控制理论基础试卷及答案

第 1 页 共 2 页

燕山大学（威县函授点）

2016级第三学期《控制理论基础》考试试卷

姓名 专业 分数

一、填空题（每题1分，共 15分）

1、自动控制系统由 、 、 、 、 、

和 、 组成。

2、经典控制理论中常用的数学模型有 、 、 。

3、在框图运算中，若有n 个环节串联连接，则总传递函数为各环节传递函数的 ，若有n 个环节并联，则总的传递函数为各环节传递函数的 。

4、按有无反馈划分，控制系统可分为 和 。

5、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。

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

2

21

()6100s G s s s +=++，则该系统的闭环特征方程为 ( )。

A 、261000s s ++=

B 、

2(6100)(21)0s s s ++++= C 、2

610010s s +++= D 、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

(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。

A 、 100

B 、1000

C 、20

D 、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1c ω=处提供最大相位超前角的是 ( )。

A 、 1011s s ++

B 、1010.11s s ++

C 、210.51s s ++

D 、0.11101s s ++

7、关于P I 控制器作用，下列观点正确的有( ) A 、 可使系统开环传函的型别提高，消除或减小稳态误差； B 、 积分部分主要是用来改善系统动态性能的；

C 、 比例系数无论正负、大小如何变化，都不会影响系统稳定性；

D 、 只要应用P I 控制规律，系统的稳态误差就为零。 8、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。

A 、 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( ) A 、 一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；

B 、 开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为20/dB 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；

D、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22

10(21)

()

(6100)

s

G s

s s s

+

=

++，当输入信号

是

2

()22

r t t t

=++时，系统的稳态误差是( )

A、 0

B、∞

C、 10

D、 20

三、(10分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。

四、（共20分）系统结构图如图4所示：

1、写出闭环传递函数

()

()

()

C s

s

R s

Φ=表达式；（4分）

2、要使系统满足条件：707

.0

=

ξ,2

=

n

ω,试确定相应的参数K和β；（4分）

3、求此时系统的动态性能指标

s

t

,

σ；（4分）

4、t

t

r2

)(=时，求系统由()

r t产生的稳态误差

ss

e；（4分）

5、确定)

(s

G

n

，使干扰)(t

n对系统输出)

(t

c无影响。（4分）

五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为

2

()

(3)

r

K

G s

s s

=

+

:

1、绘制该系统以根轨迹增益K r为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与

虚轴的交点等）；（8分）

2、确定使系统满足1

0<

<ξ的开环增益K的取值范围。（7分）

六、（共20分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线

()

Lω如图5所

示：

1、写出该系统的开环传递函数)

(

s

G；（8分）

2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）

3、求系统的相角裕度γ。（7分）

4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）

图4