控制工程基础测试题1_2_3.doc

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1、...机械工程控制基础A卷参考答案一填空题:(每空1分,共30分)1.构成控制系统的基本环节通常有1.给定环节、2.比较环节、3.放大环节、4.执行环节、5.控制环节、6.被控对象、7.反馈环节（或测量环节）。2.理论上而言，零型伺服控制系统适用于对8.线位移或角位移信号进行跟踪；I型伺服系统适用于对9.线速度或角速度信号进行跟踪；II型伺服系统适用于对10.线加速度或角加速度信号进行跟踪。3.系统的时间响应中，与传递函数极点对应的响应分量称为11.动态分量、与输入信号极点对应的响应分量称为12.稳态分量。4.传递函数中的基本

2、环节按性质可分为五类，即13.比例环节、14.微分环节、15.惯性环节、16.积分环节、17.延迟环节。5.时域分析方法中，常使用的性能指标有：18.延迟时间、19.上升时间、20.峰值时间、21.调节时间、22.最大超调量、23.稳态误差（或偏差）。6.经典控制理论中，常使用的校正方式有：24.串联校正、25.反馈校正、26.前馈校正。7..伯德图(Bode)用27.对数幅频特性坐标系和28.半对数相频特性坐标系分别描述系统的幅频特性和相频特性。8.奈奎斯特稳定性判据中N=Z-P，Z代表特征函数在右半平面的29.零点数、P代

3、表特征函数在右半平面的30.极点数。二.用等效变换法求如下系统传递函数C(S)/R(S):(12分)答案为：三.质量-弹簧-阻尼系统，试求在作用力F作用下，质量块M的位移方程:(8分)答案：牛顿定律：可得四.已知系统的特征方程为，使用劳斯判据判断系统的稳定性:(10分)答案：110245206240（ε）-------à.......24-------à第一列系数出现0，用一个小正数ε代替，ε上下元素符号相同，表示有一对纯虚根存在，则认为有一次变号此例解得根为：±2j，-2，-3。故系统不稳定，并且有两个不稳定的特征根。五.设

4、系统如图所示。如果要求系统的超调量等于，峰值时间等于0.8s，试确定增益K1和速度反馈系数Kt。同时，确定在此K1和Kt数值下系统的上升时间和调节时间。（25分）答案：由图示得闭环特征方程为-----5分即，由已知条件----5分解得--------5分于是--------5分--------5分解毕。六.某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图五所示，试求在时，系统的稳态误差和相角裕度的值。(15分)解：.......，由，得又《结束》机械工程控制基础B卷参考答案一、判断题（共15分）1.两系统传递函数分别为。调整时间分别为

5、和，则有（A）。（A）>（B）<（C）=（D）≤；2..系统的稳定性取决于（C）（A）系统的干扰（B）系统的干扰点位置（C）系统传递函数极点分布（D）系统的输入3.某单位反馈系统开环传递函数，当输入为时，系统稳态误差为（C）。（A）0（B）∞（C）0.01（D）100；4.某串联校正装置的传递函数为，则它是一种(B)。（A）滞后校正（B）超前校正（C）超前－滞后校正(D)比例校正；5.某系统传递函数为,其极点是（B）。（A）10，100（B）－1，－1000(C)1，1000（D）－10，－100；二.求如下系统传递函数C(S

6、)/R(S):(15分)三.设系统如图所示。如果要求系统的超调量等于，峰值时间等于0.8s，试确定增益K1和速度反馈系数Kt。同时，确定在此K1和Kt.......数值下系统的上升时间和调节时间。（15分）答案：由图示得闭环特征方程为-----5分即，由已知条件----3分解得--------2分于是--------2分---3分解毕。四.已知系统的特征方程为，使用劳斯判据判断系统的稳定性:(10分)答案：110245206240（ε）-------à24-------à第一列系数出现0，用一个小正数ε代替，ε上下元素符号相同

7、，表示有一对纯虚根存在，则认为有一次变号此例解得根为：±2j，-2，-3。故系统不稳定，并且有两个不稳定的特征根。五、系统开环频率特性如图6所示,且P=0，试用奈奎斯特判据分析闭环系统的稳定性。（10分）解图给出的是wÎ(-∞，0)的幅相曲线，而wÎ(0，+∞)的幅相曲线与题给曲线对称于实轴，如右图所示。因为n=1，故从w=0的对应点起逆时针补作p......./2，半径为无穷大的圆弧。在(-1，j0)点左侧，幅相曲线逆时针、顺时针各穿越负实轴一次，故N+=N-=1，N=N+-N-=0因此，s右半平面的闭环极点数z=p-2N=

8、0，闭环系统稳定。六、已知单位反馈系统的开环传递函数（20分）1．试画出开环传递函数的BODE图（10分）2．试求系统的相角裕度和稳定性（10分）解由题给传递函数知，系统交接频率依次为1，2，10，20。低频渐近线斜率为-20，且过(1，40dB)点。系统相频特性按下式计算作