控制工程基础2008试题A卷

2006级本科班期末考试试卷（A） 课程名称：控制工程基础 任课教师： 考试时间：120分钟

学 号： 姓 名： 班 级： 考试性质（学生填写）：正常考试（ ）缓考（ ）补考（ ）重修（ ）提前修读( )

题 号

一

二

三

四

五

总分

满 分 20 20 10 30 20 100 得 分 改卷人

注：将所有答案写在后面的答题纸上，最后一页为草稿纸。

一、填空题（每空1分，12题共20分） 1． 控制系统由 和 两部分组成。

2． 机械工程控制论研究的是系统及其 和 三者之间的关系。

3． 经典控制理论数学模型以 为基础；现代控制理论数学模型以 为基础。 4． 某线性定常系统的单位斜坡响应为y(t)=t−3e为 。

5． 对y=sinθ，在θ=0点邻域对函数进行线性化处理可得线性方程为 。 6． 最小相位系统是指 。

7． 简言之系统的频率特性是指 。

8． 系统频率特性的三种求法分别是 、 和 。

9． 在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其相位裕度应满足 。 10．频率特性特征量主要有零频幅值、 、 和谐振频率等。

11．串联校正按校正环节的性质可分为增益调整、 、 和相位滞后—超前校正。 12．已知某系统开环传递函数为Gk(s)=

−2t

+sin3t，则其单位脉冲响应

50

，则在matlab中建立该

(s−1.2)(s+1)(s+6)

系统零极点模型的函数语句是 ，判定该系统的稳定性裕度，返回对应的幅值、相位裕量和交界/剪切频率值的语句是 。

1

二、单项选择题（每题2分，10题共20分）

1．描述控制系统单位阶跃响应过程平稳性的指标是 ( ) (A) 峰值时间 (B) 超调量 (C) 调节时间 (D) 稳态误差

2．稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关？ ( ) (A) 输入信号类型 (B) 阶次 (C) 阻尼比 (D) 振荡频率

3．适合应用传递函数描述的系统是： ( ) （A）单输入、单输出的定常系统 （B）单输入、单输出的线性时变系统 （C）单输入、单输出的线性定常系统 （D）非线性系统

4．采用负反馈形式连接后 ( ) (A) 一定能使闭环系统稳定 (B) 系统动态性能一定会提高 (C) 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除 (D) 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能 5．已知系统的传递函数为

K

e−τs，其幅频特性G(jω)应为： ( )

（sTs+1)

K

e−τω

Tω+1

（A）

K

ω(Tω+1)

Ke−τ （B）

（C）ωT2ω2+1 （D）

KωT2ω2+1e−τω

6．已知某系统的开环频率N氏曲线如右图所示，则该系统为： ( ) (A) 0 型系统 (B) Ι型系统 (C) Ⅱ型系统 (D) 无法确定

7. 开环稳定的系统，若闭环稳定，则开环波特图中ωc和ωg应满足的关系为： ( ) (A) ωc<ωg

2

(B) ωc=ωg (C) ωc>ωg (D)不能确定

8．PI控制类似于： （ ） (A) 增益调整 (B) 相位超前校正 (C) 相位滞后校正 (D) 相位滞后-超前校正 9．下列串联校正装置的传递函数中，能在ω=1处提供最大相位超前量的是： （A）10s+110s+12s+10.1s+1

（B） （C） （D） （ ） s+10.1s+10.5s+110s+1

10．已知两系统的传递函数分别为：

G1(s)=

1

；

T1s+11

。

T2s+1

G2(s)=

其单位阶跃响应如右图所示，则以下说法正确的是： （ ） （A）T1＞T2

(B）对恒速输入，G1(s)比G2(s)有较好的跟随性能 （C）对单位阶跃输入，G1(s)比G2(s)稳态误差小

（D）幅频特性的对数坐标图中，G1(s)与G2(s)相比有较小的带宽 三、简答题（每题5分，2题共10分）

1、简述开环控制系统和闭环控制系统及各自的优缺点。 2、简述串联校正中每一种校正的主要特点。 四、计算题（4题共30分）

1、已知系统传递函数方框图如下所示，求其传递函数，要求写出结果即可（4分）。

2

2、已知某典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图所示。（共6分） ⑴确定系统阻尼比和无阻尼固有频率；（4分）

⑵计算系统单位阶跃响应的调整时间（Δ=±0.05）。（2分）

x0(t)1.21 00.1xi(t)

3．单位负反馈控制系统如图所示。试确定使闭环稳定的Kb的取值范围（8分）

R(s)10s+10--Kbs1s2C(s)

4．（共12分）已知最小相位系统开环对数幅频特性渐近线如下所示，试完成以下步骤： ⑴据图写出系统开环传递函数； ⑵求系统相位裕度并判断系统稳定性。

20lgGK(jω)(dB)−20dB/dec102ω−40dB/dec−60dB/dec

4

五、平时成绩（包括平时成绩和实践环节，共20分）。

4