控制工程基础期末考试题

余年寄山水
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2020年08月03日 02:05
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一、填空题
1.控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。
2.脉冲响应函数是
g(t) 23e
5t
,系统的传递函数为___



____ 。

3.响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间,称为峰值时间t
p

4.对于一阶系统的阶跃响应,其主要动态性能指标是__
_
T
___
__,T越大,快速性越___差____。
5.惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。
二、选择题
1.热处理加热炉的炉温控制系统属于:A
A.恒值控制系统 B.程序控制系统
C.随动控制系统 D.以上都不是
2.适合应用传递函数描述的系统是( C )。
A、单输入,单输出的定常系统; B、单输入,单输出的线性时变系统;
C、单输入,单输出的线性定常系统; D、非线性系统。
3.脉冲响应函数是
g(t)23e
5t
,系统的传递函数为: A
23
23
A.

B.


s
(s5)
s(s5)
323
D.


s
(s5)(s5)
C.
2
4. 实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹,那么必然存在( C )
A.闭环零点 B.开环零点 C.分离点 D.虚根
5. 在高阶系统中,动 态响应起主导作用的闭环极点为主导极点,与其它非主导极点相比,主
导极点与虚轴的距离比起非主导极 点距离虚轴的距离(实部长度) 要( A )
A、小 B、大 C 、相等 D、不确定
6.一阶系统的动态性能指标主要是( C )





A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间
7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B )个数对系统进行分类。
A.惯性环节 B. 积分环节 C. 比例环节 D.微分环节
8.对于I型系统,(A)输入信号稳态误差为零。
A、单位阶跃 B、加速度函数 (C) 正弦函数 (D) 单位斜坡
9.在开环零、极点分布已知的情况下,可绘制( C )随系统参数变化(如放大系数)而在
s平面上移动的轨迹(根轨迹)。
A.开环极点 B. 开环零点
C.闭环极点 D. 闭环零点
10.
开环传递函数为
G(s)
k(0.5s1)(0.5s2)
,其根轨迹的起点为 C
s(0.5s3)
A.0,-3
C.0,-6
B.-1,-2
D.-2,-4
11.当


时比例微分环节的相位是:A
A.
90

B.
90


C.
45

D.
45



三、简答题
1.自动控制的定义是?
再没有人直接参与的情况下,使被控对象的某些物理量准确的按照预期规律变化
2.闭环主导极点的定义?
离虚轴近,又不构成偶极子的极点和零点起作用,决定顺态响应性能。
3. 线性系统稳定的充要条件是?
系统特征方程式的根全部具有负实部
4. 频率特性的定义?
用幅值和相位来描述一个点在极坐标内随 从0变到 时的轨迹,来分析系统的性能的方法
四、分析计算题
1.(10分)已知系统结构如图1所示,化简结构图求传递函数
C(s)

R(s)






图1

2.控制系统如图2所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为20%,
求K,a值。(ln0.2=-1.6,lg2=0.3)
R(s)
_
K
s
2
C(s)

1as

图2
3.已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为


20

G
k
(s)

s100.2s1


2
试求其静态位置、速度和加速度误差系数,并求当输入信号为
r

(

t

)



1



10

t



2

t
时系统的稳
态误差。

4.(10分)负反馈控制系统的开环传递函数为
k
G(s)H(s)
s(s1)(0.5s1)

试绘制系统的根轨迹草图,并求根轨迹与虚轴交点及系统稳定的k的取值范围。







一、填空题
1.控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。
2.脉冲响应函数是
g(t) 23e
5t
,系统的传递函数为___



____ 。

3.响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间,称为峰值时间t
p

4.对于一阶系统的阶跃响应,其主要动态性能指标是__
_
T
___
__,T越大,快速性越___差____。
5.惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。
二、选择题
1.热处理加热炉的炉温控制系统属于:A
A.恒值控制系统 B.程序控制系统
C.随动控制系统 D.以上都不是
2.适合应用传递函数描述的系统是( C )。
A、单输入,单输出的定常系统; B、单输入,单输出的线性时变系统;
C、单输入,单输出的线性定常系统; D、非线性系统。
3.脉冲响应函数是
g(t)23e
5t
,系统的传递函数为: A
23
23
A.

B.


s
(s5)
s(s5)
323
D.


s
(s5)(s5)
C.
2
4. 实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹,那么必然存在( C )
A.闭环零点 B.开环零点 C.分离点 D.虚根
5. 在高阶系统中,动 态响应起主导作用的闭环极点为主导极点,与其它非主导极点相比,主
导极点与虚轴的距离比起非主导极 点距离虚轴的距离(实部长度) 要( A )
A、小 B、大 C 、相等 D、不确定
6.一阶系统的动态性能指标主要是( C )





A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间
7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B )个数对系统进行分类。
A.惯性环节 B. 积分环节 C. 比例环节 D.微分环节
8.对于I型系统,(A)输入信号稳态误差为零。
A、单位阶跃 B、加速度函数 (C) 正弦函数 (D) 单位斜坡
9.在开环零、极点分布已知的情况下,可绘制( C )随系统参数变化(如放大系数)而在
s平面上移动的轨迹(根轨迹)。
A.开环极点 B. 开环零点
C.闭环极点 D. 闭环零点
10.
开环传递函数为
G(s)
k(0.5s1)(0.5s2)
,其根轨迹的起点为 C
s(0.5s3)
A.0,-3
C.0,-6
B.-1,-2
D.-2,-4
11.当


时比例微分环节的相位是:A
A.
90

B.
90


C.
45

D.
45



三、简答题
1.自动控制的定义是?
再没有人直接参与的情况下,使被控对象的某些物理量准确的按照预期规律变化
2.闭环主导极点的定义?
离虚轴近,又不构成偶极子的极点和零点起作用,决定顺态响应性能。
3. 线性系统稳定的充要条件是?
系统特征方程式的根全部具有负实部
4. 频率特性的定义?
用幅值和相位来描述一个点在极坐标内随 从0变到 时的轨迹,来分析系统的性能的方法
四、分析计算题
1.(10分)已知系统结构如图1所示,化简结构图求传递函数
C(s)

R(s)






图1

2.控制系统如图2所示,系统单位阶跃响应的峰值时间为3s 、超调量为20%,
求K,a值。(ln0.2=-1.6,lg2=0.3)
R(s)
_
K
s
2
C(s)

1as

图2
3.已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为


20

G
k
(s)

s100.2s1


2
试求其静态位置、速度和加速度误差系数,并求当输入信号为
r

(

t

)



1



10

t



2

t
时系统的稳
态误差。

4.(10分)负反馈控制系统的开环传递函数为
k
G(s)H(s)
s(s1)(0.5s1)

试绘制系统的根轨迹草图,并求根轨迹与虚轴交点及系统稳定的k的取值范围。



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