由劭校制理給被基（三）

（主觀題可在試卷反面作答）

一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共30分）

1.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為（)

A.反饋控制系統(tǒng)和前饋控制系統(tǒng)B.線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)

C.定值控制系統(tǒng)和隨動控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)

2.實(shí)軸上根軌跡右端的開環(huán)實(shí)數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的個(gè)數(shù)之和為（）

A.零B.大于零C.奇數(shù)D.偶數(shù)

3.PID控制器的傳遞函數(shù)形式是（）

A.5+3sB.5+3-C.5+3s+3-D.5+—

SSS+1

4.已知系統(tǒng)的特征方程為（s+l）（s+2）（s+3）=s+4,則此系統(tǒng)的穩(wěn)定性為（）

A.穩(wěn)定B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定D.無法判斷

5.由電子線路構(gòu)成的控制器如下圖所示，它是（）

A.超前校正裝置

B.滯后校正裝置

C滯后一超前校正裝置

D.超前一滯后校正裝置

6.進(jìn)行串聯(lián)超前校正后，校正前的穿越頻率3c與校正后的穿越頻率'c的關(guān)系，通常是（）

A.3C=B.G)C>(Occ.Wc<D.3c與"無關(guān)

7.閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為G（s）H（s）=-l,其中G（s）H（s）的矢量表示為（）

A.1/（2/-H）JrB.1/±（2/+1）JiC.1/(±2Zn)D.l/(±Zn)

（各備選項(xiàng)中/=0,1,2……）

8.狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣⑴的重要性質(zhì)有（）

C.4>k(t)=k<i)(t)

A.6（0尸1B.6-長尸-<l）（t）D.<l>(ti+t2)=6(11)+4>(t2)

9.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移0（（D）=（）

A.90°B.-9O0C.0°D.-1800

10.PI控制規(guī)律指的是（）

A.比例、微分B上匕例、積分C.積分、微分D.比例、積分、微分

II.設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，S（S+D（S+5）要使系統(tǒng)穩(wěn)定，K值的取值范圍為（）

A.K>0B.K<40C.0<K<40I）.0<K<30

12.隨動系統(tǒng)中常用的輸入信號是斜坡函數(shù)和（）

A.階躍函數(shù)B.脈沖函數(shù)C.正弦函數(shù)D.拋物線函數(shù)

13.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性為G（js）=1/（1+"。）2,則其頻率特性的極坐標(biāo)圖的奈氏曲線與負(fù)虛軸交點(diǎn)的

頻率值3=rad/So（）

A.0.1B.1C.10D.2

14,如果二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線存在峰值，則阻尼比g的值為（）

A.OW&<0.707B.0<&v1C.€>0.707DY>1

15.若系統(tǒng)x=It.k+[:]具有狀態(tài)可控性,則常系數(shù)a,b的關(guān)系應(yīng)滿足()

A.a-bKOB.2b?-b-a#:0C.a-b=OD.2b2-b-a=0

二、填空題(每小題1分，共10分)

16、將系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)進(jìn)行拉氏變換，則得到o

17、在勵(lì)磁控制系統(tǒng)中，是被控對象。

18、所謂環(huán)節(jié)的負(fù)載效應(yīng)，指的是環(huán)節(jié)的負(fù)載對的影響。

19、采用拉氏變換可將線性系統(tǒng)的微分方程轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的傳遞函數(shù)，故傳遞函數(shù)為________函數(shù)。

20、比例環(huán)節(jié)和延遲環(huán)節(jié)有一個(gè)共同特點(diǎn)，即o

21、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及有關(guān)。

22、狀態(tài)方程X=AX+Bu的解為X(t)=o

23、在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，對系統(tǒng)的性能是不利的。

24、超前校正裝置的奈氏曲線為一個(gè)°

25、對于任意給定時(shí)刻t,狀態(tài)向量X(t)在狀態(tài)空間中是o

三、名詞解釋(每小題3分，共12分)

26、連續(xù)控制系統(tǒng)：27、特征方程式：

28、漸近穩(wěn)定性：29、最小相位系統(tǒng)：

四、問答題(每小題5分，共20分)

30、對自動控制系統(tǒng)的性能要求是什么？

31、控制系統(tǒng)的典型輸入信號有哪幾種？試寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。

32、在0<￡<1,￡=0,￡三種情況下，標(biāo)準(zhǔn)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特性分別是什么?

