控制工程基础期末试卷及答案2套.doc
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控制工程基础期末试卷及答案2套.doc
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学院:
_______________专业:
________________班级:
________________姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
———————————密———————————————封———————————————线————————————
《控制工程基础期中考试》课程试卷
第1学期
题号
一
二
三
总分
得分
阅卷人
得分
一、填空题(每空1分,共24分)
1.对控制系统性能的要求有三个方面,分别是;;和。
2.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I型系统、II型系统,这是按系统开环传递函数所含_______环节的数目来分类的。
3.在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信号称为_________。
4.已知单位反馈系统的开环传递函数,试求出系统在单位阶跃输入下的稳态误差____________________。
5.若环节的传递函数为G(S)=K/S,则其对数幅频特性L(w)在零分贝点处的频率数值为_________。
6.Bode图中对数相频特性图上的-180o线对应于奈奎斯特图中的___________轴。
7.自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是____________,另一个是__________分量。
8.函数f(t)=的拉氏变换式是_________________。
9.在斜坡函数的输入作用下,___________型系统的稳态误差为零。
10.惯性环节的传递函数G(S)=1/(5s+1),它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数学式是____________________。
11.开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑高频段分别表征了系统的﹑﹑。
12.设系统开环不稳定根的个数P=4,当ω由0→∞变化时,开环幅相特性G(jω)曲线顺时针方向包围(-1,j0)点次,则系统闭环稳定。
13.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是_______时,系统是稳定的。
14.方块图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和_______连接。
15.线性定常系统的传递函数,是在___________________时,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
16.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__________。
17.单位斜坡函数t的拉氏变换为_______。
18函数的拉式反变换是____________________。
得分
二、单项选择题(每小题2分,共16分)
1.设控制系统的开环传递函数为G(s)=,该系统为。
()
A.0型系统 B.I型系统
C.II型系统 D.III型系统
2.采用负反馈连接时,如向前通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其闭环传递函数为。
()
A. B.
C. D.
3.若某系统的传递函数为G(s)=,则其实频特性R(ω)为。
()
A.B.-
C. D.-
学院:
_______________专业:
________________班级:
________________姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
———————————密———————————————封———————————————线————————————
4.已知单位反馈系统的开环传递函数为,当输入信号是时,系统的稳态误差是。
()
A.0;B.∞;C.10;D.20
5.设系统的传递函数为G(s)=,则系统的阻尼比为。
()
A.B.C.D.1
6.正弦函数sin的拉氏变换为。
()
A.B.
C.D.
7.若系统的开环传递函数为,则它的开环增益为。
()
A.1B.2C.5D.10
8、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是。
()
A.B.C.D.
得分
三、计算题(共60分)
1、下图所示为一个质量-弹簧-阻尼系统,输入为,输出为,设初始条件为零。
试建立该系统的数学模型,并以传递函数的形式表示。
(5分)
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为:
试求静态误差系数Kp、Kv、Ka的值;(5分)
3、已知,求原函数。
(5分)
学院:
_______________专业:
________________班级:
________________姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
———————————密———————————————封———————————————线————————————
4、已知某单位反馈闭环系统的开环传递函数为:
,当系统的输入信号为时,求系统的稳态输出。
(5分)
5、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示:
写出
(1)该系统的开环传递函数,
(2)求系统的相位裕量。
(10分)
6、已知系统的开环传递函数为,请绘制系统的尼氏图,并判断闭环系统的稳定性。
(10分)
学院:
