【正文】 專 業(yè)好文檔 第 1 頁 共 21 頁 電大《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》期末考試總復(fù)習(xí)資料 機(jī)電控制工程基礎(chǔ) 試題 一、填空 (每小題 3 分，共 30 分 ) 一、填空題 1．傳遞函數(shù)的分母就是系統(tǒng)的 _特征多項(xiàng)式 __，分母多項(xiàng)式的根稱為系統(tǒng)的 _極點(diǎn) _。 2．控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為 _開環(huán)控制系統(tǒng) __、 _閉環(huán)控制系統(tǒng) __、 _復(fù)合控制系統(tǒng) _。 3．對控制系統(tǒng)的基本要求可歸結(jié)為 _穩(wěn)定性 ___、 _準(zhǔn)確性 __和 _快速性 __。 4．單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是 __1/s__。 5．系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與 _系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) _和 _外輸入 __有關(guān)。 6．線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是信號具有 _齊次性 __性和 __疊加性 _性。 7．在零初始條件下， _輸出量的拉氏變換 __與 __輸入量的拉氏變換 __之比稱為線性系統(tǒng) (或元件 )的傳遞函數(shù)。 8．系統(tǒng)的頻率特性是由 )(?jG 描述的， )(?jG 稱為系統(tǒng)的 _幅頻特性 __；)( ?jG? 稱為系統(tǒng)的 _相頻特性 __。 9．根軌跡是根據(jù)系統(tǒng) _開環(huán) __傳遞函數(shù)中的某個(gè)參數(shù)為參變量而畫出的 __閉環(huán)極點(diǎn) _根軌跡圖。 10．根據(jù) Nyquist 穩(wěn)定性判據(jù)的描述，如果開環(huán)是不穩(wěn)定的，且有 P 個(gè)不穩(wěn)定極點(diǎn)，那么閉環(huán)穩(wěn)定的條件是：當(dāng) ? 由 0→ ? 時(shí)， )( ?jWK 的軌跡應(yīng)該 _逆時(shí)針 _繞（－ 1， 0j ）點(diǎn) _ P/2_圈。 二、選擇題 (每小題 5 分，共 15 分 ) 11．勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷 ( A )系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 A．線性定常系統(tǒng) B．線性時(shí)變系統(tǒng) C．非線性系統(tǒng) D．任何系統(tǒng) 12．一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為?s，則其時(shí)間常數(shù)為 ( C )。 A． 0． 25 B． 4 C． 2 D． 1 13． PI 校正為 ( A )校正。 A．滯后 B．超前 C．滯后超前 D．超前滯后 三、判斷題 (共 10 分 ) 14．傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，但不能反映物理系統(tǒng)的性質(zhì)，因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同的傳遞函數(shù)。 ( 錯(cuò) ) 15．某環(huán)節(jié)的輸出量與輸人量的關(guān)系為 )()( tKxty ? ， K 是一個(gè)常數(shù)，則稱其 為比例環(huán)節(jié)。 ( 對 ) 16．反饋控制系統(tǒng)是指正反饋。 ( 錯(cuò) ) 四、計(jì)算題 (25 分 ) 已知一個(gè) n 階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為 rbrbyayayayaya nnnn 0101)2(2)1(1)( ??????? ?? ??? 17．寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)； 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)： 1011 1 0()b nnnnb s bGs a s a s a s a???? ? ? ? ? 18．寫出該系統(tǒng)的特征方程； 系統(tǒng)的特征方程： 11 1 0 0nnnna s a s a s a??? ? ? ? ? 19．當(dāng) 10 ?a ， ?a ， ?a ， 0?ia )2(?i ， 01?b ，20?b ， )(1)( ttr ? 時(shí)，試評價(jià)該二階系統(tǒng)的如下性能： ? 、 n? 、 %? 、st 和 )(?y 。 19．各值如下： 2 222() 1 142bGs ss ss???? ?? 2 42nn??? ? ? 12 / 0. 52n? ? ?? ? ? 3 3snts???? 20 0 012( ) l im ( ) l im ( ) l im 20 .2 5 0 .5 1bs s sy Y s sG s s s s? ? ?? ? ? ? ??? 五、 (10 分 ) 20．已知系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示，試求從 )(sU 到 )(sY 的傳遞函數(shù)及從)(sN 到 )(sY 的傳遞函數(shù)。 六、 (10 分 ) 21．某電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2 所示， Ur 為輸入， Uc 為輸出，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 機(jī)電控制工程基礎(chǔ) 試題 一、填空 (每小題 3分，共 30 分 ) 1. 在零初始條件下， _輸出量的拉氏變換 _與 __ 輸入量的拉氏變換 _之比稱為線性系統(tǒng) (或元件 )的傳遞函數(shù)。 2．三種基本的控制方式有 _開環(huán)控制 閉環(huán)控制 復(fù)合控制 _。 3．控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于 _系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù) 和 ____外輸入 __。 