机制10级控制工程基础A卷

1、宝鸡文理学院试题课程名称：机械控制工程根底适 用 时间：2022年12月 日试卷类别:适用专业、年级、班：机制10级本科班、填空题每空2分，14X 2=28分K(=s 1)2s* 1 2 (T2 s 1)G(s)，那么其幅频特性G(j )，相频特性，对数相频，也就是所有闭()=G(s) 10，那么系统的s(0.1s 1)3.在Bode图中，对数幅频特性图中的零分贝线相当于奈奎斯特图中 特性图中的180线相当于奈奎斯特图中的，其单位阶跃响应为5s 1 5.线性系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根全部具有 环传递函数的极点都位s平面的系统的稳定性。三、简化系统方块图，并求系统传递函数。15分

2、四、作图题12分5某系统的开环传递函数为G(s)5，试绘制系统的Nyquist图，并判断系s(s 1)(2 s 1)统稳定性。五、计算题30分1、 单位负反应系统的开环传递函数为G(s)2，求系统的增益交界频率、s( 0.25s 1)相位交界频率、幅值裕度、相位裕度、并判断闭环系统的稳定性。15分2、 某单位反应控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)22.5(s ° ，试求在参考输s (0.25s 1)入x(t) 4 6t 3t2作用下系统的稳态误差。15分宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准课程名称 机械控制工程根底适 用 时 间 2022 年12月 日试卷类别A适用专业、年级、班

3、机制10级本科班,那么其幅频特性|G(j )、填空题每空2分，14X 2=28分G(s)K(s 1)2s2 (T2 s 1)相频特性()=arctan £ 180 arctan T2。G(s) 10，那么系统的s(0.1s 1)3.在Bode图中，对数幅频特性图中的零分贝线相当于奈奎斯特图中特性图中的180线相当于奈奎斯特图中的负实轴3、-，其单位阶跃响应为3 3e 5。5s 15.线性系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根全部具有闭环传递函数的极点都位s平面的 左侧。线性定常系统系统的稳定性_, n 10。单位圆，对数相频负实部，也就是所有旦丄，那么其时间常数为 4。s 0.2

4、58.控制系统的根本性能要求可以概括为三个方面：稳定性聖速性和進确性。二、分析题(18分)确定系统符合以下条件时K的取值。(1) 系统稳定(2) 系统在单位斜坡输入下稳态误差为ess 2.25解：1系统开环传递函数为:G(s)Ks(s 3)2那么系统闭环传递函数为：孟那么系统特征方程为：D(s) s(s 3)2 KK2 s(s 3) Ks3 6s2 9s K 02分2分2分3 s2 s1 s0 s3分2分5分2分劳斯阵列为:1654 K6K第一列系数大于零，那么系统稳定得 0 K 54s192ess lim22.25 那么 K > 4s 01 GsH s s2 K由12得：4W K v

5、54三、简化系统方块图，并求系统传递函数。12分3分3分G1SG2SG3SG4S1 GsG2s G2sG3s G3sG4s GsG2sG3sG4s3分Gs3分四、作图题12分某系统的开环传递函数为G(s)Eb '试绘制系统的Nyquist图'并判断系统稳定性。解：G( j )15(j1)(2 j1)(2 1)(4 2 1)25(1 j2 )J 22(2 1)(4 2 1)A Bj 1 分G( j0)90 G(j )0270渐近线：lim A 150令 B 0贝U0.707代入 A ； A 10/31那么系统奈奎斯特图如以下图:2分1分1分5分系统奈奎斯特图包含-1 , j0,系

6、统不稳定2分五、计算题30分1、单位负反应系统的开环传递函数为G(s)2.5s(0.25s 1)2 '求系统的增益交界频率、相位交界频率、幅值裕度、相位裕度、并判断闭环系统的稳定性。15分解:G(j g)2arctan(0.25 g)2 g，那么g10.25G(j g)2.5c(0.25 c)21Kg由于2arctan(0.25 c)2arctan 0.536.8821/ G(j g)1/(2.52g(0.2 g)1.64 4/2.52.6243分3分3分3分c，该闭环系统稳疋。3分2、某单位反应控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)说沙)，试求在参考输入 x(t) 4 6t 3t2作用下系统的稳态误差。15分解：该系统的偏差系数为Kp limG(s)H(s)meS2.5(s 1)s (0.25s 1)3分Kv lim sG(s)H (s)s 0lim s 22.5(s 1)s 0 s2 (0.25s 1)2Ka is叫 sG(s)H(s)ymo s22.5(s 1)-2s (0.25s 1)2.5、a2 b2其参考输入的拉氏变换为：x(s) 4 -62 -63s ss由于该系统为单位反应系统，所以其偏差和误差相等