控制工程基础测试题1_2_3

机械工程控制基础A 卷参考答案

一填空题:(每空1分,共30分)

1. 构成控制系统的基本环节通常有1. 给定环节、

2. 比较环节、

3. 放大环节、

4. 执行环节、

5.控制环节、

6.被控对象、

7.反馈环节（或测量环节）。

2. 理论上而言，零型伺服控制系统适用于对8. 线位移或角位移信号进行跟踪；I 型伺服系统适用于对9. 线速度或角速度信号进行跟踪；II 型伺服系统适用于对10. 线加速度或角加速度信号进行跟踪。

3. 系统的时间响应中，与传递函数极点对应的响应分量称为11. 动态分量、与输入信号极点对应的响应分量称为12. 稳态分量。

4.传递函数中的基本环节按性质可分为五类，即13.比例环节 、14. 微分环节、1

5. 惯性环节 、1

6. 积分环节 、1

7. 延迟环节。

5. 时域分析方法中，常使用的性能指标有：18.延迟时间、19.上升时间、20.峰值时间、21.调节时间、22.最大超调量、23.稳态误差（或偏差）。

6.经典控制理论中，常使用的校正方式有：24. 串联校正、25.反馈校正、26.前馈校正。

7..伯德图(Bode)用27.对数幅频特性坐标系和28.半对数相频特性坐标系分别描述系统的幅频特性和相频特性。

8. 奈奎斯特稳定性判据中N=Z-P ，Z 代表特征函数在右半平面的29.零点数、P 代表特征函数在右半平面的30.极点数。

二.用等效变换法求如下系统传递函数C(S)/R (S):(12分)

答案为：2

323211213

211)(H G G G G G H G G G G G S G ++-=

三.质量-弹簧-阻尼系统，试求在作用力F 作用下，质量块M 的位移方程:(8分)

案：牛顿定律：

∑=ma F 可得

答

F

ky dt

dy fm dt y d m dt

y

d m dt dy f ky F =++⇒==--22

2

2

四.已知系统的特征方程为43251020240s s s s ++++=，使用劳斯判据判断系统的稳定性:(10分)

答案： 4

s 1 10 24

3s

5 20 2s

6 24

1s 0（ε）-------→024620

561=-

0s 24 -------→24024

61=-εε

第一列系数出现0，用一个小正数ε代替，ε上下元素符号相同，表示有一对

纯虚根存在，则认为有一次变号此例解得根为：±2j ，-2，-3。故系统不稳定，并且有两个不稳定的特征根。

五. 设系统如图所示。如果要求系统的超调量等于%15，峰值时间等于0.8s ，试确定增益K 1和速度反馈系数K t 。同时，确定在此K 1和K t 数值下系统的上升时间和调节时间。（25分）

答案：由图示得闭环特征方程为0)1(112

=+++K s K K s t -----5分

即 2

1n K ω=，

n

n

t t K ωωξ212

+=

由已知条件

8

.0115.0%2

1/2

=-=

==--t n p t e

t t ξωπ

σξπξ----5分

解得 1

588.4,517.0-==s n t ωξ--------5分

于是 05.211=K 178.021

1

==-K K n

t t ωξ--------5分

22

0.53811t r n t n t

t s ωξωξ===--

s t n

t s 476.1==ωξ --------5分

解毕。

六. 某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图五所示，试求在25.0)(t t r =时，系统的稳态误差和相角裕度γ的值。(15分)

解：2

10=a K

)1200

1()

141

(100)(2++=s s s s G ， 01.01==

a

ss K e 由 2

104=ωc ，得 25=ωc

又 4

142590)(180arctg arctg

j G c -+︒=ω∠+=γ︒

《结束》

机械工程控制基础B 卷参考答案

一、判断题（共15分）

1.两系统传递函数分别为

12100100(),(),

110

G s G s s s =

=++。调整时间分别为 t S 1和t S 2，则有（A ）。

（A ）t S 1> t S 2 （B ）t S 1

2. . 系统的稳定性取决于（C ）

（A ）系统的干扰（B ）系统的干扰点位置（C ）系统传递函数极点分布（D ）系统的输入 3.某单位反馈系统开环传递函数2210000(1)(51)(4100)

s s s s s ++++，当输入为21()2

t t 时，系统稳态误差为

（ C ）。

（A ）0 （B ）∞ （C ）0.01 （D ）100； 4. 某串联校正装置的传递函数为1()0.11

j

s G s s +=+，则它是一种(B )。

（A ）滞后校正 （B ）超前校正 （C ）超前－滞后校正 (D) 比例校正； 5. 某系统传递函数为100(0.11)(0.011)()(1)(0.0011)

s s s s s ++Φ=++, 其极点是（B ）。

（A ）10， 100 （B ）－1，－1000 (C) 1， 1000 （D ）－10， －100；

二.求如下系统传递函数C(S)/R (S):(15分)