控制理论基础试卷(测控2000)

一、 填空（30分，每空1分）1、 反馈控制系统的工作原理是 。

2、 控制系统的基本组成 、 、 、 。

3、 系统的数学模型有 、 、 。

4、 系统的传递函数的定义是 。

5、 惯性环节的传递函数为 ，震荡环节的传递函数为 。

6、 系统方块图的简化，若信号的引出点前移，应在其引出回路中 其跨越环节的传递函数。

7、 系统稳定的基本条件是 。

8、 一阶系统的单位阶跃响应，当 时，输出达到稳态输出的63.2%。

9、 二阶系统的单位阶跃响应，当 时，其输出会出现震荡。

10、 系统的稳态误差与 、 有关。

11、 系统的频率响应是指系统对正弦信号输入所得到的 输出。

12、 由传递函数求得频率特性的方法为 。

13、开环系统的幅频等于组成环节的幅频的 ，相频等于组成环节相频的 ；若系统的开环传递函数为)12()1(5++s s s ，其幅频为 ，相频为 。

14、 惯性环节的高频段为一条斜率是 的直线。

其转折频率为 ， 15、最小相位系统是指系统开环传递函数的 和 全部在复平面的左半部。

16、L [5]= ，L [t 2]= 。

17、 L -1[121+s ]= 。

二、判断正误（15分，每题有5个论述，正确的打√，不正确的打×）1、下图表示了某闭环系统的极点分布，（1）该系统是稳定系统。

[ ] （2）该系统不含有积分环节。

[ ] （3）该系统是4阶系统。

[ ] （4）系统的单位阶跃响应曲线是震荡、衰减、收敛的曲线。

[ ] （5）系统的单位阶跃响应曲线不会产生震荡。

[ ]2、某系统的开环传递函数)1()1()(2++=Ts s s k s G τ，（1）系统为Ⅱ型系统。

[ ] （2）其闭环系统是稳定的。

[ ] （3）其含有为0的极点，因此是非最小相位系统。

[ ] （4）其对数幅频图的起始段斜率为[-20]。

[ ] （5）增大k ，使系统的稳态误差下降而不会影响系统的稳定性。

[ ] 3、对于系统的幅值裕量k g 和相角裕量γ， （1）在奈氏图中，)(1g g w A k =， )(1800c w φγ+= ； [ ]（2）在波得图中，正的幅值裕量在0分贝线的上方，正的相角裕量在Im ×× ×Re×-π线的上方。

[ ] （3）幅值裕量、相角裕量越大，表明系统相对稳定性越高。

[ ] （4）系统的相角裕量不仅反映了系统的相对稳定性，而且也反映系统的动态性能。

[ ] （5）若改变系统的开环增益，k g 和γ都会改变。

[ ]三、简要回答下列问题（10分，每题5分）1、开环和闭环的定义及其特点2、二阶系统在ξ不同的取值情况下，其单位阶跃响应的特点。

四、图解题（15分，1题7分，2题8分）1、系统的开环对数幅频图如图示，确定系统的开环传递函数。

2、简化方块图求系统的传递函数五、计算题（30分） 1、（7分）系统传递函数1)(+=Ts k s G ，输入r （t ）= t ，求其输出y （t ）。

2、（8分）系统如图示，建立系统的方块图并求其传递函数。

3、（7分）单位反馈系统的开环传递函数)(1s G （1）系统输入r （t ）=1+t 时的稳态误差； （2）系统的阻尼比ξ和固有频率w n ；4、（8分）系统的开环传递函数)1()1()()(221++=s T s s T k s H s G ，用奈氏判据判定T 1>T 2 、T 1<T 2时系统的稳定性。

（画出奈氏曲线）一、填空题（每空1分，共30分）1、开环控制系统的特点是 。

2、控制系统基本由 、 、 、 等组成。

3、系统的数学模型有 、 、 。

4、系统的传递函数的定义是 。

5、惯性环节的传递函数为 ，震荡环节的传递函数为 。

6、系统方块图的简化，若信号的引出点前移，应在其引出回路中 其 跨越环节的传递函数。

7、系统的极点全部位于复平面左半部，系统 。

8、一阶系统的单位阶跃响应，当 时，输出达到稳态输出的63.2%。

9、二阶系统的单位阶跃响应，当 时，其输出会出现震荡。

10、 系统的稳态误差与 、 有关。

11、 系统的频率响应是指系统对正弦信号输入所得到的输出。

12、 由传递函数求得频率特性的方法为 。

13、开环系统的幅频等于组成环节的幅频的 ，相频等于组成环节相频的 ；若系统的开环传递函数为s5，其幅频为 ，相频为 。

14、 惯性环节的高频段为一条斜率是 的直线。

其转折频率为 ， 15、 幅值裕量定义为 。

相角裕量定义为 。

16、 L [5]= ，L [t 2]= 。

17、 L -1[121+s ]= 。

二、判断正误（本大题共3小题，每项1分，共15分，正确画√，错误画×）1、下图表示了某闭环系统的极点分布，（1）该系统是稳定系统。

[ ] （2）该系统不含有积分环节。

[ ] （3）该系统是4阶系统。

[ ] （4）系统的单位阶跃响应曲线是震荡、衰减、收敛的曲线 [ ] （5）系统的单位阶跃响应曲线不会产生震荡。

[ ]2、某系统的开环传递函数)1()1()(2++=Ts s s k s G τ，（1）系统为Ⅱ型系统。

[ ] （2）其闭环系统是稳定的。

[ ] （3）其含有为0的极点，因此是非最小相位系统。

[ ] （4）其对数幅频图的起始段斜率为[-20]。

[ ]Im ×× ×Re×（5）增大k ，使系统的稳态误差下降而不会影响系统的稳定性。

[ ] 3、对于系统的幅值裕量k g 和相角裕量γ，（1）在奈氏图中，正的幅值裕量0>kg [ ] （2）在波得图中，正的幅值裕量在0分贝线的上方，正的相角裕量在-π线的上方。

