试卷四及答案

一、填空题（每空1.5分，共15分）。得分||阅卷人|1、对控制系统的首要要求是系统具有。2、在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其越好。3、某典型环节的传递函数是21)(ssG，则系统的时间常数是。4、延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使发生变化。5、二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为。6、反馈控制原理是原理。7、已知超前校正装置的传递函数为132.012)(sssGc，其最大超前角所对应的频率m。8、在扰动作用点与偏差信号之间加上能使静态误差降为0。9、超前校正主要是用于改善稳定性和。10、一般讲系统的加速度误差指输入是所引起的输出位置上的误差。二、单项选择题（每题1.5分，共15分）。得分||阅卷人|1、如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（）A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统2.、与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。A.输出量B.输入量C.扰动量D.设定量3.、直接对控制对象进行操作的元件称为（）A.给定元件B.放大元件C.比较元件D.执行元件4.、某典型环节的传递函数是TssG1，则该环节是（）A.比例环节B.惯性环节C.积分环节D.微分环节5.、已知系统的单位脉冲响应函数是21.0tty，则系统的传递函数是（）A.32.0sB.s1.0C.21.0sD.22.0s6、设一阶系统的传递27)(ssG，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）A.7B.2C.27D.217、若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（）A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统8、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（）A.0～15B.15～30C.30～60D.60～909、某系统的闭环传递函数为：kssskssGB243223，当k=（）时，闭环系统临界稳定。A.2B.4C.6D.810、系统的传递函数)4)(1(52ssssG，其系统的增益和型次为（）A.5，2B.5/4，2C.5，4D.5/4，4三、判断题（每题1.5分，共15分）。得分||阅卷人|（）1、对控制系统的首要要求是系统具有快速性。（）2、利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的稳态值。（）3、传递函数反映了系统内在的固有特性，与输入量无关。（）4、若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是增大阻尼比。题号题号一二三四五六七八总分统分人题分15151.510121599100得分（）5、已知超前校正装置的传递函数为132.012)(sssGc，其最大超前角所对应的频率m1.25。（）6、延迟环节不改变系统的相频特性，仅使幅频特性发生变化。（）7、某典型环节的传递函数是21)(ssG，则系统的时间常数是1。（）8、在扰动作用点与偏差信号之间加上积分环节能使静态误差降为0。（）9、微分控制器是针对被调量的变化速率来进行调节。（）10、超前校正主要是用于改善稳定性和提高精度。四、试求出下图传递函数)()(sXsCi(10分)。得分||阅卷人|五、单位反馈开环传递函数为)10)(2()(10)(sssassG，试确定使系统稳定的a值（12分）。得分||阅卷人|六、伺服系统的方块图如图所示，试应用根轨迹法分析系统的稳定性。（15分）得分||阅卷人|七、已知系统的传递函数)11.0(10)(sssG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。（9分）得分||阅卷人|八、最小相角系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如下图所示，写出对应的传递函数。得分||阅卷人|答案及评分标准一、填空题（每空1.5分，共15分）得分||阅卷人|1、稳定性2、加速性3、0.54、相频特性5、2ζ/n(或常量)6、检测偏差并纠正偏差的相频特性7、1.258、积分环节9、快速性10、静态位置误差系数二、单项选择题（每题1.5分，共15分）得分||阅卷人|1、B2、B3、D4、C5、A6、B7、B8、C9、C10、B三、判断题（每题1.5分，共15分）得分||阅卷人|1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、×8、√9、√10、×四、试求出下图传递函数)()(sRsC。解:3212432321431GGGHGHGGGGGGGGG总五、单位反馈开环传递函数为)10)(2()(10)(sssassG，试确定使系统稳定的a值。解:得特征方程为：010301223asssS3130S21210aS1(360-10a)/12S010a得:(360-10a)0，10a0，从而0a36。六、伺服系统的方块图如图所示，试应用根轨迹法分析系统的稳定性（15分）。解:1)绘制系统根轨迹图已知系统开环传递函数为：)15.0)(1()(sssKsG将其变换成由零、极点表达的形式：)2)(1()(*sssKsG(1分)(其中，根轨迹增益K*=2K，K为系统的开环增益，根据上式可绘制根轨迹图)(1)根轨迹的起点、终点及分支数：三条根轨迹分支的起点分别为s1=0，s2=-1，s3=-2；终点为无穷远处。(1分)(2)实轴上的根轨迹：实轴上的0至-1和-2至-∞间的线段是根轨迹。(1分)(3)渐近线:渐近线的倾角分别为±60°，180°。渐近线与实轴的交点为σa=351=-1(2分)(4)分离点:根据公式0dsdK，得：s1=-0.42，s2=-1.58，因为分离点必须位于0和-1之间，可见s2不是实际的分离点，s1=-0.42才是实际分离点。(1分)(5)根轨迹与虚轴的交点：ω1=0,K*=0;ω2,3=±1.414,K*=6根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示。(2分)2)由根轨迹法可知系统的稳定范围是:0K*6。七、已知系统的传递函数)11.0(10)(sssG，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。得分||阅卷人|解：系统有一比例环节：2010log2010K（1.5分）积分环节：s1（1分）惯性环节：11.01s转折频率为1/T=10（1.5分）20LogG(jω)40[-20]20[-40]00.1110ω-20-40∠G（jω）00.1110ω-450-900-1350-1800直接画出叠加后的对数幅频图（3分）直接画出叠加后的对数相频图（3分）。（若叠加图不对，但是画出了比例环节、积分环节、惯性环节的对数幅频图各给1分，画出积分环节、惯性环节的对数相频图各给1.5分）八、最小相角系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如下图所示，写出对应的传递函数。得分||阅卷人|解：系统由4个环节构成：比例环节、微分环节、两个一阶惯性环节。开环传函)140)(120(21)()(ssssHsG20k*=6j1.414-j1.414-0.421