机械工程控制基础第3阶段测试题剖析

1、江南大学现代远程教育第三阶段测试卷考试科目 : 机械工程控制基础 （第五章、第六章）（总分 100 分）时间：90 分钟学习中心（教学点） 批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题 （本题共 15 小题，每小题 2 分，共 30 分。）1、已知单位反馈系统传递函数 G（s）= （s+2）/s（s-2）（s-7） ，则该系统（ ）。A、稳定B 、不稳定C、临界稳定D 、无法判断2、已知开环稳定的系统，其开环频率特性图Nyquist 如图所示，则该闭环系统（）。A、稳定BC、临界稳定D3、设系统的传递函数为2G(s)= (2s 2+3s+3)/(sA、KK0D4、已知系统的相位

2、裕度为45 o，则（）。A、系统稳定B、系统不稳定C、当幅值裕度大于 0 分贝时，系统稳定D、当幅值裕度小于或等于0 分贝时，系统稳定5、对于二阶系统，阻尼比越大则（）。A、相对稳定性越小BC、稳态误差越小D6、一个系统开环增益越大, 则（）。A、相对稳定性越小 , 稳定误差越小、不稳定 、与系统初始状态有关3+2s2+s+K） ，则此系统稳定的 K值范围为（）。、K0、20K0、相对稳定性越大、稳态误差越大B、相对稳定性越大 , 稳定误差越大C、相对稳定性越小 , 稳定误差越大D、相对稳定性越大 , 稳定误差越小7、关于相位超前校正的作用和特点的说法错误的是（）。A、增加系统稳定性BC、降低

3、系统稳态精度D8、以下校正方案不属于串联校正的是（A、增益调整BC、相位滞后校正D9、增大系统开环增益可以（）。A、提高系统相对稳定性BC、降低系统的稳态精度D10、以下网络可以作为（）。、加大了带宽、加快系统响应速度 ）。、相位超前校正、顺馈校正、降低系统相对稳定性、加大系统的带宽，降低系统的响应速度A、P 校正BC、 PD校正D、 PI 校正 、 PID 校正11、如图所示， ABCD是未加校正环节前系统的Bode 图；ABEFL是加入某种串联校正环节后系统的 Bode 图，则系统采用了（）校正。A、增益调整B 、相位超前C、相位滞后D 、相位滞后超前12、下图所示的网络可以作为（）装置。

4、A、 PID 校正、相位超前校正C、相位滞后矫正D 、相位滞后 - 超前校正13、关于开环传递函数 GK（s）、闭环传递函数 GB（s）和辅助函数 F（ s）=1+GK（s）三者之间 的关系为（ ）。A、三者的零点相同B、GB（s）的极点与 F（s）=1+GK（ s）的零点相同C、GB（ s）的极点与 F（s）=1+GK（ s）的极点相同D、GB（s）的零点与 F（s）=1+GK（ s）的极点相同14、关于顺馈校正说法正确的是（）。A、提高系统稳定性B、降低系统稳定性C、对系统稳定性无影响D、系统稳定性取决于是否引入干扰15、以下环节中可以作为相位校正超前环节的是（）。A、 Gc（s）=（2s

5、+1）/（s+1）B、Gc（s）=3*（2s+1）/（3s+1）C、Gc（s）=（s+1）/（2s+1）D、 Gc（s）=3*（s+1）/（2s+1）二、填空题 （本题共 6小题，每空 1 分，共 10分）1、由于实际系统往往存在非线性，因此，系统的动力学往往是建立在 线性化的基础之上的。2、Routh 判据指出， Routh 表中第一列各元符号改变的次数等于系统特征方程具有 特征根的个数。3、对数幅频特性曲线与横轴交点的频率，亦即输入与输出幅值相等时的频率，称为 记为 c。对数相频特性曲线与 -180 线交点的频率，称为记为 g。4、在=c（c0）时，相频特性 GH距-180 线的相位差 称

6、为 。当=g（g0）时，开环幅频特性 |G（j g）H（j g）| 的倒数 Kg，称为系统的。5 、校正可以分为串联校正、和 等。6、串联校正按校正环节 Gc（s） 的性质可分为： _ 、相位超前校正、 相位滞后校正、 _ 。三、简答题 （本题共 2小题，每小题 5 分，共 10分）1、系统稳定性的定义是什么？2、试写出 PID控制器的传递函数。四、计算题 （本题共 4小题，每小题 10 分，共 40 分）1、已知系统的特征方程为 s4+3s3+3s2+2s+1=0 ，用劳思稳定判据判定系统是否稳定。2、系统的传递函数方框图如下图所示。试确定K 和 取何值时，系统将维持以角频率 =2s的持续振

7、荡。3、如图所示，其中 ABC是未加校正环节前系统的 Bode图； GHKL是加入某种串联校正环节后的 系统 Bode 图。 试说明它是哪种串联校正方法； 写出校正环节的传递函数， 说明它对系统性能的 影响。4、设系统如图所示，试判断该系统的稳定性，并求出其稳定裕度，其中，K1=0.5五、应用题 （本题共 1小题，每小题 10 分，共 10 分）1、一液位控制系统， SM 是直流伺服电动机。指出控制对象、控制元件、被控变量、扰动量和 参考输入，绘出系统的元件框图。附：参考答案：一、单项选择题 （本题共 15 小题，每小题 2分，共 30 分）1、B2、B3、C4、C5、B6、A7、C8、D9、

8、B10、D11、B12、C13、B14、C15、A二、填空题 （本题共 6小题，每空 1 分，共 10分）1、小偏差2、正实部3、剪切频率、幅值穿越频率、幅值交界频率（三个中任意一个） 相位穿越频率、相位交界频率（两个中任意一个）4、相位裕度幅值裕度、增益裕度（两个中任意一个）5、反馈校正顺馈校正6、增益调整相位滞后 - 超前校正三、简答题 （本题共 2小题，每小题 5 分，共 10分）逐渐衰减1、答：若系统在初始状态的影响下，由它所引起的系统的时间响应随着时间的推移， 并趋向于零（即回到平衡位置） ，则称该系统为稳定的。2、答： PID 控制器的传递函数为 G（s）=K p1+ （1/T i

9、s） +T ds。四、计算题1、解：4s3s73571本题共 4小题，每小题 10 分，共 40 分)劳思表第一列元素均为正数，故系统稳定。2、解：由已知条件知，系统一定存在一对共轭虚根， 程为 s33s2ss1,2j2 。由方框图得，系统的特征方2s2 (2 K)s (1 K) 0，列出 Routh 表如下：12K1K(2 K)1Ks0s2 (1 K) 01K显然，只有当 Routh 表中 s1行的元素全为 0 时，该特征方程才会有一对共轭纯虚根。 1K解得一对共轭虚根s1,2jj21 K 1 K联立方程 1 K 2和 (2 K) 1 K 0解得 K=2=0.753 、解：它属于串联校正中的相位滞后校正，其传递函数可根据1sABC 及 GHKL 直接写出Gc(s)，校正的结果使系统的幅值穿越频率 c降低为 c ，减少了系统的带宽， 使1s0.013 系统的响应快速性下降，但是，可以通过增大低频段的增益，提高系统的稳态精度；同时，通 过利用其高频段的锐减特性，使系统的稳定性得到改善。4、解：经整理化简，该系统的开环传递函数为：1 2sGK (s) (0.5 s)G(s) (0.5 s) 2K 2s 1 2s 1 1 s (1 2s)(1 s)1 2j其开环频率特性为GK( j )K (2 j 1)(1 j )令 (2 K) 0 ，而其辅助方程为作其对数幅频，相频特性曲线如图所示。