控制工程基础练习题

《控制工程基础》练习一

一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、 机械工程控制论研究的对象是（ ）。

A ．机床主传动系统的控制论问题

B ．高精度加工机床的控制论问题

C ．自动机床进给系统的控制论问题

D ．机械工程技术中的控制论问题 2、 恒温调节系统属于（ ）。

A ．开环控制系统

B ．自动调节系统

C ．随动系统

D ．程序控制系统

3、 控制系统的输入量发生变化而又趋于某一稳态值后，其输出量也跟着变化，但最终趋于（ ）的。则称该控制系统是稳定的。

A ．某一稳态值

B ．振荡发散

C ．持续振荡

D ．单调发散 4、系统的数学模型揭示（ ）之间的内在关系。 A ．系统与其输入 B ．系统与其输出 C ．系统结构及其参数与其性能 D ．系统与其干扰

5、多个输入同时作用线性系统的总响应，等于各个输入单独同时产生的响应之和，称为（ ）原理。

A ．系统的响应

B ．线性叠加

C ．频率不变性

D ．反馈控制

6、典型二阶系统的单位阶跃瞬态响应在（ ）时为振幅衰减的阻尼正弦振荡。 A ．ξ>1 B ．ξ=1 C ．ξ=0 D ．0<ξ<1

7、系统的型次取决于（ ）

A ．前向传递函数的阶次

B ．开环传递函数的阶次

C ．开环传递函数所包含积分环节的个数

D ．闭环传递函数的阶次 8、积分环节s

S G 1

)(=

的相频特性=)(ωϕ（ ） A ．-900

B ． 00

C ． 900

D ． -1800

9、单位反馈系统的开环传递函数

)

3)(1(2

++s s s 在x i (t )=3t 作用下的稳态误差为（ ）

A ．

32 B ．23 C ．2 D ．2

9 10、二阶振荡环节G （S ）=2

222n

n n s s ωξωω++，当n ωω=时的)(n A ω=（ ） A ．

ξ21 B ．ξ1 C ．2ξ D ．ξ

21

11、下列系统中为线性时变系统的微分模型为( )

A ．dt t dx t x dt t dx dt t x d i )

()())((12)(160

20202=++ B ．)()(24)(12)(16002

02t x t x dt t dx dt t x d i =++ C ．)()(24)(12))((

160022

02t x t x dt t dx dt t x d i =++ D ．)()()ln(24)(12)(16002

02t x t x t dt t dx e dt

t x d i t

=⋅+⋅+ 12、一阶微分环节的传递函数为（ ）

A ．1

1

)(+=

Ts s G B ．Ts s G =)( C ．1)(+=s s G τ D ．s

s G 1

)(=

13、某系统的开环传递函数为1

)(+=TS K

S G K ，经单位反馈后，时间常数为（ ）

A ．T

B ．K T

C ．11+K

D ．1

+K T

14、系统的单位脉冲响应为t t 4sin 10)(=ω，则系统的传递函数为（ ）

A ．440

2+S B ．4

102+S

C ．

16402+S D ．16

10

2+S

15、从工程的观点，可以认为惯性环节的瞬态响应过程在（ ）倍时间常数的时间后结束，即进入稳态。

A ． 4

B ．1

C ．2

D ．∞

二、作图分析题（每题10分，共20分）

1. 已知二阶振荡环节的单位阶跃响应曲线图如下图所示 ①标出上升时间r t ，峰值时间p t ，最大超调量p M ； ②当0.7,3n ζω==时，计算T 。

2． 下图表示某系统开环传递函数()K G s 的N 氏曲线图。 ① 在图上标出幅值穿越频率c ω和相位穿越频率g ω；

② 在图上标出幅值裕度g k 和相位裕度γ，并说明是正裕度还是负裕度。

三、综合计算题（每题10分，共50分）

1、已知单位反馈系统的开环传递函数为()(10)

k K

G s s s =+，试求K ＝100时，系统单位阶

跃响应的动态性能指标p M 、t p 、和t s 。 2、设某系统的开环传递函数为：10

()(24)

k G s s s =

+，试求系统的幅值裕度K g (dB)。

3、设单位反馈控制系统的开环传递函数为：5

()215

k G s s =

+，当系统的输入信号为

0()2sin(245)i x t t =+时，试求系统的稳态输出。

4、设一单位反馈系统的开环传递函数为

)

25

8

(2+

+S

S

S

K

, 试确定闭环系统稳定且当输入

信号为R(t)=2t时其稳态误差Ess≤0.5时的K值的范围。

5、试绘出传递函数为

100(21)

()

(420)

s

G s

s s

+

=

+

的系统的Bode图。《控制工程基础》练习一答案

二、单项选择题（每小题2分，共30分）

1.

2．

1

30.714

2.14

d n

s

ωω

-

=

=

=⨯

=

解：

22

2.93

2.14

d

T s

ππ

ω

==≈