5．若二階系統(tǒng)的阻尼比大于 1，則其階躍響應(yīng) _不會 __出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于 __0． 707 __。 6．開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為 n，分子階次為 m(n≥ m)，則其根軌跡有 __ n __條分支，其中， m 條分支終止于 _開環(huán)有限零點(diǎn) __， n— m 條分支終止于 _無窮遠(yuǎn) __。 7．單位脈沖函數(shù)的拉氏變換結(jié)果為 ___1_。 8．單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為 _ _。 9．頻率特 性是線性系統(tǒng)在 _正弦 __輸入信號作用下的 （穩(wěn)態(tài)） 輸出和輸入之比。 10．實(shí)軸上二開環(huán)零點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間必有 _匯合點(diǎn) __點(diǎn)。 二、選擇題 (每小題 5分，共 15 分 ) 1．一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ，則其時(shí)間常數(shù)為 ( B )。 A． 0． 25 B． 4 C． 2 D． 1 2．已知線性系統(tǒng)的輸入 sc(t)，輸出 y(c)，傳遞函數(shù) G(s)，則正確的關(guān)系是 ( B )。 3． PI 校正為 ( A )校正。 A．滯后 B．超前 C．滯后超前 D．超前滯后 三、判斷題 (10 分 ) 1．勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (對 ) 2．某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。 ( 錯(cuò) ) 3．線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其開環(huán)極點(diǎn)一定均位于 s 平面的左半平面。 ( 錯(cuò) ) 四、 (10 分 ) 設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程 專 業(yè)好文檔 第 2 頁 共 21 頁 五、 (20 分 ) 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 (1)要求系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定 K 的取值范圍。 (2)要求系統(tǒng)特征根的實(shí)部不大于一 1，試確定增益 K 的取值范圍。 (1)閉環(huán)特征方程為： s(s+3)(s+5)十 K＝ 0 應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得： 0K120 (2)令 s＝ z 一 1 代人上面閉環(huán)特征方程，得到新的特征方程為 六、 (15 分 ) 機(jī)電控制工程基礎(chǔ) 試題 一、填空 (每小題 3 分，共 30 分 ) 1．極點(diǎn) n 2．反饋控制系統(tǒng) (或閉環(huán)控制系統(tǒng) ) 3．閉環(huán)極點(diǎn) 左半 4．阻尼比 無阻尼自振蕩角頻率 5．全部為正數(shù) 6． n n— m 7．正弦輸入 8．解析法 實(shí)驗(yàn)法 9．輸出量的拉氏變換 輸入量的拉氏變換 10．最小相位 1．傳遞函數(shù)階次為 n 的分母多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的 ____________，共有____________個(gè)。 2．系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類系統(tǒng)稱為 ____________。 3．線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其 ____________均應(yīng)在 s 平面的 ____________平面。 4．二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為 )2( 222 nnn ss ???? ?? ，其中 ?稱為系統(tǒng)的 _______________， n? 為 ______________。 5．用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求它的第一 列系數(shù) _______________系統(tǒng)才能穩(wěn)定。 6．開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為 n，分子階次為 m(n≥ m)，則其根軌跡有一條分支，和 _______________條獨(dú)立漸近線。 7．頻率響應(yīng)是系統(tǒng)在 ______________信號下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 8．建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有 ______________法和 ______________法。 9．在零初始條件下， ______________與 ______________之比稱為線性系統(tǒng) (或元件 )的傳遞函數(shù)。 10．系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性有一 一對應(yīng)關(guān)系，則它必是 ______________系繞。 二、選擇題 (每小題 5分，共 15 分 ) 1．某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為 (B )。 A．單調(diào)上升 B．等幅振蕩 C．衰減振蕩 D．振蕩發(fā)散 2．傳遞函數(shù) G(s)=1/s 表示 (B )環(huán)節(jié)。 A．微分 B．積分 C．比例 D．滯后 3．系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于 (C)。 A．系統(tǒng)干擾的類型 B．系統(tǒng)干擾點(diǎn)的位置 C．