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安阳工学院控制工程基础试卷(A) - 下载本文

_____________________题 _ 号 学 _ _ ___答 _ _ _ _ _ _ _ ___要 名 姓 班 _ 不 _ _ _ _ _ _ _ ___内 _ _ 业 专 _ ___线 _ _ _ _ _ _ _ ___封 _ _ _ _ _ _ 系 密 ____________________安阳工学院 控制工程基础 课程试卷 — 2. 奈奎斯特稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性,不能判断相对稳定性。( ) — — 2008 —2009学年第 2 学期 3. 最大超调量Mp与系统的阻尼比ζ和固有频率ωn有关。( ) 4. 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。( ) — —一、填空题:(每空1分,共20分) 5. Mason(梅逊公式)公式适用于线性和非线性定常系统。( ) —1.对控制系统的基本要求一般可归结为_____________、____________、___________。 6. 物理本质不同的系统,可以有相同的数学模型。( )

———2.自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是瞬态响应分量,另一7. 叠加定理可以用在非线性系统。( )

—个是____________响应分量。 8. 传递函数是复数s域的系统数学模型,它仅取决于系统本身的结构及参数,与系统的—3.在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信输入形式无关。( ) —号称为_________________。 9. 对于二阶系统,实际的工程常常设计成欠阻尼状态,且阻尼比ζ以选择在0.4~1.0为线—4.若前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则闭环传递函数为宜。( )

—__________________ 。 10. 一般系统的相位裕度应当在30度至60度之间,而幅值裕度应当大于6dB。( )

——5 函数f(t)=3e?6t的拉氏变换式是_________________ 。 三、计算题:(每小题10分,共70分)

—1.求取所示方框图对应的系统闭环传递函数。(方框图化简或梅逊公式均可)

—6 开环对数频率特性的低频段﹑ 中频段﹑ 高频段分别表征了系统的 ﹑ ——﹑ 。 H2 —7.Bode图中对数相频特性图上的-180°线对应于奈奎斯特图中的___________。 Xo(s) —Xi(s) —G1 G2 G3 —8.已知单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)?20求出系统在单位阶跃—(0.5s?1)(0.04s?1)—H1 —输入时的稳态误差为 。 封—9.闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s平面的______半平面。 G4 — —10.设单位反馈控制系统的开环传递函数为(t) = 2cos(2t - 45?)

G(s)?10,当系统作用有x—s?1i

——输入信号时,求系统的稳态输出为_____________________。

——11.已知传递函数为G(s)?k —s2,则其对数幅频特性L(?)在零分贝点处的频率数值为 —_________ 。 ——12 在系统开环对数频率特性曲线上,低频段部分主要由 环节和 决定。 — —13.惯性环节的传递函数1—Ts?1,它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数 密学式是____________________。 —— —14.已知系统的单位阶跃响应为x1?te?t?e?to(t)?,则系统的脉冲脉冲响应为__________。

——

——二、判断题:(每小题1分,共10分)

— —1. 在对数相频特性图中,L(ω)≥0范围内开环对数相频特性曲线由下而上穿过-180°2控制系统方块图如图所示:(10分)

——线时为正穿越。( ) 第 1 页 共 3 页

R(s)--as8s(s?2)Y(s)

4. 某最小相角系统的开环对数幅频特性如图所示。要求

(1)写出系统开环传递函数;

(2)利用相角裕度判断系统的稳定性;

(3)将对数幅频特性向右平移十倍频程,截止频率和相角裕度会发生什么变化? (10分)

(1)当a=0时,求系统的阻尼比?,无阻尼自振频率?n和单位斜坡函数输入时的稳态误差;(5分)

(2)当?=0.7时,试确定系统中的a值和当输入信号r(t)=1+t时系统的稳态误差;(5分)

3.如图所示机械系统,当受到 F=3 牛顿阶跃力的作用时,位移量x(t)的阶跃响应如图所示,试确定机械系统的质量m,弹簧刚度k和粘性阻尼系数B的值。

L(ω)dB-2020ω00.1ωc10-40-60

第 2 页 共 3 页

5.设单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)??

7.单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线L0(?)如图所示,采用串联校正,校正装置的传

2as?1s

递函数 Gc(s)??s??s??1???1???3??10??s??s??1???1???0.3??100? 试确定使相位裕量??45的a值。

6.已知单位反馈系统的开环传递函数G(s)H(s)?线,并利用奈氏判据判断其闭环系统稳定性。

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10s(0.5s?1)(0.2s?1)

试绘制奈奎斯特曲

1.写出校正前系统的传递函数G0(s)并计算校正前系统的相位裕量;

2.在图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线L(?); 3.计算校正后的相位裕量。





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