内容发布更新时间 : 2024/5/21 11:59:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电大《机电控制工程基础》期末考试总复习资料

机电控制工程基础 试题

一、填空(每小题3分，共30分) 一、填空题

1．传递函数的分母就是系统的_特征多项式__，分母多项式的根称为系统的_极点_。 2．控制系统按其结构可分为_开环控制系统__、_闭环控制系统__、_复合控制系统_。 3．对控制系统的基本要求可归结为_稳定性___、_准确性__和_快速性__。 4．单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是__1/s__。 5．系统的稳态误差与_系统的结构_和_外输入__有关。

6．线性系统的特点是信号具有_齐次性__性和__叠加性_性。

7．在零初始条件下，_输出量的拉氏变换__与__输入量的拉氏变换__之比称为线性系统(或元件)的传递函数。

8．系统的频率特性是由G(

j?)描述的，G(j?)称为系统的_幅频特性__；

六、(10分)

?G(j?)称为系统的_相频特性__。

9．根轨迹是根据系统_开环__传递函数中的某个参数为参变量而画出的__闭环极点_根轨迹图。

10．根据Nyquist稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P个不稳定极点，那么闭环稳定的条件是：当?由

0→?时，WK(j?)的轨迹应该_逆时针_

绕（－1，

j0）点_ P/2_圈。

二、选择题(每小题5分，共15分)

11．劳斯稳定判据能判断( A )系统的稳定性。

A．线性定常系统 B．线性时变系统 C．非线性系统 D．任何系统 12．一阶系统的传递函数为

0.5，则其时间常数为( C )。 s?0.5 A．0．25 B．4 C．2 D．1 13．PI校正为( A )校正。

A．滞后 B．超前 C．滞后超前 D．超前滞后 三、判断题(共10分)

14．传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统不能有相同的传递函数。( 错 )

15．某环节的输出量与输人量的关系为

y(t)?Kx(t)，K是一个常数，则称

其为比例环节。( 对 )

16．反馈控制系统是指正反馈。( 错 ) 四、计算题(25分)

已知一个n阶闭环系统的微分方程为

a1)ny(n)?a(n?n?1y???a(2)2y?a1y??a0y?b1r??b0r 17．写出该系统的闭环传递函数；系统的闭环传递函数：

G1s?b0b(s)?ban?an?1

nsn?1s??a1s?a018．写出该系统的特征方程；系统的特征方程：

an1ns?an?1sn???a1s?a0?0

19．当

a0?1，a1?0.5，a2?0.25，

ai?0(i?2)，b1?0，b0?2，r(t)?1(t)时，试评价该二阶系统的如下性能：?、

?n、?%、ts和y(?)。19．各值如下：

Gb(s)?220.25s2?0.5s?1?1

4s2?12s?1

?2n?4??n?2

2?/?1n?2???0.5t3 s????3sn

y(?)?lims?0Y(s)?lims?0sGs)12b(s?lims?00.25s2?0.5s?1?2五、(10分)

20．已知系统动态结构图如图1所示，试求从U(s)到Y(s)的传递函数及从

N(s)到Y(s)的传递函数。

21．某电网络系统结构如图2所示，Ur为输入，Uc为输出，求该系统的传

递函数。

机电控制工程基础 试题

一、填空(每小题3分，共30分)

1. 在零初始条件下，_输出量的拉氏变换 _与__ 输入量的拉氏变换_之比称为线性系统(或元件)的传递函数。

2．三种基本的控制方式有_开环控制 闭环控制 复合控制_。 3．控制系统的稳态误差大小取决于_系统结构参数 和____外输入__。

5．若二阶系统的阻尼比大于1，则其阶跃响应_不会__出现超调，最佳工程常数为阻尼比等于__0．707 __。

6．开环传递函数的分母阶次为n，分子阶次为m(n≥m)，则其根轨迹有__ n __条分支，其中，m条分支终止于_开环有限零点__，n—m条分支终止于_无穷远__。