系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布 D．系統(tǒng)的輸入 三 、判斷題 (10 分 ) 1．勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不可以判斷相對穩(wěn)定性。(錯(cuò) ) 2．閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。 ( 錯(cuò) ) 3．實(shí)際的物理系統(tǒng)都是非線性的系統(tǒng)。 ( 對 ) 四、 (10 分 ) 如圖所示的電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中 ui 為輸入電壓， uo 為輸出電壓，試寫出此系統(tǒng)的 微 分 方 程 和 傳 遞 函 數(shù) 表 達(dá) 式 。 五、 (20 分 ) 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為： 065 23 ???? Ksss 為使系統(tǒng)穩(wěn)定，求 K 的取值范圍。 應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得： 0K30 六、 (15 分 ) 已知系 統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：17 1)( 2 ??? sss?,求系統(tǒng)的? 、 n? 及性能指標(biāo) %? 、 %)5%(st 。 機(jī)電控制工程基礎(chǔ) 試題 一、填空 (每小題 3 分，共 30 分 ) 零點(diǎn) 左半 結(jié)構(gòu)參數(shù) 無關(guān) 6. n m n— m 實(shí)驗(yàn)法 輸人量的拉氏變換 _______________，分子多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的 _______________. ，其 _______________均應(yīng)在 s 平面的 _______________平面。 3．傳遞函數(shù)只與 _______________有關(guān)，與輸出量、輸人量 _______________。 _______________，系統(tǒng)快速性越好。 ，要求它的第 一列系數(shù) _______________，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。 n，分子階次為 m（ n≧ m）則其根軌跡有_______________條分支，其中 _______________條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)，_______________條分支終止于無窮遠(yuǎn)。 _______________。 8．建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有 _______________法和 _______________法。 ， _______________與 ________________之比稱為線性系統(tǒng) (或元件 )的傳遞函數(shù)。 ，則它們之間必有 _______________點(diǎn)。 二、選擇題（每小題 5分，共 15 分） 1．勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷（ A）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 A．線性定常系統(tǒng) B．線性時(shí)變系統(tǒng) C．非線性系統(tǒng) D．任何系統(tǒng) 2．某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn) 為（ B）。 A．單調(diào)衰減 B．單調(diào)上升 C．等頓振蕩 D．振蕩衰減 （ A）。 開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn) ，終止于閉環(huán)零點(diǎn) ，終止于閉環(huán)極點(diǎn) ，終止于開環(huán)極點(diǎn) 三、判斷題 (10 分 ) 1．二階系統(tǒng)的超調(diào)量越大，則系統(tǒng)的快速性越差。 ( 錯(cuò) ) 2．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外輸人有關(guān)。 ( 錯(cuò) ) 3．系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差不儀與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸人無關(guān)。 ( 錯(cuò) ) 四、 (15 分 ) 某單位負(fù)反憤系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為)5)(2)(1( 10)( ???? ssss?，試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 10)5)(2)(1( 10)(1 )()( ????????? ssssssG該系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s 平面的左半平面，所級系統(tǒng)穩(wěn)定。 五、 (15 分 ) 巳知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為))(1()( ??? sss KsG，為保證該系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定 K 的取值范圈。 應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得： 0＜ K＜ 3 專 業(yè)好文檔 第 3 頁 共 21 頁 六、 (15 分 ) 由實(shí)驗(yàn)側(cè)得各最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如下圖所示，試分別確定各系統(tǒng)的傳遞畝數(shù)。 對于圖 a：)1(10)( ?? sssG 對于圖 b：)1)(110( 100)( ??? sssG 機(jī)電控制工程基礎(chǔ) 試 題 一、選擇題（每小題 5分，共 15 分） ?s，則其時(shí)間常數(shù)為（ B）。 A. B. 4 C. 2