大工19秋自動控制原理期末考試復(fù)習(xí)題

1、大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第1頁 共10頁機密啟用前大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2019年秋白動控制原理期末考試復(fù)習(xí)題 注意事項：本復(fù)習(xí)題滿分共：200分。一、選擇題1、將連續(xù)信號通過采樣開關(guān)變換成（A.數(shù)字信號BC.離散信號D2、開環(huán)頻率特性所提出的性能指標不包括（A.剪切頻率BC.幅值裕度D3、為了降低擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該（A.增大擾動作用點之后的前向通道放大系數(shù)B.減小擾動作用點之后的前向通道放大系數(shù)C.增大擾動作用點之前的前向通道放大系數(shù)D.減小擾動作用點之前的前向通道放大系數(shù)4、對于離散系統(tǒng)，其穩(wěn)定的條件是系統(tǒng)的（A.開環(huán)零點BC.閉環(huán)零點D的過程稱為采樣過程。.模擬信號.

2、脈沖信號）。.相角裕度.帶寬頻率）均在z平面上以原點為圓心的單位圓內(nèi)。.開環(huán)極點.閉環(huán)極點5、（）是一種圖解分析法，適用于具有嚴重非線性特性的一階、二階系統(tǒng)。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數(shù)法D.逆系統(tǒng)法6、閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件為使特征函數(shù)的零點都具有（）。A.正實部B.負實部C.正虛部D.負虛部7、穩(wěn)定的一階系統(tǒng)對階躍輸入信號的響應(yīng)是（）。A.振蕩的過程B.指數(shù)飛升過程C.有超調(diào)的D.無阻尼的8、信號流圖中不含有（）。大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第2頁共10頁A.節(jié)點C.支路D.增益9、 將連續(xù)信號經(jīng)過采樣并變換成離散的數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)稱為（）。A.模-數(shù)轉(zhuǎn)換器B.數(shù)-模轉(zhuǎn)換器C.

3、信號轉(zhuǎn)換器D.離散轉(zhuǎn)換器10、對于同一系統(tǒng)，采用超前校正的系統(tǒng)帶寬（ ）采用滯后校正的系統(tǒng)帶寬。A.大于B.小于C.等于D.小于或等于11、只有輸入支路沒有輸出支路的節(jié)點稱為（）。A.輸出節(jié)點B.輸入節(jié)點C.混合節(jié)點D.前向通路12、（）不受系統(tǒng)階次的限制，且所得結(jié)果也比較符合實際。A.相平面法B.相軌跡法C.描述函數(shù)法D.逆系統(tǒng)法13、等加速度函數(shù)指的是（）。A.階躍函數(shù)B.斜坡函數(shù)C.拋物線函數(shù)D.脈沖函數(shù)14、在離散系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界是（）。A.實軸B.虛軸C.單位圓D.原點15、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)5S1一、，,則系統(tǒng)的開環(huán)零點為（s（s 1）。A. 1B.-0.5C. 5D

4、.-0.2116、控制系釧環(huán)傳遞函數(shù)為 G（s）H （s），則該系統(tǒng)根軌跡有（）條漸近線。s(s 1)(s 2)(s 3)A. 1B.2C. 3D.417、在離散控制系統(tǒng)中米用 (）來恢復(fù)離散信號。A.零階保持器B. 一階保持器大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第3頁 共10頁C.二階保持器D. 回您1保持右音18、定值控制系統(tǒng)也叫(）。A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.復(fù)合控制系統(tǒng)D.伺服控制系統(tǒng)19、（）反映系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。A.峰值時間B.調(diào)節(jié)時間C.延滯時間D.上升時間20、（）是單位階躍信號對時間的一階導(dǎo)數(shù)。A.單位正弦信號B.單位脈沖信號C.單位拋物線信號D.單位斜坡信號答案：