?f-4I~|「1-

33、設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述為X=2_3X+2u；y=[l0]X,試判別系統(tǒng)狀態(tài)的可控性和可觀性。

五、計(jì)算題(第34題8分，第35、36題各10分，共28分)

34、已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G0(s)=1/(5+10)求：1)r(t)=l(t)時(shí)的輸出y(t)；

求：2)調(diào)整時(shí)間f,(△=±2%)。

35、系統(tǒng)方框圖如下，試畫出其信號流圖，并求出傳遞函數(shù)。

36、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)=，試?yán)L制該系統(tǒng)的根軌跡，并求出使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。

s(s+l)(s+4)

參考答案

一、選擇題：

LB2.C3.C4.A5.A6.C7.B8.A9.C

10.Bll.D12.D13.B14.A15.B

二、填空題

16、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：17、發(fā)電機(jī)；18、環(huán)節(jié)之傳遞函數(shù)：19、復(fù)變；20、輸入與輸出信號的形狀相

同；21、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù);22、4>(t)X(O)+flo4>(t-T)Bu(T)6ft；23、動態(tài);24、半圓;25、一個(gè)點(diǎn)。

三、名詞解釋

26、連續(xù)控制系統(tǒng)一一其所有信號都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)的控制系統(tǒng)。

27、特征方程式一一傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式稱為系統(tǒng)的特征方程式。

28、漸近穩(wěn)定性一一指系統(tǒng)沒有輸入作用時(shí)，僅在初始條件作用下，輸出能隨時(shí)間的推移而趨于零(指

系統(tǒng)的平衡狀態(tài))的性能。

29、最小相位系統(tǒng)一一開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)和零點(diǎn)均位于s左半平面的系統(tǒng)。

四、問答題

30、對自動控制系統(tǒng)的性能要求為三個(gè)方面：穩(wěn)定性，快速性和準(zhǔn)確性。

1)穩(wěn)定性，是最基本的要求，不穩(wěn)定的控制系統(tǒng)是不能工作的。

2)快速性，在穩(wěn)定前提下，希望過渡過程越快越好。

3)準(zhǔn)確性，希望動態(tài)偏差和靜態(tài)偏差越小越好。

0,r<0

31、階躍函數(shù)階躍進(jìn)函數(shù)的幅值。

0,r<0

4/)=、八

斜坡函數(shù)0v—斜坡函授數(shù)的斜率

0,r<0

R

0,/<0

'⑺*Rr,x(f)=<一,0<f<￡

￡

拋物線函數(shù)12；脈沖函數(shù)、R—常數(shù);

正弦函數(shù)x(t)=Asin(wt+o)式中A—正弦函數(shù)的最大幅值3——角頻率0—相位角

32、(1)0<&<1時(shí)，輸出響應(yīng)為衰減振蕩過程，穩(wěn)態(tài)值為1；(2)&=0時(shí),輸出響應(yīng)為等幅振蕩過程;

(3)121時(shí)，輸出響應(yīng)為非周期過程。(注：或用圖示說明也可)

-1-2'

33、rank[BAB]=rank=1<n=2,系統(tǒng)狀態(tài)不完全可控。

2-4

C0

rank=2=n,系統(tǒng)狀態(tài)完全可觀測。

CA

五、計(jì)算題

34、解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

10

丫⑸=s+l()二10二0.5

X(s)-?I。-5+20-0.055+1

54-102分

1010

y(s)=-RG)=一(---------)

5+20s(s+20)2ss+2()2分

-201)

1)2分

當(dāng)4=±2%時(shí),一階系統(tǒng)的ta=4T=4X0.05=0.2秒(2分