_______________专业:
________________班级:
________________姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
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7、设某系统的特征方程式为
求其特征根,并判断系统的稳定性。
(10分)
8、单位反馈系统的开环传递函数,试确定使相位裕量的值。
(10分)
_______________学院 __________ 专业________________班级 姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
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《控制工程基础》期中课程试卷
学年第1学期
题号
一
二
三
总分
得分
阅卷人
得分
一、填空题(每空1分,共24分)
1对控制系统性能的要求有三个方面,分别是稳定;准确和快速。
2.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I型系统、II型系统,这是按系统开环传递函数所含___积分____环节的数目来分类的。
3在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信号称为___反馈信号______。
4.已知单位反馈系统的开环传递函数,试求出系统在单位阶跃输入下的稳态误差____________________。
5.若环节的传递函数为G(S)=K/S,则其对数幅频特性L(w)在零分贝点处的频率数值为______K___。
6Bode图中对数相频特性图上的-180o线对应于奈奎斯特图中的___负实轴________轴。
7自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是___瞬时分量_________,另一个是_稳态_________分量。
8函数f(t)=的拉氏变换式是_________________。
9在斜坡函数的输入作用下,_________Ⅱ__型系统的稳态误差为零。
10惯性环节的传递函数G(S)=1/(5s+1),它的幅频特性的数学式是__________,它的相频特性的数学式是____________________。
11开环对数频率特性的低频段﹑中频段﹑高频段分别表征了系统的稳态精度﹑稳定性﹑抗干扰性。
12设系统开环不稳定根的个数P=4,当ω由0→∞变化时,开环幅相特性G(jω)曲线顺时针方向包围(-1,j0)点2次,则系统闭环稳定。
13.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__正数_____时,系统是稳定的。
14.方块图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和___反馈____连接。
15.线性定常系统的传递函数,是在_________零初始条件下__________时,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
16.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为___频率特性_______。
17.单位斜坡函数t的拉氏变换为_______。
18函数的拉式反变换是____________________。
得分
二、单项选择题(每小题2分,共16分)
1.设控制系统的开环传递函数为G(s)=,该系统为。
(B)
A.0型系统 B.I型系统
C.II型系统 D.III型系统
2.采用负反馈连接时,如向前通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其闭环传递函数为。
(C)
A. B.
C. D.
3.若某系统的传递函数为G(s)=,则其实频特性R(ω)为。
(B)
A.B.-
C. D.-
4、已知单位反馈系统的开环传递函数为,当输入信号是时,系统的稳态误差是。
(D)
A、0;B、∞;C、10;D、20
5.设系统的传递函数为G(s)=,则系统的阻尼比为。
(C)
A.B.C.D.1
6.正弦函数sin的拉氏变换为。
(B)
_______________学院 __________ 专业________________班级 姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
———————————密———————————————封———————————————线————————————
A.B.
C.D.
7.若系统的开环传递函数为,则它的开环增益为。
(C)
A.1B.2C.5D.10
8、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是。
(B)
A、B、C、D、
得分
三、计算题(共60分)
1、下图所示为一个质量-弹簧-阻尼系统,输入为,输出为,设初始条件为零。
试建立该系统的数学模型,并以传递函数的形式表示。
(5分)
解:
根据牛顿第二定律列写方程
拉普拉斯变换后可得
2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为:
试求静态误差系数Kp、Kv、Ka的值;(5分)
解:
3、已知,求原函数。
(5分)
解:
经过化简试凑
拉普拉斯反变换可得
4、已知某单位反馈闭环系统的开环传递函数为:
,当系统的输入信号为时,求系统的稳态输出。
(5分)
_______________学院 __________ 专业________________班级 姓名:
___________学号:
________________座号:
___
密封线内不要答题
———————————密———————————————封———————————————线————————————
解:
可求系统的闭环传递函数
频率特性为
幅频特性
幅频特性
系统的稳态输出