5、1 . C2.D3. C4. D5. A6. B7.B8. B9. A10A11 . A 12.C13. C14C15.D16D17A18. A19.B20B二、判斷題1、 傳遞函數(shù)和微分方程一樣，都可以表征系統(tǒng)的動態(tài)特性。（）A.正確B.錯誤2、 對于一階系統(tǒng)，無論輸入何種信號，其輸出響應(yīng)都不會振蕩。（）A.正確B.錯誤3、 信號流圖可以經(jīng)過等效變換求出輸出量與輸入量之間的傳遞函數(shù)。（）A.正確B.錯誤4、 由于能量有限、飽和限制等，積分環(huán)節(jié)的輸出不會無限增加。（）A.正確B.錯誤5、 線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)和部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，與外作用函數(shù)及初始條件無關(guān)。（）A.正確B.錯誤6、 相

6、平面法是一種圖解法，適用于分析任何具有嚴重非線性特性的系統(tǒng)。（）大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第4頁 共10頁A.正確7、 只有輸入支路的節(jié)點稱為輸出節(jié)點，它一般表示系統(tǒng)的輸出信號。（）A.正確B.錯誤8、 在工程實際中機械動力系統(tǒng)可以近似為一階系統(tǒng)。（）A.正確B.錯誤9、 過阻尼系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍，動作緩慢，所以一般控制系統(tǒng)都不設(shè)計成過阻尼系統(tǒng)。（）A.正確B.錯誤10、Z變換只能表征連續(xù)時間信號在采樣時刻上的信息。（）A.正確B.錯誤11、 同一個物理系統(tǒng)，可以用不同的數(shù)學(xué)模型來表達。（）A.正確B.錯誤12、 采用演繹法時，能夠滿足觀測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)模型有無窮多個。（）A.正確B.錯誤13

7、、 比例環(huán)節(jié)不失真也不延滯，故又稱為放大環(huán)節(jié)。（）A.正確B.錯誤14、 控制系統(tǒng)在穩(wěn)定的情況下，一般都存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差。（）A.正確B.錯誤15、 勞斯陣列表第一列有負數(shù)，說明系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（）A.正確B.錯誤16、 根軌跡是以實軸為對稱的，故根軌跡的分離、會合點均位于實軸上。（）A.正確B.錯誤17、 相位差隨頻率變化的特性稱為相頻特性。（）A.正確B.錯誤18、 在正弦輸入信號作用下， 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出也是一個同頻率的正弦信號，所以幅值和相位不變。（ ）A.正確B.錯誤19、 前饋校正是在系統(tǒng)主反饋回路之外采用的校正方式。（）A.正確B.錯誤20、 保持器的外推作用表現(xiàn)為過去時刻

8、的輸出信號是當前時刻離散信號的外推。（）A.正確B.錯誤.錯誤大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第5頁共10頁答案:1A2B3A4A5A6B7A8B9A10.A11 .A12B13.A14.A15. B16.B17.A18.B19.A20. B三、名詞解釋1、諧振頻率：閉環(huán)系統(tǒng)幅頻特性出現(xiàn)諧振峰值時的頻率。2、校正裝置：為滿足系統(tǒng)性能要求而有目的地引入的裝置稱為校正裝置。四、簡答題1、求Z反變換的方法。答：1）長除法：由函數(shù)的Z變換表達式，直流利用長除法求出按升藉排列的級數(shù)形式，再經(jīng)過拉普拉斯反變換，求出原函數(shù)的脈沖序列。2）部分分式法：通過部分分式法求取Z反變換的過程，與應(yīng)用部分分式法求取拉

9、普拉斯反變換很相似。3）留數(shù)計算法：又稱反演積分法。2、什么是最少拍系統(tǒng)？答：是指對于典型輸入信號具有最快的響應(yīng)速度，能在有限的幾拍之內(nèi)結(jié)束過渡過程，且在過渡過程結(jié)束后，在采樣時刻上穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)。3、控制系統(tǒng)性能分析的三種方法。答：直接求解法、間接評價法和計算機仿真法。五、計算題1、某單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為20,2s(s 8s 15)試用勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:G(s)大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第6頁共10頁20(s)3_ 2s38s215s大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第7頁共10頁因此，系統(tǒng)的特征方程為：s38s215s 20 0s31

