控制工程基础复习题答案(修)1

《控制工程基础》期末复习题答案

一、选择题

1、设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（2）

（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶

2、一阶系统的传递函数为

1

5

3

+

s

；其单位阶跃响应为（ 2）（1）5

1

t

e-

-；（2）5

3

3

t

e-

-；（3）5

5

5

t

e-

-；（4）5

3

t

e-

-

3、已知道系统输出的拉氏变换为()2

2

2

.2

)

(

n

n

n

s

s

s

Y

ω

ω

ω

+

+

= ,那么系统处于（ 1 ）

（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼

4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ 3 ）。

(1)

)12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4))2)(3(2

-++s s s s

5、已知系统频率特性为

151+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳

态输出为（ 4 ） （1）)52sin(1ω-+tg t ；（2）)52sin(1

1

12ωω-++tg t ； （3）)52sin(1ω--tg t ；（4）)52sin(125112ωω--+tg t

6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的传递函数为（ 1 ）。

（1）)2)(1(23)(+++=

s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)

2)(1(13)(+++=s s s s G ； （4）)

2)(1(3)(++=s s s s G 7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的脉冲响应为（ 1 ）。

（1）t t e e t k ---=24)( (2) t t e e t k ---=4)(

（3）t t e e t k --+=24)( (4) t t e e t k 24)(---=

8、系统结构图如题图所示。试求局部反馈2加入前后系统的静态速度误差系数和静态加速度误差系数。（ 3 ）

（1）0.5v K =

，0.5a K =；（2）0v K =，0.5a K =；（3）0.5v K =，0a K =；

（4）0v K =，0a K =；

9、已知道系统输出的拉氏变换为 ()

2

2()n n Y s s ωω=+ ,那么系统处于（ 3 ）

（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼

10、设有一RLC 电路系统，如图所示，以Ur(t)为输入量，Uc(t)为输出量的运动微分方程式可以对系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ 1 ）

（1）1阶 （2）2阶 （3）3阶 （4）

4阶

11、已知)

45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ 3 ）

（1）0 ； （2）∞ ； （ 3） ； （4）3

12、一阶系统的传递函数为

153+s ；其单位阶跃响应为（ 2 ） （1）51t

e -- ；（2）533t e -- ；（3）555t

e -- ；（4）53t

e

-- 13、已知系统的微分方程模型

)(2)('5)(3)(5)(')(2)(0)2()3(t u t u d y t y t y t y t y t +=++++?ττ。其中u(t)是输入量，y(t)是输出量。求系统的传递函数模型G(S)=Y(S)/U(S)为（ 1 ）

（1）432(52)()253s s G s s s s s +=

++++ (2) 432(52)()25s s G s s s s s +=+++ （3）432(51)()251s s G s s s s s +=++++ （4）432(51)()251

s G s s s s s +=++++ 14、某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ 4 ） (1)

1+Ts K ；(2)))((b s a s s d s +++；(3))(a s s K +；(4))(2a s s K +； 15、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ 2 ）

（1）0

2

3=

+

+

+d

cs

bs

as；（

2）0

2

3

4=

+

-

+

+d

cs

bs

as

s；

（3）0

2

3

4=

+

+

+

+e

ds

cs

bs

as；其中e

d

c

b

a、

、

、

、均为不等于零的正数。

二、简答题

（1）图1是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。

图2-1

解：当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。

（2）、如图所示为控制系统的原理图。

（1）指出系统的控制对象、被控量、给定量及主要干扰。

（2）画出系统的原理结构图，并指出各个组成元件的基本职能。（3）说明如何改变系统的给定量输入。

（4）判断对于给定量输入及主要干扰是否有静差。

解：

图2-2

(1) 控制对象：水池水量；被控制量：水位；给定量：电位器E 右侧电位

主要干扰：出水量的变化

(2) 原理结构图：

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