2023年《控制工程基础》试卷及详细超详细解析超详细解析超详细解析答案.pdf

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1、 1 桂 林 电 子 科 技 大 学 试 卷 2013 2014 学年第 二 学期 课程名称控制工程基础（A 卷.闭 卷）适用年级或专业）考试时间 120 分钟 班级 学号 姓名 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 成绩 满 分 15 20 15 15 20 15 100 得 分 评卷人 一、填空题（每题 1 分，共 15 分）1、对 自 动 控 制 系 统 的 基 本 要 求 可 以 概 括 为 三 个 方 面，即：、快速性和。2、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。含有

2、测速发电机的电动机速度控制系统，属于。3、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。4、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s，则 G(s)为（用 G1(s)与 G2(s)表示）。5、奈奎斯特稳定判据中，Z=P-R，其中 P 是指，Z 是指，R 指。6、若某系统的单位脉冲响应为0.2 0.5()10 5t tg t e e，则该系统的传递函数 G(s)为。7、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K ss Ts，则其开环幅频特性为，相频特性为。二、选择题（每题 2 分，共 20 分）1、关于传递函数，错误的说

3、法是()A.传递函数只适用于线性定常系统；B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C.传递函数一般是为复变量 s 的真分式；D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。2、采用负反馈形式连接后，则()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；2 D、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。3、已知系统的开环传递函数为50(2 1)(5)s s，则该系统的开环增益为()。A、50 B、25 C、10 D、5 4、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；

4、C、增加开环零点；D、引入串联超前校正装置。5、系 统 特 征 方 程 为 0 6 3 2)(2 3 s s s s D，则 系 统()A、稳定；B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C、临界稳定；D、右半平面闭环极点数2 Z。6、下列串联校正装置的传递函数中，能在 1c 处提供最大相位超前角的是()。A、10 11ss B、10 10.1 1ss C、2 10.5 1ss D、0.1 110 1ss 7、已知开环幅频特性如图 1 所示，则图中不稳定的系统是()。系统 系统 系统 图 1 A、系统 B、系统 C、系统 D、都不稳定 8、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为 G(S)，反馈通道传

5、递函数为 H(S)，当输入信号为 R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为()A、()()()E S R S G S B、()()()()E S R S G S H S C、()()()()E S R S G S H S D、()()()()E S R S G S H S 9、开 环 频 域 性 能 指 标 中 的 相 角 裕 度 对 应 时 域 性 能 指 标()。A、超调%B、稳态误差sse C、调整时间st D、峰值时间pt 10、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是()。A、*(2)(1)K ss s B、*(1)(5Ks s s）C、*2(3 1)Ks s s D、*

6、(1)(2)K ss s 3 三、（15 分)试建立如下图所示电路的动态微分方程，并求传递函数。四、（15 分）系统结构如下图所示，求系统的超调量%和调节时间st。4 五、（20 分）设控制系统如下图所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的 K值。R(s)+C(s)+_ _ 六、(15 分)试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数()/()C s R s。G2G3G4G1R(s)-C(s)-1 S K 2 S(S+3)5 一、填空题（每题 1 分，共 15 分）1、稳定性,准确性 2、开环控制系统，闭环控制系统，闭环控制系统 3、输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值，1()1G sTs，

7、22 2()2nn nG ss s 或：2 21()2 1G sT s T s)。4、G1(s)+G2(s)5、开环传函中具有正实部的极点的个数，(或：右半 S 平面的开环极点个数)；闭环传函中具有正实部的极点的个数(或：右半 S 平面的闭环极点个数，不稳定的根的数)；奈氏曲线逆时针方向包围(-1,j0)整圈数。6、10 50.2 0.5 s s s s 7、2 22 2 211KT，arctan 180 arctan T(或：21 8 0 a r c t a n1TT)二、选择题（每题 2 分，共 20 分）1、B 2、D 3、C 4、A 5、C 6、B 7、B 8、D 9、A 10、A 三

8、、（10 分)解：1、建立电路的动态微分方程 根据 KCL有 20 0 i10 i)t(u)t(u)t(du)t(u)t(uR dtCR 即)t(u)t(du)t(u)()t(dui 2i2 1 0 2 102 1RdtC R R R RdtC R R 2、求传递函数 对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(Ui 2 i 2 1 0 2 1 0 2 1s R s Cs R R s R R s Cs R R 得传递函数2 1 2 12 2 1i0)(U)(U)(R R Cs R RR Cs R Rsss G 四、解：由图可得系统的开环传函为：25()(5)G ss s 因为该系统为单位

9、负反馈系统，则系统的闭环传递函数为，22 225()25 5(5)()251()(5)25 5 51(5)G s s ssG s s s s ss s 与 二 阶 系 统 的 标 准 形 式 22 2()2nn nss s 比 较，有 2 22 55nn 解得0.55n 6 所以2 2/1 0.5/1 0.5%16.3%e e 3 31.20.5 5snt s 或4 41.60.5 5snt s，3.5 3.51.40.5 5snt s，4.5 4.51.80.5 5snt s（2 分）五、令 G1(s)=)3(21)3(2s sKs s=K s s 2)3(2=K s s 2 322 则)()(s Rs C=)(11)(111s Gss Gs=K s ssK s ss2 32 112 32 122=2 2 322 3 Ks s s 控制系统的特征方程为 2 2 32 3 Ks s s=0 劳斯表为 s3 1 2K s2 3 2 s1 32 6 K s0 2 稳定的充要条件是 032-6K0 2K 310KK31 K 即，使系统稳定的 K值为31 K 六、解：所以：4 3 2 1 3 2 4 3 2 14 3 2 11)()(G G G G G G G G G GG G G Gs Rs C