[ ] （3）幅值裕量、相角裕量越大，表明系统相对稳定性越高。

[ ] （4）系统的相角裕量不仅反映了系统的相对稳定性，而且也反映系统的动态性能。

[ ] （5）若改变系统的开环增益，k g 和γ都会改变。

[ ]三、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共 10分） 1．画出反馈控制系统框图.2、二阶系统在ξ不同的取值情况下，其单位阶跃响应的特点。

四、图解题（本大题共2小题，第1小题7分，2小题8分，本大题共15分）1．系统的开环传递函数)11.0)(1(10)()(++=s s s H s G ，绘制其奈氏曲线。

2、框图简化法求系统的传递函数)(/)(s R s C五、计算题（本大题共4小题，1、2、3小题7分，4小题9分，共30分）1、（7分）系统传递函数1)(+=Ts k s G ，输入)()(t t r δ= ，求其输出y(t ）。

2、（8分）系统如图示，建立系统的方块图并求其传递函数。

3、（7（1）系统输入r （t ）=1+t 时的稳态误差； （2）系统的阻尼比ξ和固有频率w n ；、（8分）系统的开环传递函数)1()1()()(221++=s T s s T k s H s G ，用奈氏判据判定T 1>T 2 、T 1<T 2时系统的稳定性。

（画出奈氏曲线）动控制系统原理及应用试卷（材0304）姓名 学号 班级 成绩一、填空（30分，每空1分，第7题每空0.5分）1、按有无反馈划分，控制系统可分为 和 。

2、对控制系统的要求有 、 、 。

3、=][2t L ，=]3[sin t L 。

4、=-]10[1sL ，=+-]1[1Ts k L 。

5、系统传递函数为G （s ），输入R （s ），输出Y （s ），三者间的关系是 ；若已知G （s ）和R （s ），其输出y （t ）= 。

6、系统的零点指 ；极点指 。

7、写出3个典型环节的传递函数及名称。

名称 传递函数 ；名称 传递函数 ；名称 传递函数 ；8、系统稳定与否只与系统的 有关。

9、用劳斯判据判定系统的稳定性，若系统的特征方程缺项，可判定系统 。

10、系统的传递函数为155.020+s ，脉冲输入下的稳态输出为 。

11、二阶系统最大百分比超调量只与 有关。

12、影响系统稳态误差的因素有 、 。

13、从系统稳态误差的角度考虑，增大系统的 、提高系统的 可降低系统的稳态误差。

14、系统的幅频特性为A （w ），输入信号幅值m ，输出信号幅值为 。

15、在奈氏判据中，零极点算做 极点。

16、从稳定的角度看，系统的幅值裕量大，系统的稳定性 。

17、系统的串联校正传递函数1101)(++=s s s G c ，该校正为相位 校正。

18、P 校正，可改变系统的 。

20、增量式光码盘可用于检测 。

二、判断正误（15分，每题有5个论述，正确的打√，不正确的打×） 1、系统的传递函数6510)(2++=s s s G ， [ ][ ][ ][ ][ ]（1）系统为二阶系统。

（2）其单位阶跃响应的稳态输出值为5/3。

（3）系统的阻尼比小于1。

（4）其单位阶跃响应是震荡、衰减、收敛的曲线。

（5）系统的极点为-2、-3。

2、系统开环传递函数)1)(5()11.0(10)()(+++=s s s s s H s G ， [ ][ ][ ][ ][ ]（1）系统的开环增益为10。

（2）系统是最小相位系统。

（3）系统是Ⅰ型系统。

（4）其奈氏图A （0）=0，φ（0）=0，A （∞）=10，φ（∞）= 90-。

（5）其奈氏图A （0）=∞，φ（0）= 90-，A （∞）=0，φ（∞）= 180-。

3、系统开环传递函数)15.0(20+s s ，其相角裕量 17=γ，若要求 50≥γ，[ ][ ][ ][ ][ ]（1）可采用相位超前校正。

（2）可采用相位滞后校正。

（3）可采用比例校正。

（4）可采用相位滞后超前校正。

（5）可采用PD 校正。

三、回答下列问题（10分，每题5分） 1、降低系统的稳态误差有哪些方法？2、相位超前校正对系统性能的影响。

四、图解题（15分）1、简化系统方块图求系统传递函数。

（8分）s ）2、)1(12.0)(++=s s s s G ，画出其波德图。

（7分）五、计算题（30分）1、（7分）用拉氏变换的方法解微分方程，)()(3)(7)(2t r t x t x t x =++∙∙∙，0)0(=x ，0)0(=∙x ，2)(=t r 。

2、（8分）建立图示系统的方块图，并求其传递函数。

3、（7分）单位反馈系统开环传递函数)5)(1()1(10)(1+-+=s s s s s G ，用劳斯判据判定闭环系统的稳定性。

4、（8分）系统的开环传递函数)15.0)(1(5)()(++=s s s s H s G ，求：（1）系统幅值裕量)(db k g 和相角裕量γ。

（2）判定系统的稳定性。

四、填空题（共12小题，每空1分，共30分）1. 对控制系统的基本要求是 、准确性、 。