《控制工程基础》自测题C.docx

控制工程基础（自测题c）一.单项选择题（每小题I分，共10分）1. 下列表达式描述线性定常系统的是 （）A c(t) + tc(t) = t2 ； B 2c(t) + 4c(t) = tr(t);C c（t） + ac（t） + bc（t） = cr（t）,其中a.b.c为常数；D c（t） = r2（t） o2. 关于传递函数，正确的说法是 （）A传递函数可以用于描述线性时变系统；B不同属性的物理系统的传递函数形式也不同；C传递函数可以描述动态系统的内部特性；D传递函数是系统单位脉冲响应函数的拉氏变换3. 在图所示回路中，己知K】＜0, K：＞0,哪个回路是负反馈回路？ （）ABC D题3图4. 直接观察判断下列系统的稳定性，稳定的一个是 （）A ①（S）=5 + 1(S + l)(S‘ + 4)b①⑴=yyS +45" +5*、 10（$+ 5） *、 10C ①⑴=3 （ J D ①（S）= s +45 + 3 s -2s~+s + l5.该系统对单位脉冲输入的响应如果一阶系统的时间常数为0.02s,允许误差为2%,那么, 具有的过渡过程时间为 （）A0.06s； B 0.08s； C 0.1s； D 0.12s。

6. 在控制系统下列性能指标中，可以描述系统快速性的一个是 （）A振荡次数；E最人超调量；C增益裕量；D开坏截止频率7. 关于惯性环节，正确的描述是 （）A输出信号与输入信号形状完全相同且没有滞后；B输出信号无限接近输入信号的形状且没有滞后；C输出信号与输入信号形状不同且有滞后；D输出信号与输入信号形状相同且有滞后8. 关于开环放大系数K,下列说法正确的是 （）A K越大，稳态误差越小；B K越大，闭环稳定性越好； C K越人，系统响应越慢；D K越大，系统响应越平稳9. 某校正装置的Eode图如图所示，该校正装置是 （）题9图AP校正装置；BPID校正装置； C PD校正装置；D PI校正装置10. 从系统的频率特性来看，反映系统复现输入信号能力的是 （）A零频值；B低频段；C中频段；D高频段二、多项选择题（每小题2分，共10分）在控制系统的性能中，表示相对稳定性的有 A超调量：11.12.关于反馈，卞列说法正确的有A加入反馈后，加入反馈后，加入反馈后，加入反馈后， 加入反馈后，BCDE13.14.）B增益裕量；C相位裕量；D峰值时间:（）必须校验系统的稳定性； 町提高系统的相对稳定性： 可提高系统的控制精度： 可抑制干扰信号引起的误差: 町提高系统响应的快速性。

E开环截止频率不会引起系统输出信号相位滞后的典型环节有• •A惯性坏节；B振荡环节；C积分环节；D微分坏节；E 在如图所示的系统中，下列传递函数正确的有 （）比例环节B (s)H (s)

25. 控制系统的时域性能指标和频域性能指标是不相关的五、简答题（每小题3分,26. 在图所示的直流电 统中，请指出参考输入 号各是什么？负载转矩 用？27. 什么是时间响应？28. 控制系统稳定的充 什么？29. 稳态误差与哪些因 30•如何理解系统校正机闭坏控制系 信号和控制信 Ml起什么作分必要条件是素有关？ 的物理实质？六、综合题（共6小题，共40分）31. 已知某控制系统的特征方程为s4+3s'+"+3s + 1 = 0,其在虚轴右侧的极点有多少 个？ （5分）32. 已知系统在单位脉冲作用下，零初始条件时的输出为xo（t） = l-2e-21，试求该系统的闭 环传递函数5分）33・某单位反馈系统的开环传递函数为Gk（5）= ，试绘制其奈奎斯特轨迹，并判断闭坏1-5"系统的稳定性5分）34.控制系统的开环传递函数为6（5）77（5）=640(5 + 4)s($ + 2)($‘ +85 + 64)试绘制Bode®,并在Eode图上标出相位裕量和增益裕量（标明正、负，但不需求值）7分）35 •在图所示的系统中，G（s） = —？——,其中疋= 0.5, ©=10，当K取何值时该 $（$ + 2现）系统稳定？ （8分）题35图36.己知系统结构如图所示。

