试卷四及答案
4. 、某典型环节的传递函数是G (s )=1
Ts ,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y (t )=0. 1t 2,则系统的传递函数是( )
一、填空题(每空1.5分,共15分)。 A. 0. 2 B. 0. 1 C. 0. 1 D. 0. 2
s 3s s 2s 2
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。 6、设一阶系统的传递G (s ) =7,其阶跃响应曲线在t =0处的切线斜率为( )
3、某典型环节的传递函数是G (s ) =1s +2
7s +2,则系统的时间常数是 。 A.7 B.2 C. D. 1
4、延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化。 22
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 。 7、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( )
6、反馈控制原理是 原理。 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
7、已知超前校正装置的传递函数为G 2s +18、一般为使系统有较好的稳定性, 希望相位裕量γ为( )
c (s ) =A.0~15︒ B.15︒~30︒ C.30︒~60︒ D.60︒~90︒ 0. 32s +1,其最大超前角所对应的
9、某系统的闭环传递函数为:
频率ωG s +2k
B (s )=
m = 。 s 3+3s 2+4s +2k ,当k =( )时,
闭环系统临界稳定。
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 。 A.2 B.4 C.6 D.8
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。 10、系统的传递函数G (s )=5
s 2,其系统的增益和型次为 ( ) (s +1)(s +4)
二、单项选择题(每题1.5分,共15分)。 A.5,2 B.5/4,2 C.5,4 D.5/4,4
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,通三、判断题(每题1.5分,共15分)。过反馈环节去影响控制信号。 ( )1、对控制系统的首要要求是系统具有快速性。
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( ) ( )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。
A. 给定元件 B. 放大元件 C. 比较元件 D. 执行元件 ( )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。
( )5、已知超前校正装置的传递函数为G 2s +1
c (s ) =0. 32s +1,其最大超前角所
对应的频率ωm =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G (s ) =1
s +2,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。 五、单位反馈开环传递函数为G (s ) =10(s +a ) ( )9、微分控制器是针对被调量的变化速率来进行调节。 s (s +2)(s +10) ,试确定使系统稳定的( )10、超前校正主要是用于改善稳定性和提高精度。 a 值(12分)。 四、试求出下图传递函数C (s )
(10分) 。X
i (s )
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)
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 。
七、已知系统的传递函数G (s ) =10
s (0. 1s +1) ,试分析系统由哪些环节组成并画
出系统的Bode 图。(9分)
答案及评分标准
3、 S (360-10a)/12 S 0 10a 得:(360-10a)>0,10a>0,从而0
4、 相频特性 5、 2ζ/ωn (或常量) 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)。
6、 相频特性
7、 8、 积分环节 9、 解:
10、 静态位置误差系数 1) 绘制系统根轨迹图
二、单项选择题(每题1.5分,共15分) 已知系统开环传递函数为:G (s ) =K
s (s +1)(0. 5s +1)
1、 B 2、 B 3、 D 4、 C 5、 A
6、 B 7、 B 8、 C 9、 C 10、 B K *
将其变换成由零、极点表达的形式:G (s ) =s (s +1)(s +2) (1分)
三、判断题(每题1.5分,共15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、 × 2、 √ 3、 √ 4、 √ 5、 √
6、 7、 8、 9、 10、(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s 1=0,s 2=-1,s 3=-2;终点为无穷远处。 (1分)
四、试求出下图传递函数C (s ) 。 (2) 实轴上的根轨迹:
R (s )
实轴上的0至-1和-2至-∞间的线段是根轨迹。 (1分)
解: (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
G G 3G 4+G 1G 2G 3+G 2G 3G 4H
总=1+G σ a = -1-5
2H +G 1G 2G 33 = - 1 (2分)
(4) 分离点:
五、单位反馈开环传递函数为G (s ) =10(s +a )
s (s +2)(s +10) , 试确定使系统稳定 根据公式dK
ds =0,得:s 1=-0.42,s 2=-1.58,因为分离点必须位于0和-1之间,
的a 值。 可见s 2不是实际的分离点,s 1=-0.42才是实际分离点。 (1分)
*
解: 得特征方程为:s 3+12s 2+30s +10a =0 (5) 根轨迹与虚轴的交点: ω1=0, K =0; ω2,3=±1.414, K *=6
3根据以上结果绘制的根轨迹如下图所示。 (2分) S 1 30
S 2 12 10a 2) 由根轨迹法可知系统的稳定范围是:0
-45 -135 -180 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
七、已知系统的传递函数G (s ) =10相频图各给1.5分)
s (0. 1s +1) ,试分析系统由哪些环节组成并画
出系统的Bode 图。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 。解: 解:系统由4个环节构成:比例环节、微分环节、两个一系统有一比例环节:K =1020log 10=20 (1.5分) 阶惯性环节。 积分环节:1
s (1分) 1
开环传函G (s ) H 2s
1(s ) =
转折频率为1/T=10 (1.5分) (s
20+1)(s
0. 1s +1
40+1)