7．单位脉冲函数的拉氏变换结果为___1_。

8．单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为__。 9．频率特性是线性系统在_正弦__输入信号作用下的（稳态）输出和输入之比。 10．实轴上二开环零点间有根轨迹，则它们之间必有_汇合点__点。 二、选择题(每小题5分，共15分)

1．一阶系统的传递函数为，则其时间常数为( B )。 A．0．25 B．4 C．2 D．1

2．已知线性系统的输入sc(t)，输出y(c)，传递函数G(s)，则正确的关系是( B )。

3．PI校正为( A )校正。

A．滞后 B．超前 C．滞后超前 D．超前滞后 三、判断题(10分)

1．劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。(对 ) 2．某二阶系统的特征根为两个具有负实部的共轭复根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振荡。( 错 )

3．线性系统稳定，其开环极点一定均位于s平面的左半平面。( 错 ) 四、(10分)

设某系统可用下列一阶微分方程

五、(20分)

单位反馈系统的开环传递函数为

(1)要求系统稳定，试确定K的取值范围。

(2)要求系统特征根的实部不大于一1，试确定增益K的取值范围。 (1)闭环特征方程为：s(s+3)(s+5)十K＝0 应用劳斯稳定判据得：0

(2)令s＝z一1代人上面闭环特征方程，得到新的特征方程为

六、(15分)

机电控制工程基础 试题

一、填空(每小题3分，共30分) 1．极点 n 2．反馈控制系统(或闭环控制系统) 3．闭环极点 左半 4．阻尼比 无阻尼自振荡角频率 5．全部为正数 6．n n—m 7．正弦输入 8．解析法 实验法 9．输出量的拉氏变换 输入量的拉氏变换10．最小相位

1．传递函数阶次为n的分母多项式的根被称为系统的____________，共有____________个。

2．系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为____________。 3．线性系统稳定，其____________均应在s平面的____________平面。

4．二阶闭环系统传递函数标准型为?22?2??s??2n(snn)，其中?称为系统的_______________，

?n为______________。

5．用劳斯表判断连续系统的稳定性，要求它的第一列系数_______________系

统才能稳定。

6．开环传递函数的分母阶次为n，分子阶次为m(n≥m)，则其根轨迹有一条分支，和_______________条独立渐近线。

7．频率响应是系统在______________信号下的稳态响应。

8．建立控制系统数学模型的主要方法有______________法和______________法。

9．在零初始条件下，______________与______________之比称为线性系统(或元件)的传递函数。

10．系统的对数幅频特性和相频指性有一一对应关系，则它必是______________系绕。

二、选择题(每小题5分，共15分)

1．某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为(B )。 A．单调上升 B．等幅振荡 C．衰减振荡 D．振荡发散 2．传递函数G(s)=1/s表示(B )环节。

A．微分 B．积分 C．比例 D．滞后 3．系统的稳定性取决于(C)。 A．系统干扰的类型 B．系统干扰点的位置 C．系统闭环极点的分布 D．系统的输入

三、判断题(10分)

1．劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性，不可以判断相对稳定性。(错 )

2．闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。( 错 ) 3．实际的物理系统都是非线性的系统。( 对 ) 四、(10分)

如图所示的电网络系统，其中ui为输入电压，uo为输出电压，试写出此系统的微分方程和传递函数表达式。

五、(20分)

设系统的特征方程为：s3?5s2?6s?K?0为使系统稳定，求K的

取值范围。应用劳斯稳定判据得：0K<30

六、(15分)

已知系统闭环传递函数为：?(s)?10.25s2?0.707s?1,求系统的

?、?n及性能指标?%、ts%(5%)。

机电控制工程基础 试题

一、填空(每小题3分，共30分) 1.极点 零点2.闭环极点 左半 3.系统结构参数 无关 4.小 5.全部为正数6. n m n—m 7.1 8.解析法 实验法 9.输出量的拉氏变换 输人量的拉氏变换 10.分离点

1.传递函数分母多项式的根被称为系统的_______________，分子多项式的根被称为系统的_______________.

