《控制工程基础》试卷及详细答案

一、填空题（每题 1分，共15分）1、对于自动控制系统的性能要求可 以概 括为 三个方 面，即： 、和 ，其中最基本的要求是 。2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s)，则该系统的开环传递函数为 。3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。4、判断一个闭环线性控制系统是否 稳 定 ， 可 采用 、 、等方法。5、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。6、设系统的开环传递函数为K，则其开环幅频s(T1s 1)(T2s 1)特性为 ，相频特性为 。7 、 最 小 相 位 系 统 是指。二、选择题（每题2分，共20分）1、关于奈氏判据及其辅助函数F(s)=1+G(s)H(s)，错误的说法是()A、F(s)的零点就是开环传递函数的极点B、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点C、 F(s)的零点数与极点数相同D、 F(s)的零点就是闭环传递函

数的极点2、已知负反馈系统的开环传递函数为G(s)2s1，则该系统的闭环6s100s2特征方程为()。A、s26s1000B、(s26s100)(2s1)0C、s26s10010D、与是否为单位反馈系统有关3、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则()。A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为100，则该系统的开环增益(0.1s 1)(s 5)为()。A、100B、1000C、20D、不能确定5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A、闭环零点和极点 B、开环零点C、闭环极点 D、阶跃响应6、下列串联校正装置的传递函数中，能在c1处提供最大相位超前角的是()。A、10s1B、10s1s10.1sC、12s10.1s10.5s1D、110s7、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。A、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈；C、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数；B、无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；C、如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；D、当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。9、关于系统频域校正，下列观点错误的是( )、一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；、开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20dB/dec；C、低频段，系统的开环增益主要由系统动态性能要求决定；、利用超前网络进行串联校正，是利用超前网络的相角超前特性。10、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)10(2s1)，s2(s2当输6s100)入信号是r(t)22tt2时，系统的稳态误差是()A、0B、∞C、10D、20三、（10分)建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

四、（20分））系统结构图如下图所示：C(s)1、写出闭环传递函数 (s) 表达R(s)式；（8分）2 、 要 使 系 统 满 足 条 件 ：0.707, n 2,试确定相应的参数 K和 ；（6分）3、求此时系统的动态性能指标00,ts；（6分）五、(20分)已知系统的方框图如下图所示 。试求闭环传递函数C(s)/R(s)(提示：应用信号流图及梅森公式)六、(15分)设单位反馈控制系统的开G环传递函数为2R(s)G1GＧ（Ｓ）＝++Ｓ（Ｓ＋１）试求当-输入信号-Hr(t)=2sin(t-45°)时，其闭环系统的H1稳态输出c(t)。+一填空：G1、稳定性快速性准确性稳定性2、G(s)3、微分方程 传递函数 （或结构图信号流图）（任意两个均可）4、劳思判据 根轨迹 奈奎斯特判据5、开环控制系统，闭环控制系统6、A()K；(T1)2)21(T21()900tg1(T1)tg1(T2)7、S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点二选择1、A 2、B 3、D 4、C 5、C6、B 7、A 8、C 9、C 10、D三、解:四、解：1、KC(s)s2K(s)KKs2KsR(s)1s2sK22242、（4n分）K2n22K40.7073、（4分）00e124.3200五、解：绘制信号流图[注]：别忘了标注箭头表示信号流向。R(s)2)应用梅森公式求闭环传递函数 :前向通道增益P1G1G2G3；P2G4G3；回路增益L1G2H2；L2G1G2G3H3H1；L3G5；L4G3G4H3H1特征式

K s2 2G4G1H1-G5

般余因子式不会直接等于1，不然太简单了闭环传递函数C(s)(G1G2G4)G3(1G5)R(s)1G2H2G1G2G3H1H3G5G2G5H2六 、2C(s)=G(s)=s(s1)=R(s)12G(s)1(s1)s2s2s22C(j)=2n2R(j)2jns2nA(ω)=2φ2)2(22(ω)=arctg22r(t)=2sin(t-45°)=1A(ω)=2=2φ2(ω)=arctg1=-45°1G2c(t)=G32A(C(s)°+φω)sin[t-45-H2(ω)]=22si