桂 林 电 子 科 技
大 学 试 卷
2013-2014 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)
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。
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G 1(s)与G 2(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G 1(s)与G 2(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()105t t g t e e --=+,
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)
K s s Ts τ++,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 ( ) s 的真分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;
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、已知系统的开环传递函数为50
(21)(5)s s ++,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
6
3
2
)
(2
3=
+
+
+
=s
s
s
s
D,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2
=
Z。
6、下列串联校正装置的传递函数中,能
在1
c
ω=处提供最大相位超前角的是
( )。
A、
101
1
s
s
+
+
B、
101
0.11
s
s
+
+
C、
21
0.51
s
s
+
+
D、
0.11
101
s
s
+
+
7、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①系统②系统③
图1
A、系统①
B、系统②
C、系统③
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 S R S G S
=? B 、
()()()()
E S R S G S H S
=??
C 、()()()()
E S R S G S H S
=?-D、
()()()()
E S R S G S H S
=-
9、开环频域性能指标中的相角裕度γ对
应时域性能指标( ) 。
A、超调%
σB、稳态误差
ss
e C、调整
时间
s
t D、峰值时间
p
t
10、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( )。
A、
*(2)
(1)
K s
s s
-
+
B、
*
(1)(5
K
s s s
-+)
C 、
*
2
(31)
K
s s s+
-
D、
*(1)
(2)
K s
s s
-
-
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%
σ和调节时间
s
t。
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 s R s 。
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
1 S K
2 S (S+3)
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 s Ts =+,222
()2n n n
G s s s ωζωω=++或:22
1
()21
G s T s T s ζ=
++)。 4、G 1(s)+G 2(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、1050.20.5s s s s
+
++ 7
、
,
arctan 180arctan T τωω
-- (
或
:
2
180arctan
1T T τωω
τω---+)
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
2
00i 10i )
t (u )]t (u )t (d[u )t (u )t (u R dt C R =-+-
即
)t (u )
t (du )t (u )()t (du i 2i 21021021R dt
C R R R R dt C
R R +=++
2、求传递函数
对微分方程进行拉氏变换得
)
(U )(U )(U )()(U i 2i 21021021s R s Cs R R s R R s Cs R R +=++ 得
传
递
函
数
2
1212
21i 0)(U )(U )(R R Cs R R R Cs R R s s s G +++==
四、
解:由图可得系统的开环传函为:
25
()(5)
G s s 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,
2
25
()255(5)
()251()(5)255
1(5)
G s s s s G s s s s s s +Φ====++++++
与
二
阶
系
统
的
标
准
形
式
22
2
()2n
n n
s s s ωζωωΦ=++ 比较,有 22
25
5
n n ζωω=???=?? 解得0.55n
ζω=??=?
所以0.5%16.3%e
e πζπσ--===
3
3
1.20.55
s n
t s ζω=
=
=?
或
4
4
1.60.55
s n
t s ζω==
=?,
3.5
3.5
1.40.55
s n
t s ζω=
=
=?,
4.5
4.5
1.80.55
s n
t s ζω=
=
=?(2分)
五、
令 G 1(s)=)
3(21)3(2+++s s K
s s =K
s s 2)3(2
++=
K
s s 2322
++
则
)
()(s R s C =)(11)(111s G s s G s +=K
s s s K s s s 23211232122++?+++?=
2
232
2
3
+++Ks s s
控
制
系
统
的
特
征
方
程
为
22323+++Ks s s =0
劳斯表为
s 3
1 2K s 2
3 2
s
1
3
2
6-K s 0
2 ∴
稳
定
的
充
要
条
件
是
?????>> 032-6K 02K ???
?
?
?>> 310
K K ?31>K 即,使系统稳定的K 值为3
1>K 六、
解 :
所以:
4
32132432143211)()
(G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++=
精品文档word 文档可以编辑!谢谢下载!