2.线性系统稳定，其_______________均应在s平面的_______________平面。 3．传递函数只与_______________有关，与输出量、输人量_______________。 4.惯性环节的惯性时间常数越_______________，系统快速性越好。

5.用劳斯表判断系统的稳定性，要求它的第一列系数_______________，系统才能稳定。

6.开环传递函数的分母阶次为n，分子阶次为m（n≧m）则其根轨迹有_______________条分支，其中_______________条分支终止于开环有限零点，_______________条分支终止于无穷远。

7.单位脉冲函数拉氏变换结果为_______________。

8．建立控制系统数学模型的主要方法有_______________法和_______________法。

9.在零初始条件下，_______________与________________之比称为线性系统(或元件)的传递函数。

10.实轴上二开环极点间有根轨迹，则它们之间必有_______________点。 二、选择题（每小题5分，共15分）

1．劳斯稳定判据能判断（A）系统的稳定性。

A．线性定常系统 B．线性时变系统 C．非线性系统 D．任何系统 2．某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲

线表现

为（B）。

A．单调衰减 B．单调上升 C．等顿振荡 D．振荡衰减 3.系统的根轨迹（A）。

A.起始于开环极点，终止于开环零点 B.起始于闭环极点，终止于闭环

零点

C.起始于闭环零点，终止于闭环极点 D.起始于开环零点，终止于开环

极点

三、判断题(10分)

1．二阶系统的超调量越大，则系统的快速性越差。( 错 ) 2．系统的传递函数和系统结构及外输人有关。( 错 )

3．系统稳态误差不仪与系统的结构参数有关，与输人无关。( 错 ) 四、(15分)

某单位负反愤系统的闭环传递函数为?(s)?10，试求系统的

(s?1)(s?2)(s?5)开环传递函数，并说明该系统是否稳定。

G(s)??(s)10该系统的闭环极点均位于

1??(s)?(s?1)(s?2)(s?5)?10s平面的左半平面，所级系统稳定。

五、(15分)

巳知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，为保证该系

s(s?1)(0.5s?1)统稳定，试确定K的取值范圈。

应用劳斯稳定判据得：0＜K＜3 六、(15分)

由实验侧得各最小相位系统的对数幅频特性如下图所示，试分别确定各系统的传递亩数。

对于图a：G(s)?10 对于图b：s(s?1)G(s)?100 (10s?1)(s?1)

机电控制工程基础 试题

一、选择题（每小题5分，共15分）

1.一阶系统的传递函数为

0.25，则其时间常数为（ B）。 s?0.25A. 0.25 B. 4 C. 2 D. 1 2.已知线性系统的输入sc(t)，输出y(c)，传递函数G(s)，则正确的关系是( B )。

3.PI校正为( A )校正。

A．滞后 B．超前 C．滞后超前 D．超前滞后 二、判断题(10分)

4.（ 错 ）一个动态环节的传递函数乘以1/s，说明对该环节串联了一个徽分环节。

5.（ 正 ）某二阶系统的调节时间和其特征根的虚部大小有关。虚部数值越大，动分节时间越短。

6.（ 错）一个线性定常系统是稳定的，则其闭环零点位于s平面的左半平面。

三、填空(每小题4分，共40分) 7.G(s) H(s)

G(s)11?G(s)H(s) 8.s 9.

