广东工业大学机械工程控制基础试卷和答案
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学 院： 专 业： 学 号： 姓 名：
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广东工业大学考试试卷 ( B )
课程名称: 控制工程 试卷满分 100 分
考试时间: 2011 年 12 月2 日 (第 14 周 星期 五)
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分
评卷得分
评卷签名
复核得分 复核签名
一、填空题（20分，每空1分，答案填在答题纸上）
1、自动控制系统按输出变化规律可分为 、 和 。
2、某系统的传递函数为2360
()56
s G s s s +=++ ，其零点为 ，放大系
数为 ，极点为 、 。
3、控制系统中常用的几种典型的实验输入信号为： 、 和 。
4、微分环节的传递函数为 ，惯性环节的传递函数为 。
5、 和 总称为系统的频率特性。
6、根据校正环节在系统中的连接方式，校正可分为： 、 和 。
7、采用PI 校正，系统的稳态误差 ，但相位裕度 ，稳定程度 。
二、（10分）求系统的微分方程，并求出系统的传递函数。
R 2
C R 1
u i
u o
2
三、（10分）通过方框图的等效变换求取如下图所示系统的传递函数C(s )/R(s )，并绘
制主要步骤的方框图。
+_
+_
+
_
()
C s ()
R s 1
G 3
G 2
G 1
H 2
H +
四、（10分）已知某控制系统的传递函数为10
()10
G s s =
+，试求()1x t t =+时该系统的输出()y t 。
五、（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数32
2550
()5K s G s s s +=
+。当系统的输入信号
为2()10x t t =+时，求系统的稳态误差？
六、（10分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为1
()1
k G s s =
+，当作用输入信号()3cos(230)i x t t =-时，试求系统的频率特性及稳态输出。
七、（10分）试绘制传递函数40(5)(2)
()(40)
s s G s s s ++=
+的系统的对数幅频特性曲线。
八、（10分）系统的传递函数方框图如下图所示, 已知)
2)(1(2
)(++=
s s s G ，试求闭环
系统的传递函数，并用Routh 判据判断系统稳定时的K 的取值范围。
1
21
+s 1
-K )(s X i -
+
)
(s G +
+ ()
Xo s
3
九、已知两个系统的开环传递函数的Nyquist 图如下图所示，试用Nyquist 判据判断系
统是否稳定？并说明判断的理由（其中，p 、v 分别为系统开环传递函数的不稳定极点的个数和积分环节的个数）。
P=1
-1
-1
P=1V=2
w=0
w=0
w=∞
w=∞
(a) (b)
附录：拉氏变换表
序号 时间函数 拉式变换
1 )t （δ
1
2 1
s 1 3 t 21s 4 212
t 31s 5
at e -
a
s +1
4
5
学 院： 专 业： 学 号： 姓 名：
装 订 线
广东工业大学考试试卷参考答案及评分标准 ( A )
课程名称: 控制工程 试卷满分 100 分
考试时间: 2011 年 12 月2 日 (第 14 周 星期 五)
一、填空题（20分，每空1分）
1、比较环节、测量环节、放大及运算环节、执行环节。
2、开环系统，闭环系统。
3、-40，10，-8，-4。
4、1
s ，s e τ-，2222n n n s s ωξωω++
5、稳态。
6、增益调整，相位超前校正，相位滞后校正，相位滞后－超前校正。
7、增加，增强。
二、（10分）求系统的微分方程，并求出系统的传递函数。
解：输出点处力平衡方程为：
o o i o i x k x x k x x
c 21)()(=-+- （2分）
整理得：
i i o o x k x c x k k x
c 121)(+=++ （2分，如果直接写出正确形式的微
分方程给4分）
对上式两边做Laplace 变化，得
)
()()()()(121s X k s csX s X k k s csX i i o o +=++ （3分）
整理上式得传递函数：
)
()()()(211
k k cs k cs s X s X s G i o +++=
= （3分，如果直接写出
正确的传递函数给6分）
6
三、（10分）解：
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)
H 3(s)
H 2(s)/G 3(s)
H 1(s)
R(s)
C(s)
+_
+_
+
_
（2分）
G 1(s)
1+G 1(s)H 1(s)
G 2(s)
H 2(s)/G 3(s)
R(s)
C(s)
+
_
G 3(s)1+G 3(s)H 3(s)
（2分）
R(s)
C(s)
G 1(s)1+G 1(s)H 1(s)G 2(s)
G 3(s)1+G 3(s)H 3(s)G 1(s)1+G 1(s)H 1(s)
G 2(s)
G 3(s)1+G 3(s)H 3(s)
1+
H 2(s)G 3(s)
（2分）
R(s)
C(s)
G 1(s)G 2(s)G 3(s)
1+G 1(s)H 1(s)+G 3(s)H 3(s)+G 1(s)G 2(s)H 2(s)+G 1(s)G 3(s)H 1(s)H 3(s)
（4分）
评分标准要点：
1. 阅卷人员对照标准答案，按步骤评分。
2. 若认为与某一步骤相似，即可给该分数；若认为某一步骤不完全正确，可按步骤减去
一至二分，以后步骤均不给分。
3. 步骤不完整，但是结果正确的，也可给满分；结果错误的，只给出正确的步骤分。
4. 由于解法并不唯一，采用其它变化方法或梅逊公式的，结果正确也可给满分，结果错