10、152s2820列寫勞斯陣列表如下：25s12s020第一列系數(shù)都是正數(shù)，故系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2、已知最小相位系統(tǒng)Bode圖的幅頻特性如下圖所示，試求當10.2,20.5 時，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。其中開環(huán)增益K由圖幅頻特性低頻起始斜率為零求得:20lg K 40(dB),K 100再將10.2,20.5 ,K 100代入(1)式，得到系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:100解：由圖可知，起始斜率為零，因此系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中應(yīng)不含積分環(huán)節(jié);1,2應(yīng)為兩個慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率。由此可寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)(1)-1s 1 s 13、按步驟化簡如下圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)大工自動控制

11、原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第8頁共10頁G(s)5s 1 2s 1大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第9頁共10頁步驟2：再將G2,GIH1以及 G3,G4H2組成的小回路實行反饋變換，得到如下結(jié)構(gòu)圖。GIG2G3G41 G1G2H1G3G4H2G1G2G3G4H1H2G2G3(b)所示。試確定系統(tǒng)參數(shù)K和 a。(計算結(jié)果保留到小數(shù)點后1位。)試確定K的取值范圍。C(s)R(s)4、如下圖(a)所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖解：系統(tǒng)傳函：W(s)Ks2as Ks22ns由圖知：百分比超調(diào)量_ _ _ _U125 1%=e1100%- 100% 25%1峰值時間tDp-0.1n/12因此：=0.4,n；

12、02= 3.4。所以a 2n=2.7,K22=11.65、已知單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)-,若要求閉環(huán)極點的實部均小于s(s 3)(s 5)解：步驟1:首先將前面的綜合點后移，后面引出點前移得到如下圖所示結(jié)構(gòu)。再將上圖實行串聯(lián)及反饋變換，得到總的傳遞函數(shù)為(a)2(b)期末復(fù)習(xí)題第8頁共10頁解：系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為:s38 s215s K 0由題意可令s 1 ,即將 s s 1 代入閉環(huán)特征方程，有(Si1)3.28(& 1)15(& 1) K 0整理得：3522列勞斯表如下:18 K18 K則使系統(tǒng)穩(wěn)定的 K 的取值范圍為:解得8 K 18K值。設(shè)采樣周期T

13、=0.5s。Zs(s2)0.50.5s 2閉環(huán)特征方程為對上式進行W變換，簡化后得0.5K(1 e2T)z 0.316Kz2T_(z 1)(z e ) (z 1)(z 0.368)1 G(z) (z 1)(z 0.368) 0.316Kz 02.0.316Kw1.264w2.736 0.316K 0由勞斯判據(jù)知，若使系統(tǒng)穩(wěn)定，則要求大工自動控制原理課程考試大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題第11頁共10頁七、論述題1、試述繪制根軌跡的基本規(guī)則。答：1)根軌跡的方向、起點和終點:根軌跡起始于開環(huán)極點，終止于開環(huán)零點。如果開環(huán)零點數(shù)目 終止于無窮遠處。2)根軌跡的分支數(shù)3)根軌跡的連續(xù)性和對稱性根

14、軌跡是連續(xù)的，且以實軸為對稱的曲線。4)根軌跡的漸近線的漸近線共有n-m條。2.736 0.316K 0所以K 8.658,系統(tǒng)穩(wěn)定。六、綜合題1、設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)10( s1),若要求系統(tǒng)截止頻率c4 ,試求相應(yīng)的值s (2 s 1)及相角裕度解：由題意可列：G( j )10(12-(j ) (1 2j其幅頻特性與相頻特性為:A()G(j )10.1 ()2G(j)180 arctan arctan 2令 A(c) 1 ,有.4： c4100101于是相角裕度180(c) arctancarctan 2cccc由c4代入以上式子得到:3.215,2.68m小于開環(huán)極點數(shù)目n,則有n-m條根軌跡根軌跡的分支數(shù)等于特征方程的階次，即開環(huán)零點數(shù)m和開環(huán)極點數(shù)n中的較大者。大工自動控制原理課程考試期末復(fù)習(xí)題 第12頁 共10頁5）根軌跡的分離、會合點分離點：根軌跡分