自动控制技术试卷

1、机械工程控制基础期末考试试题首先，填空： (每题2分，共20分)1在闭环控制系统中，输出被转换成信号，该信号通过检测元件与给定信号进行比较，该信号被称为_ _ _ _ _ _ _ _ _。2如果前向信道的传递函数是G(s)，反馈信道的传递函数是H(s)，那么闭环传递函数是_ _ _ _ _ _ _ _。在齿轮副中，以主动轮的角速度为输入，从动轮的转角为输出，该装置为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。4波特图中对数相频特性图上的-180线对应于奈奎斯特图中的_ _ _ _ _ _ _ _ _。5自动控制系统对输入信号的响应一般包含两个部分，即一个是_ _ _ _ _ _ _

2、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。在斜坡函数的输入下，_ _ _ _ _ _系统的稳态误差为零。6.惯性环节的传递函数，其幅频特性的数学公式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _7函数的逆拉变换是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。8给定单位反馈

3、系统的开环传递函数，试着找出单位阶跃输入下系统的稳态误差。已知系统的单位阶跃响应为：该系统的闭环传递函数为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _闭环系统稳定的充要条件是所有闭环极点都位于S平面的半平面内。1.自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、准确性和精确性。2.反馈控制系统是根据输入量和_ _ _ _ _ _ _ _之间的

4、偏差进行调整的控制系统。3.当且仅当闭环控制系统的特征方程的所有根的实部为_ _ _ _ _ _ _ _时，系统是稳定的。4.框图中链路的基本连接方式有串联、并联和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。5.线性时不变系统的传递函数是系统输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。6.在线性时不变系统中输入正弦信号时，稳态输出的相移与输入随频率变化之间的函数关系称为_ _ _ _ _ _ _ _。7.积分环节的对数幅频特性曲线为直线，直线的斜率为_ _ _ _ _ _ _ _ db/dec。8.单位斜率函数t的拉普拉斯变换是_ _ _ _ _ _

5、。9.在分析稳态误差时，将系统分为0型系统、1型系统、2型系统这是根据系统开环传递函数中的_ _ _ _ _ _个环节来分类的。10.当二阶系统的阻尼系数为=_ _ _ _ _ _ _时，它是最佳阻尼系数，系统的稳定性和快速性是理想的。11.在单位斜率输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess为_ _ _ _ _ _。12.线性系统的对数幅频特性，取值为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6、_。13.奈奎斯特稳定性判据是利用系统来判断闭环系统的稳定性。2.选择题： (共15题)1.假设系统的特征方程是，那么这个系统。()A.稳定性临界稳定性不稳定性稳定性不确定性2.当导出点在框图单元上向前移动时，它应该在导出分支上。()A.并行交叉的框图单元C.串联交叉的框图单元3.用时域分析法研究自动控制系统时，最常用的典型输入信号是。()A.脉冲函数b .斜坡函数C.抛物线函数4.系统的传递函数、增益和系统类型是。()A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，45.一阶差分链路，当频率。()公元前45年至公元前45年A.0 B. C.0.75 D.38.梅森公式主要用于。()A.判

7、断稳定性b .计算输入误差C.找出系统的传递函数。找出系统的根轨迹9.惯性环节和积分环节的频率特性在世界上是相等的。()A.幅频特性斜率最小幅相变化率交叉频率10.二阶系统的传递函数，则系统是。()A.临界阻尼系统b .欠阻尼系统c .过阻尼系统d .零阻尼系统11.正弦函数cos的拉普拉斯变换是。()A.B华盛顿特区12.众所周知，二阶系统的单位阶跃响应曲线表现出恒幅振荡，因此其阻尼比可以是。()0.6 B.0.707 C.0 D.113.以下哪项措施对提高系统的准确性没有影响？()A.增加积分环节b .提高系统的开环增益kC.增加差分链路d .引入干扰补偿14.通过测量输出量，产生与输出信

8、号成一定函数比例关系的值的分量是。()A.比较元件b .给定元件c .反馈元件d .放大元件15.在系统对输入信号的时域响应中，调整时间与指标密切相关。()A.允许稳态误差b .允许过冲C.允许上升时间d .允许峰值时间16.设一阶系统的传递函数为，t=0时阶跃响应曲线的切线斜率为。()公元前7年17、下列系统的开环传递函数，属于最小相位系统的是()。(甲)(乙)(T0)(三)(四)18.对数幅频特性的渐近线如图所示，其相应的传递函数G(s)为()A.1 TsB。C.D. (1 Ts)210.如果系统的Bode图在=5处转向(如图所示)，则表明系统中存在()链接。A.5s 1B。(5s 1)2