5、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示:
写出
(1)该系统的开环传递函数,
(2)求系统的相位裕量。
(10分)
解:
将低频段的渐近线延长与0分贝线相交于处,可得K=100;因此可写出传递函数
根据上图可以得出截止频率
(2)系统的相位裕量
6、已知系统的开环传递函数为,请绘制系统的尼氏图,并判断闭环系统的稳定性。
(10分)
解:
频率特性为
幅频特性
相频特性
(1)起点A(0)=10,
(2)终点A()==0,
7、设某系统的特征方程式为
求其特征根,并判断系统的稳定性。
(10分)
解:
首先特征方程的各项系数均大于零,满足系统稳定的必要条件。
由Routh稳定判据:
(4分)
辅助方程是
解得特征根为,,(6分)
由此可知系统临界稳定。
8、单位反馈系统的开环传递函数,试确定使相位裕量的值。
解:
根据相位裕量定义
可得
,可得
控制工程基础课程考试试卷
装订线(答题不得超过此线)
学院专业班级年级姓名学号
课程名称:
控制工程基础;试卷编号:
C卷;考试时间:
120分钟;考试形式:
闭卷
试卷得分表
题号
一
二
三
四
五
六
总分
应得分
实得分
一、填空(每小题4分,共20分)
得分
评卷人
复查人
1、某系统传递函数为,在输入作用下,输出稳态分量的幅值为。
2、谐波输入下,系统的响应称为频率响应。
3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S平面的极点数有个。
4、控制系统的基本要求主要有:
,
,。
5、Nyquist图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode图上
的线。
二、选择题(每小题3分,共30分)
1、关于反馈的说法,正确的是()
A.反馈实质上就是信号的并联B.反馈都是人为加入的
C.正反馈就是输入信号与反馈相加D.反馈就是输出以不同方式作用于系统
2、关于系统模型的说法,正确的是()
A.每个系统只有一种数据模型B.动态模型在一定条件下可简化为静态模型
C.动态模型比静态模型好D.静态模型比动态模型好
3、某环节的传递函数为,则该环节为()
A.惯性环节B.积分环节
C.微分环节D.比例环节
4、系统的传递函数()
A.与外界无关B.反映了系统、输出、输入三者之间的关系
C.完全反映了系统的动态特性D.与系统的初始状态有关
5、二阶欠阻尼系统的上升时间为()
A.阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B.阶跃响应曲线达到稳定值的时间
C.阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D.阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间
6、关于线性系统时间响应,说法正确的是()
A.时间响应就是系统输出的稳态值B.由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成
C.由强迫响应和自由响应组成D.与系统初始状态无关
7、系统的单位脉冲响应函数为,则系统的传递函数为()
A.B.
C.D.
8、以下系统中,属于最小相位系统的是()
A.B.
C.D.
9、一个线性系统稳定与否取决于()
A.系统的结构和参数B.系统的输入
C.系统的干扰D.系统的初始状态
10、一个系统稳定的充要条件是()
A.系统的全部极点都在[S]平面的右半平面内B.系统的全部极点都在[S]平面的上半平面内
C.系统的全部极点都在[S]平面的左半平面内D.系统的全部极点都在[S]平面的下半平面内
三、系统结构图如下图所示,求(15分)
得分
评卷人
复查人
四、系统在静止平衡状态下,加入输入信号,测得响应为
试求系统的传递函数。
(15分)
得分
评卷人
复查人
五、已知单位反馈系统的开环传递函数为,确定使系统稳定时参数的取值范围。
(20分)
得分
评卷人
复查人
《机械控制工程基础》C卷答案
一、填空(每小题4分,共20分)
1、某系统传递函数为,在输入作用下,输出稳态分量的幅值为2/9。
2、谐波输入下,系统的稳态响应称为频率响应。
3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S平面的极点数有0个。
4、控制系统的基本要求主要有:
稳定性,
快速性,准确性。
5、Nyquist图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode图上
的0dB线。
二、选择题(每小题3分,共30分)
1、关于反馈的说法,正确的是(D)
A.反馈实质上就是信号的并联B.反馈都是人为加入的
C.正反馈就是输入信号与反馈相加D.反馈就是输出以不同方式作用于系统
2、关于系统模型的说法,正确的是(B)
A.每个系统只有一种数据模型B.动态模型在一定条件下可简化为静态模型
C.动态模型比静态模型好D.静态模型比动态模型好
3、某环节的传递函数为,则该环节为(B)
A.惯性环节B.积分环节
C.微分环节D.比例环节
4、系统的传递函数(A)
A.与外界无关B.反映了系统、输出、输入三者之间的关系
C.完全反映了系统的动态特性D.与系统的初始状态有关
5、二阶欠阻尼系统的上升时间为(C)
A.阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B.阶跃响应曲线达到稳定值的时间
C.阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D.阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间
6、关于线性系统时间响应,说法正确的是(C)
A.时间响应就是系统输出的稳态值B.由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成
C.由强迫响应和自由响应组成D.与系统初始状态无关
7、系统的
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- 控制工程 基础 期末试卷 答案