1）当K尸0时，请确定系统在单位速度输入时的稳态误差2） 当§=0・6时，试确定口的值及在单位速度输入时的稳态误差10分）控制工程基础（自测题c）参考答案与评分标准一、单项选择题（每小题I分，共10分）12345678910CDCABDBABA二、多项选择题（每小题2分，共10分）1112131415BCACDDEADEABDE三、 名词解释（每小题2分，共10分）16. 零初始条件卞，控制系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比值叫做系统的传 递函数2分）17. 又称为调整时间，是指系统的响应到达并保持在终值的一定误差范附内（如2%、5%等） 所需的最小时间（2分）18. 系统在谐波信号作用下，当输入信号的频率从Otoo变化时，系统稳态响应与输入信号的 复数比（2分）19. 当系统传递函数在s平面右半面没有零点、极点时，其相位最小（1分）;具有最小相位传 递函数的系统就是最小相位系统20. 不相关的、服从正态分布的平稳随机信号称为白噪声2夕）四、 判断说明题（每小题3分，共15分）21. 错误/分）稳态响应是指在典型输入信号作用下，当t趋近于无穷人时，系统输出信号的表现形式（2 分）。

22. 错误分）线性系统是满足叠加原理的系统（/夕），静态的线性系统的输出信号与输入信号河具有 确定的线性关系，动态的线性系统的输出信号与输入信号间不具有确定的线性关系（】分）23. 错误d分）用微分方程来描述动态系统时，只描述了系统的输出与输入间的关系，即只描述了动态系 统的外部特性2分）24. 正确1分）在用劳斯判据判断系统的稳定性时，首先应检查闭环特征多项式的系数是否同符号，如果 相同，则说明满足必要条件，（1分）;然后再检查劳斯表第一列的系数有无符号改变，如果没 有，则说明系统没有闭环右极点，控制系统稳定/分）25. 错误U分）控制系统的性能归根决底取决于控制系统的结构和参数（7分），时域性能指标和频域性 能指标都是控制系统内在品质的反映，因此，都可以用来评价控制系统的性能 y五、 简答题（每小题3分，共15分）26. 参考输入信号是Ue,控制信号是U =Ue—Uf,负载转矩是干扰信号各1分）27. 时间响应是指控制系统在输入作用下在时间域内的变化规律3分）28. 控制系统稳定的充分必要条件是：控制系统的全部闭环极点位于s平面的右半面3分）29. 稳态误差不仅与系统的结构参数有关，（2分）而且与外作用的形式、作用点、大小等有 关。

7分）30. 控制系统校正的物理实质是配置系统零点、极点（1分）的数量分）和位置11分）六、综合题（共6小题，共40分）31.列Routh表如卜：3-|1（3夕）3对于无穷小的正数3-一恒为负，则Routh表第一列的元素有两次符号改变 y因此系统在虚轴右侧有两个极点7分）32.・・・"(f) = l ・5(f),.•・(7(5)= 11 2而 X,s） = d 分）S 5 + 2根据传递函数的定义，町得到该系统闭坏传递函数为T 韻寺 （3分、（也可以直接根据定义写出结果33 •系统开坏频率特性可表示为G(je)=J6V+581 +co2当 3=0 时,\G（jco）\=53,相位角为0 当 3—+8 时，\G（jco）\=Q9 相位角为90系统开环 奈奎斯特轨迹如右图所 示2分、只要求找到 这两个特殊点并正确确 定走向即可给全分）系统开环有一个右极点 U分、,而奈奎斯特轨迹没有包闱点（T，；0）, 因此闭坏系统不稳定（/分九34 •系统开坏传递函数町规范化为G⑸ H（5）=4+144+1）吟】爲+尹）（诊）可见，系统开环由5个典型坏节构成：比例环节K=20、枳分环节、转折频率为col=2Hz的惯 性环节、转折频率为co2=4Hz的微分环节和转折频率为co3=8Hz的振荡环节。

（/分）201gK=26,系统开环Bode图如下：（注意：图形部分给分标准如下：> 对数幅频特性图中，各段渐进线斜率标注正确，给［分;渐进线斜率标注正确，给7夕；> 5个坏节的相频特性曲线及总相位的变化趋势正确，给2分;> 相位裕量和增益裕量的位置标注及正负判断均正确，给1夕由于作图误差的原因，导 致相位裕量和增益裕量的位置有差异，只要不影响对概念理解和判断，仍应给分1+-)G(5)Gh ($)= 七 1 + (1+—)G($)100($+ K)53+10j2 +1005 +100/C由系统的闭坏传递函数可列Routh表如卜10010100K100(10 —K)s 10100K由Routh判据可知，系统稳定的充分必要条件为：Routh表第一列元素同号，即 100（10-K）边£ 10I 100K>0解得 0VKV1036.（1）当KH）时，系统开环传递函数为Gl（s） = I （2分）可见系统为I型，开环增益 5（5 + 2）为 K)=5o (/ 分)闭环传递函数为叫旷尹缶由此可得a)n = V10 = 3.16"分)由稳态误差系数法，输入信号为单位速度函数，故S=l/K]=0.2 a 豹（2）当K/H0时，系统开环传递函数变为10G3_ s($ + 2+K/)（S）其开环增益变为K102 + K,(畑)闭环传递函数变为10① 2($)_7 +(2 + k」s + ]0。