《控制工程基础》试卷及详细答案

7、最小相位系统是

指

1、对于自动控制系统的性能要求可

以概括为三个方面，

。

即： 、 二、选择题（每题2分，共20分） 和 ，其中最基本的要求是 。

2、若某单位负反馈控制系统的前向

传递函数为G(s)，则该系统的开环传递函数为 。

3、能表达控制系统各变量之间关系

的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模

型有 、 等。

4、判断一个闭环线性控制系统是否

稳定

，

可

采

用

、 、 等方法。

5、自动控制系统有两种基本控制方

式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 。

6、设系统的开环传递函数为

Ks(T，则其开环幅频特

1s1)(T2s1)性为 ，相频特性为 。

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

G(s)2s1s26s100，则该系统的闭环特

征方程为 ( )。 A、s26s1000 B、

(s26s100)(2s1)0

C、s26s10010 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(0.1s1)(s5)，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

10、已知单位反馈系统的开环传递函数

10(2s1)，当输入

s2(s26s100)信号是r(t)22tt2时，系统的稳

为G(s)6、下列串联校正装置的传递函数中，能

在c1处提供最大相位超前角的是

态误差是( )

A、 0 B、 ∞ C、 10 ( )。

A、 10s1s1 B、10s10.1s1 C、

2s10.1s10.5s1 D、10s1 7、下列哪种措施对提高系统的稳定性没

有效果 ( )。

A、增加开环极点； B、在积分环节外加单位负反馈；

C、增加开环零点； D、引入串联超前校正装置。

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20dB/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。

D、 20

三、（10分) 建立图示系统的数学模

型，并以传递函数形式表示。

F四、（20分））系统结构图如下图所示：

1、写出闭环传递函数(s)C(s)R(s)表达式；（8分）

2、要使系统满足条件

：

0.707,n2,试确定相应的参数

K和；（6分）

3、求此时系统的动态性能指标

00,ts；（6分）

五、(20分) 已知系统的方框图如下图所示 。试求闭环传递函数C(s)/R(s) (提示：应用信号流图及梅森公式)

(s) RG4 K2C(s)Ks22+ (s)KKR(s)sKsKs1C(s) 六、(15分) 设单位反馈控制系统的开G1 + 环传递函数为+ - - Ｇ（Ｓ）＝ 2 Ｓ（Ｓ＋１）H1 + 试求当输入信号r(t)=2sin(t-45°)时，其闭环系统的稳态输出c(t)。 一 填空：

1、稳定性 快速性 准确性 稳定性 2、G(s)

3、微分方程 传递函数 （或结构图 信号流图）（任意两个均可） 4、劳思判据 根轨迹 奈奎斯特判据

5、开环控制系统，闭环控制系统 6、A()K；

(T221)1(T2)1()900tg1(T11)tg(T2)

7、S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点 二 选择

1、A 2、B 3、D 4、C 5、

C 6、B 7、A 8、C 9、C 10、D 三、解: 四、解： 1、

GG22 3 ss+ H 2 2、（4H K223 分）n2422

K2nG5 - K40.707 3、（4分） 0120e4.3200

五、解：绘制信号流图

G4 R(s) G1 [注]：别忘了标注箭头表示信号流向。

- H1 2) 应用梅森公式求闭环传递函数: - 前向通道增益

P1G1G2G3；P2G4G3；

回路增益

L1G2H2；L2G1G2G3H3H1；L3G5；L4G3G4H3H1

特征式

1G2H2G1G2G3H1H3G5G3G4H3H1G2G；

余因子式（对应各个前项通道的）

11G5；21G5；------经验：

一般余因子式不会直接等于1，不然太简单了

闭环传递函数

(G1G2G4)G3(1G5)C(s)R(s)1G2H2G1G2G3H1H3G5G2G5H2 六

、

22C(s)G(s)s(s1)===

2R(s)1G(s)s2s21s(s1)

C(j)2=

2R(j)2jA(ω)=(ω)=arctg2(22)22 φ

 22 r(t)= 2sin(t-45°)

=1

 A(ω)=

22= 2 φ

(ω)=arctg =-45°

c(t)=

112A(ω)sin[t-45°+φ2sin[t-45°-45°]

(ω)]=2=2sin(t-90°)=-2cost