单位圆 负实轴 10.系统结构参数 外输人11.-0.5 0 -1 -0.4 12.差13.2? 90°14. 高频 相频 15. 开环控制 复合控制 16.0

7.负反饮结构的系统，其前向通道.上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递H(s)，则该系统的开环传递函数为_____________________，闭环传递函数为____________________。

8.单位阶跃函数的拉氏变换结果是_________________。

9.在Bode中，对数幅频特性图中的零分贝线对应于奈奎斯特图中的

___________________，对数相频特性图中的-1800

线对应于奈奎斯特图中的___________________。

10.线性系统的稳态误差取决于___________________和___________________。

11.传递函数召G(s)?2s?1s(s?1)(5s?2)的零点为__________________，

极点为_________________。

12.惯性环节的时间常数越大，系统的快速性越_________________。

13.微分环节的传递函数为2s，则它的幅频特性的数学表达式是_________________，相频特性的数学表达式是_________________。

14.频率特性包括_________________特性和_________________特性。

15.三种基本的控制方式有_________________、闭环控制和_________________。

16.某单位负反箭系统的开环传递函数为G(s)?2s(s?2)，则此系统在单

位位阶跃输人下的稳态误差为________________。

四、(15分)

17.典型的二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图1所示，试确定系统的闭环传递函数。

17.解 由系统阶跃响应曲线有

h(?)?3tp?0.1

?%?(4?3)/3?33.3%t?p?由

1??2?n

?%?e???1??2?33.3%??0.33联立求解的?.28

n?33则系统闭环传递函数为?(s)??2n1107.5 s2?2??2?2ns??ns?22.2s?1107.5

五、(10分)

18.单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)?K s(s?1)(s?3)(1)要求系统的闭环传递函数；

(2)若要求闭环系统稳定，试确定K的取值范围。 （1）闭环传递函数为

?(s)R(S)?Ks(s?1)(s?3)?K

（2）应用劳斯稳定判据得

0＜K＜12 六、(10分)

19.已知系统的特征方程如下，试判别系统的稳定性。

D(s)?s4?8s3?18s2?16s?5?0

六、根据劳斯稳定判据，得系统稳定。 机电控制工程基础 试题

一、选择题(每小题5分，共15分)

1. 劳斯稳定判据能判断(A )系统的稳定性。

A.线性定常系统 B．线性时变系统 C.非线性系统 D．任何系统 2. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为(B )。

A.单调衰减 B．单调上升 C.等幅振荡 D．振荡衰减 3．系统的根轨迹( A)。

A.起始于开环极点，终止于开环零点 B．起始于闭环极点，终止于闭环零点

C.起始于闭环零点，终止于闭环极点 D．起始于开环零点，终止于开环极点

二、判断(共10分)

4. 积分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。 ( 错 )

5. 适合于应用传递函数描述的系统可以是线性系统，也可以是非线性系统。 ( 错 )

6. I型系统的开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差为∝。 ( 错)

三、填空(每小题4分，共40分)

7．系统的开环传递函数为G(S)?M(S)，则闭环特征方程为

N(S)__M(s)?N(s)?0__。

8．对于单位负反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为___

G(s)1?G(s)__。

9. 某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?2，则此系统在单位阶s2(s?2)跃函数输入下的稳态误差为__0 _。

10. 一阶系统的传递函数为G(s)?1，其时间常数为_2__。 2s?111．若二阶系统的阻尼比为0.65，则系统的阶跃响应为_衰减振荡 _。

12．负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则该系统的闭环传递函数为__

G(s)1?G(s)/H(s)__。

13．频率特性是线性系统在___正弦信号_输入作用下的稳态响应。 14．频率特性包括__幅频__特性和__相频___特性。 15．单位脉冲函数的拉氏变换为_1__。

16．传递函数G(s)?s?2的零点为_ （-3 0），极点为 -2， s(s?2)(8s?2)-0.25__。

四、(15分)

17．已知一阶系统结构图如图1所示。要求： (1)写出系统的闭环传递函数(5分)；

(2)要求系统闭环增益K(?)?2，调节时间ts?0.4s，试确定参数

K1，

K2的值(10分)。

图1

17．解：

(1)由结构图写出闭环系统传递函数