，；不稳定(C)，；稳定定 (D) ，；稳定2三、简答题（22题共10分分）1、简述系统开开环对数频率率特性曲线中中三频段分析析法及其适用用范围。2、相位超前校校正与相位滞滞后校正在应应用方面有何何不同？四、计算题（44题共30分分）1（4分）系系统传递函

6、数数方框图如下下所示，求其其传递函数，要要求写出结果果即可。 2（6分）已已知单位反馈馈系统开环传传函为。利用用matlaab分别绘制制开环系统NN氏图、boode图、稳稳定性图，给给出稳定性表表示值，并利利用单位脉冲冲响应进行稳稳定性验证。3（10分）控控制系统如图图所示，输入入信号为，。试分析系系统稳定性及及误差。4（10分）已知最小相位系统开环对数幅频特性曲线如下图所示。试给出系统开开环传递函数数，并计算其其相位裕量。若上图为校正正后的系统对对数幅频特性性曲线图，而而原有系统的的开环传递函函数为，求串串联校正装置置的传递函数数。五、平时成绩（包包括平时作业、期中测测验、考勤和实践环节，共

7、共20分）。石家庄铁道学院院2010-2011学年第1学期2008级本科科班期末考试试试卷（A）标标准答案课程名称：控制制工程基础 任课教师：刘希太 考试时间：1220分钟 班 级：机械0801,1-66一、填空题（每每空1分，115题共200分）1.控制对象和和控制器2分析法、实实验法3.叠加性4.在外界作用用下，系统的的输出能相应应于输入在广广阔范围内按按任意规律变变化的系统5. 传递函数数、状态空间方方程6将非线性函函数在平衡点点附近展开成成Tayloor级数，然然后去掉高次次项以得到线线性函数7既不允许大大的动态误差差e(t)长长期存在，又又不允许大的的误差变化率率长期存在8反馈校正、

8、顺顺馈校正9幅频特性AA()出现最大大值Amaxx时的频率10拉氏反变变换11闭环系统统特征根具有有负实部1213大于6ddB或大于2214传递函数数所有零点和和极点均在复复平面s的左左半平面内153；二、单项选择题题（每题2分分，10题共共20分）(D) (D)（C）(B)（A） (B) (CC) (D)（A）(D）三、简答题（22题共10分分）1、简述系统开开环对数频率率特性曲线中中三频段分析析法及其适用用范围。答: 系统开环环对数频率特特性曲线可分分为低频段、中中频段和高频频段：低频段段通常指幅频频特性曲线在在第一个转折折频率以前的的区段（），其其特性由积分分环节和开环环增益决定，反反映

9、了系统的的稳态精度；中频段通常常指幅频特性性曲线在系统统转折频率附附近的区段（），反映了系统的平稳性和快速性；高频段通常指幅频特性曲线在中频段以后的区段（），反映了系统的抗干扰能力。三频段分析法适用范围：单位负反馈的最小相位系统且其闭环稳定。2、相位超前校校正与相位滞滞后校正在应应用方面有何何不同？答：相位超前校校正常用于系系统稳态特性性已经满足，响响应速度较快快，但动态指指标如相角裕裕量过小，超超调量过大，调调节时间过长长的情况。特特点：特点：增大了相位位裕度，加大大了带宽，从从而提高了系系统的响应速速度，动态过过程得到了显显著改善，但但由于系统的的增益和型次次不变，稳态态精度提高较较少。相

10、位滞后校正利利用滞后网络络的高频衰减减特性，使系系统校正后截截止频率下降降，从而获得得足够的相角角裕度。特点点：可以加大大低频段和增增益，而对高高频段影响不不大。对于高高精度，而快快速性要求不不高的系统常常采用滞后校校正，如恒温温控制等。 (为了满足严格格的稳态性能能要求，在采采用无源校正正网络时，超超前校正要求求一定的附加加增益，而滞滞后校正一般般不需要附加加增益；对于于同一系统，采采用超前校正正系统的带宽宽大于采用滞滞后校正时的的带宽。当输输入端电平噪噪声较高时，一一般不宜选用用超前网络补补偿。)四、计算题（44题共30分分）1（4分）2（6分）只只要符合要求求即可。参考考答案如下：cle

11、ar,s1=zpk(,00,-2,40); sb1=feeedbackk(s1,11)figure(1)subplott(2,2,1);nyyquistt(s1),gridsubplott(2,2,2);boode(s11),griidsubplott(2,2,3);marrgin(ss1),grridsubplott(2,2,4); impullse (ssb1),ggridGm,Pm,Wcg,WWcp=marggin(s11)3（10分）解：系统的闭环特征方程： （2分）由劳斯判据可得得系统稳定条条件： ，均大于零且且。（3分）稳态误差分析析 系统的开环传递递函数为 ，为II型系统，对加加速度输入有有差。（2分）对输入信号，由由叠加原理可可得统在上述述信号作用下下的稳态误差差为： 。（3分）增大PD控制器器的增益K11，可以减小小对于加速度度信号的跟踪踪误差。4（10分）。（2分） ，所以。 。（2分） 法一-近近拟计算: （2分）（2分）(法二-较较准确计算: 由图知当时有有：) ,得得: 2分）五、平时成绩（包包括平时作业业、期中测验验、考勤和实实践环节，共共20分）。4