自动控制原理—试卷B(胡俊峰)

江 西 理 工 大 学 考 试 试 卷

试卷编号：1415010531B

2014_—2015_ 学年第____1____学期 课程名称：机械工程控制基础 考试时间:___________ 年______月______日 考试性质（正考、补考或其它）：[ ] 考试方式(开卷、闭卷)：[闭卷] 试卷类别(A、B、C):[ B ] 共 3大题 温 馨 提 示 请考生自觉遵守考试纪律，争做文明诚信的大学生。如有违犯考试纪律，将严格按照《江西理工大学学生违纪处分暂行规定》处理。 班级 学号 姓名 题号 得分 一 二 三 总 分 一、简答题（16分）

1． 自动控制系统的基本要求和它们的内涵？

2． 线性系统的稳定性的概念和系统稳定的充分必要条件？

3． 什么是时间响应？时间响应的瞬态响应反映哪方面的性能？而稳态响应反映

哪方面的性能？

4． 开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？

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二、选择题（每题 2 分，共40分）

1 11 2 12 3 13 4 14 5 15 6 16 7 17 8 18 9 19 10 20 1. 关于反馈的说法正确的是（ ）

A. 反馈实质上就是信号的并联 B. 正反馈就是输入信号与反馈信号相加 C. 反馈都是人为加入的 D. 反馈是输出以不同的方式对系统作用 2. 系统的单位脉冲响应函数为?(t)?0.1t，则系统的传递函数为（ ） A.

0.10.111 B. C. D. s2ss2s'''3. 线性定常系统的微分方程为xo(t)?2xo(t)?3xo(t)?4xi(t)，则该系统的极点为

（ ）

A. s1??1?j2;s2??1?j2 B. s1?j?2;s2??j?2 C. s1?j?2;s2??j?2;s3?0 D. 以上都是

14. 某传递函数G(s)?K1?K2?K3s，则它是由（ ）组成的。

sA. 比例+积分环节 B. 比例+微分环节

C. 比例+惯性环节 D. 比例+积分+微分环节

5. 系统的单位脉冲响应函数为?(t)?3e?0.2t，则系统的传递函数为（ ）。 A. G(s)?30.60.20.6 B. G(s)? C. G(s)? D. G(s)? s?0.2s?0.2s?3s?36. 若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为?n，则其有阻尼固有频率?d（ ）。 A. ??n B. ??n C. ??n D. 与?n无关

7. 以下关于系统稳态偏差的说法正确的是（ ）。

A. 稳态偏差只取决于系统结构和参数 B. 稳态偏差只取决于系统输入和干扰 C. 稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关 D. 系统稳态偏差始终为0 8. 线性系统对输入信号的时间响应（ ）。

2

A. 只与输入信号有关 B. 只与系统本身的固有特性有关

C. 反映系统本身的固有特性及输入作用下的行为 D. 会随干扰信号所引起的输出而变化

9. 已知典型二阶系统的阻尼比为??0.5，则系统的单位阶跃响应应呈现为（ ）。 A. 等幅的振荡 B. 发散的振荡 C. 收敛的振荡 D. 恒值

10. 要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的措施是（ ）。 A. ?n不变，增大? B. ?n不变，减小? C. ?不变，减小?n D. ?不变，增大?n

11. 系统开环传递函数为（ ）的单位反馈系统，在输入xi(t)?4t2作用下的稳态误差为最小。 A. Gk(s)?77 B. Gk(s)?2

s(s?2)s(s?5)77G(s)? D. k23s(s?5)s(s?2)(s?5)C. Gk(s)?3，则其频率特性为（ ）。 s?0.233A. G(j?)? B. G(j?)?

s?0.2??0.212. 系统的传递函数为G(s)?C. G(j?)?3?2?0.04 D. G(j?)?3(0.2?j?)

0.04??213. 以下系统中属于最小相位系统的是（ ）。

11A. G(s)? B. G(s)?

1?0.01s1?0.01sC. G(s)?11 D. G(s)?

0.01s?1s(1?0.1s)14. 二阶振荡环节的传递函数为G(s)?A. 4 B. 22 C. 23 D. 不存在

16，则其谐振频率为（ ）。

s2?4s?1615. 一个系统稳定的充要条件是（ ）。 A. 系统的全部极点都在[s]平面的右半平面内 B. 系统的全部极点都在[s]平面的上半平面内 C. 系统的全部极点都在[s]平面的左半平面内 D. 系统的全部极点都在[s]平面的下半平面内

3

16. 已知系统的相位裕度为450，则（ ）。

A. 系统稳定 B. 系统不稳定 C. 当其幅值裕度大于0分贝时，系统稳定 D. 当其幅值裕度小于或等于0分贝时，系统稳定 17. 对于一阶系统，时间常数越大，则系统（ ）。

A. 系统瞬态过程越长 B. 系统瞬态过程越短 C. 稳态误差越小 D. 稳态误差越大

18. 以下校正方案不属于串联校正的是（ ）。

A. 增益调整 B. 相位超前校正 C. 相位滞后校正 D. 顺馈校正 19. 关于相位超前校正作用和特点的说法错误的是（ ）。

A. 增加系统稳定性 B. 加大了带宽 C. 降低系统的稳态精度 D. 加快系统响应速度

20. 一个系统开环增益越大，则（ ）。

A. 相对稳定性越小，稳态误差越小 B. 相对稳定性越大，稳态误差越大 C. 相对稳定性越小，稳态误差越大 D. 相对稳定性越大，稳态误差越小

三、综合题（44分）

1. 已知系统的动力学方程如下，试写出它们的传递函数Y(s)/R(s)。（5分） （1） y???(t)?15y??(t)?50y?(t)?500y(t)?r??(t)?2r?(t)

（2） 5y??(t)?25y?(t)?0.5r?(t)

2. 系统特征方程为s4?Ks3?s2?s?1?0，应用Routh稳定性判据，确定系统稳定时

K值的范围。（5分）

3. 设温度计能在1min内指示出响应值的98%，并且假设温度计为一阶系统，传递

4

函数为G(s)?1，求时间常数。如果将此温度计放在澡盆内，澡盆的温度以Ts?1100C/min的速度线性变化，温度计的误差是多大？（7分）

4．已知单位反馈系统的开环传递函数为：

试求输入为

时系统的稳态误差。（7分）

5. 已知某单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)?K，其中，K?0。若该系统

s(s?a)的输入为xi(t)?Acos3t时，其稳态输出的幅值为A，相位比输入滞后900。 （1）确定参数K、a；

（2）求系统的阻尼比，无阻尼固有频率和有阻尼固有频率；

（3）若输入为xi(t)?Acos?t，确定?为何值时能得到最大的稳态响应幅值，并求此最大幅值。（8分）

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6. 已知单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)?1，现要求速度误差系数

s(0.5s?1)Kv?20s?1，相位裕度不小于450，增益裕度不小于10dB，试确定校正装置的传递函数。（12分）

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