9、C.0.2 1D。20.已知系统的传递函数为G(s)=，其幅频特性| g (j) |应为()A.B.C.D.21.如果已知系统的频率特性为G(j)=1，则频率特性的虚部为()。A.B.C.- D. -22.让系统的开环传递函数为，它的()A.振幅-相位特性曲线是平行于虚轴的直线B.幅相特性曲线是平行于实轴的直线C.振幅-相位特性曲线是s的上半平面的半圆D.振幅-相位特性曲线在s的下半平面是一条半圆线23、已知系统频率特性是，那么系统可以表示为()(一)(二)(三)(四)24、已知系统频率特性，当输入为时，系统的稳态输出为()(一)(二)(三)(四)25.差动环节的对数幅频特性曲线为()。A.水

10、平线b .垂直线c .斜率为20dB/dec的直线d .斜率为10db/dec的直线26.已知最小相位系统的波特图如图所示。那么这个系统中包含的积分环节是： ()A.0，B.1C.2 D.327.比例连杆的对数幅频特性曲线为()。A.水平线b .垂直线c .斜率为-20db/dec的直线.斜率为-10db/dec的直线26.对于系统的传递函数，()来说，其相频特性为()A.B.C.D.29.让反馈系统的传递函数为，当系统输入时，计算系统的稳态输出()。A.不列颠哥伦比亚省30.对应于以下奈奎斯特图的传递函数包含积分环节()D.以上三项不包括积分环节第三，名词解释(每题5分，共2题10分)1.转

11、移函数2.主导极点3.偶极4.最小相位系统第三，计算题(每题10分，共50分)1.已知系统的开环传递函数如下：试着画出系统的开环奈奎斯特图。2.已知系统的开环传递函数如下：试着画出系统的开环奈奎斯特图。3.具有如下已知传递函数的系统：试着画出系统的开环奈奎斯特图。4.让开环系统的频率特性为试画出系统的对数幅频特性图5.让系统的传递函数为，其中时间常数t=0-5秒，放大系数k=10。在频率f=1Hz、幅值r=10的正弦输入信号作用下，计算系统稳态输出的幅值和相位。6.设置单元负反馈系统的开环传递函数。(1)尝试确定使相角裕度等于的值。8.如果二阶系统的单位阶跃响应是3)尝试寻找其闭环传递函数；(

12、2)确定其阻尼比和无阻尼固有频率。9.设置单元反馈系统的开环传递函数试着找出信号输入时系统的稳态误差。10.最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示：写出系统的开环传递函数，得到系统的相位裕度。(10分)11.众所周知，单位反馈闭环系统的开环传递函数为0。当系统的输入信号为0时，计算系统的稳态输出。12.下图显示了系统的框图。尝试找出其无阻尼固有频率、阻尼比、最大超调Mp、峰值时间和调整时间(=0.02)。(10分)13.已知最小相位系统的波特图如下图所示(10点)(必须有一个求解过程)(1)写出系统的开环传递函数(8分)；(2)利用相位裕度判断系统稳定性；(2分)14.让系统的特征方程为

13、找到其特征根，判断系统的稳定性。(10分)15.给定单位反馈系统的开环传递函数，试画出奈奎斯特曲线，并用奈奎斯特判据判断其稳定性。(10分)。注：画正确曲线得5分，判断正确得5分)16.众所周知，单位负反馈控制系统的开环传递函数是：(1)在下面的半对数坐标纸上画出其渐近对数幅频特性；用图表计算振幅交叉频率c(近似值)；根据公式计算相位裕度，判断系统的稳定性。17.众所周知，单位负反馈控制系统的开环传递函数是：(1)在下面的半对数坐标纸上画出其渐近对数幅频特性；用图表计算振幅交叉频率c(近似值)；根据公式计算相位裕度，判断系统的稳定性。18最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，要求：(1)写出系统的开环传递函数；(2)利用相位裕度判断系统稳定性；(3)对数幅频特性向右偏移10倍，讨论了对系统性能的影响。解决方案：(1)系统的开环传递函数可以写成：(2)系统的开环相频特性如下：截止频率：相角裕度：所以系统稳定。(3)通过将系统的对数幅频特性向右移动10个八度，可以得到一个新的开环传递函数其截止频率：和相角裕度：因此系统的稳定性保持不变。从时域指数估计公式：=因此，系统的超调量是恒定的，调节时间缩短，动态响应加快。9单元反馈