2015年電子科技大學(xué)考研專業(yè)課試題工程控制基礎(chǔ)

電子科技大學(xué)

2014年攻讀工程碩士研究生入學(xué)考試試題

考試科目：103工程控制基礎(chǔ)

注：所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷或草稿紙上無效。

一、選擇題（每題1分，共20題，共20分）

1.二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)輸入時(shí)，暫態(tài)過程無超調(diào)，則系統(tǒng)工作在什么狀態(tài)。（）

A．零阻尼B．欠阻尼C．負(fù)阻尼D．過阻尼

2.最小相位系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分子分母最高階次分別為m和n，當(dāng)ω?×?xí)r，相角?(ω)等于

（）

A．90??(n?m)B．?90??(n?m)

C．90??(2n?m)D．?90??(2n?m)

3.下列哪一種措施不是減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的措施？（）

A．適當(dāng)提高開環(huán)傳遞函數(shù)中串聯(lián)積分環(huán)節(jié)的階次；

B．適當(dāng)增大系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)；

C．采用參數(shù)波動(dòng)小的元件代替參數(shù)波動(dòng)大的元件；

D．采用補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>

4.開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)比較，以下哪條不是開環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)？（）

A．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；B．系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單；

C．使用的元件數(shù)量較少；D．控制精度更高。

5.在繪制對(duì)數(shù)頻率特性曲線（伯德）圖的對(duì)數(shù)幅頻圖時(shí)，如果某二階環(huán)節(jié)的阻尼比等于1，

則在對(duì)對(duì)數(shù)幅頻曲線漸近線進(jìn)行修正時(shí)，該環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率處應(yīng)該如何修正？（）

A．向上修正+3dB；B．向下修正?3dB；

C．向上修正+6dB；D．向下修正?6dB。

6.某控制系統(tǒng)有一對(duì)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)位于[s]的左半平面，以下表述正確的是（）

A．這兩個(gè)極點(diǎn)實(shí)部絕對(duì)值越大，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程影響越大；

共8頁，第1頁

B．這兩個(gè)極點(diǎn)虛部絕對(duì)值越大，則動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程振蕩越劇烈；

C．這兩個(gè)極點(diǎn)與原點(diǎn)連線與實(shí)軸負(fù)半軸夾角越小，阻尼比越?。?/p>

D．這兩個(gè)極點(diǎn)距離虛軸越遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng)的暫態(tài)分量衰減得越慢。

7.對(duì)于根軌跡方程的表述，正確的是（）

A．幅值條件是判斷點(diǎn)是否位于根軌跡上的充分必要條件；

B．相角條件是判斷點(diǎn)是否位于根軌跡上的必要條件；

C．利用幅值條件可以計(jì)算根軌跡上點(diǎn)對(duì)應(yīng)的根軌跡增益；

D．利用相角條件可以計(jì)算根軌跡上點(diǎn)對(duì)應(yīng)的根軌跡增益。

8.Ⅰ型系統(tǒng)，當(dāng)輸入信號(hào)為階躍信號(hào)時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差為（）

A．0；B．×；C．有限值；D．與輸入信號(hào)大小有關(guān)。

9.最小相位系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)分子分母最高階次分別為m和n，開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線圖

中，當(dāng)ω?×?xí)r，曲線的斜率等于（）

A．??20i()mnB．??20i()nm

C．??20i(2)mnD．??20i(nm2)

10.相位裕度是指頻率為多少時(shí)，系統(tǒng)的相頻與?180?之間的差值（）

A．ωd；B．ωb；C．ωg；D．ωc。

11.如果復(fù)平面上某段實(shí)軸是根軌跡段，則應(yīng)該滿足的條件是（）

A．該段實(shí)軸左端開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和為奇數(shù)；

B．該段實(shí)軸左端開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和為偶數(shù)；

C．該段實(shí)軸右端開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和為奇數(shù)；

D．該段實(shí)軸右端開環(huán)零極點(diǎn)數(shù)之和為偶數(shù)。

15

12.單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，則閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（）

ss2(+1)

A．等幅振蕩B．單調(diào)發(fā)散C．振蕩發(fā)散D．振蕩收斂

13.典型二階振蕩環(huán)節(jié)，當(dāng)0<<ζ0.707時(shí)，諧振頻率ωr（）

A．等于ωnB．小于ωnC．大于ωnD．與ωn無關(guān)

14.如果一個(gè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)，計(jì)算出靜態(tài)誤差系數(shù)分別為Kp,KKva,，當(dāng)輸入信號(hào)為

2

r()t=a++btct時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=（）

共8頁，第2頁

abcabc

A．++B．++

KpKKva1+KpKKva

abc2abc2

C．++D．++

KpKKva1+KpKKva

15.如果某系統(tǒng)，則該系統(tǒng)是最小相位系統(tǒng)。（）

A．所有開環(huán)零極點(diǎn)都位于復(fù)平面左半平面；

B．所有開環(huán)零極點(diǎn)都位于復(fù)平面右半平面；

C．所有閉環(huán)零極點(diǎn)都位于復(fù)平面左半平面；

D．所有閉環(huán)零極點(diǎn)都位于復(fù)平面右半平面。

16.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可看作是多個(gè)典型環(huán)節(jié)的串聯(lián)，則系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性中，對(duì)數(shù)幅

頻特性等于各環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性之，相頻特性等于各環(huán)節(jié)相頻特性之。

（）

A．和、積B．積、和

C．積、積D．和、和

17.如果一控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程式的根都位于[s]平面的左半平面，則系統(tǒng)閉

環(huán)，且閉環(huán)根距離虛軸越，系統(tǒng)的快速性越好。（）

A．穩(wěn)定、近B．穩(wěn)定、遠(yuǎn)

C．不穩(wěn)定、近D．不穩(wěn)定、遠(yuǎn)

18.假如距離虛軸較遠(yuǎn)的閉環(huán)極點(diǎn)的實(shí)部與距離虛軸最近的閉環(huán)極點(diǎn)的實(shí)部之比大于或等

于多少時(shí)，且在距離虛軸最近的閉環(huán)極點(diǎn)附近不存在閉環(huán)零點(diǎn)，這時(shí)距離虛軸最近的閉環(huán)極

點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能起主導(dǎo)作用，成為閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)。（）

A．3B．4C．5D．6

19.閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（）

A．從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的傳遞函數(shù)；

B．從輸入信號(hào)到主反饋信號(hào)的傳遞函數(shù)；

C．從輸出信號(hào)到主反饋信號(hào)的傳遞函數(shù)；

D．從擾動(dòng)信號(hào)到輸出信號(hào)的傳遞函數(shù)。

20.使用常規(guī)根軌跡繪制規(guī)則繪制零度根軌跡時(shí)，以下哪個(gè)規(guī)則不發(fā)生變化（）

A．實(shí)軸根軌跡判斷B．起始角與終止角計(jì)算

C．漸近線與實(shí)軸夾角D．根軌跡與虛軸交點(diǎn)

共8頁，第3頁

二、選擇題（每題2分，共10題，共20分）

21.寫出下面對(duì)數(shù)幅頻特性曲線圖所對(duì)應(yīng)的最小相位傳遞函數(shù)的一般式（）

L()ω

?40

?20ω2

0ω1ωcω

?40

Ks(τ+1)K(τs+1)

．．

AGs()=BG(s)=2

(T12s++1)(Ts1)s(Ts+1)

KK

C．Gs()=D．Gs()=

s(T12s++1)(Ts1)(T1s+1)(T23s++1)(Ts1)

10

22.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，輸入信號(hào)為

s(0.1ss++1)(0.51)

r(tt)=+20.5，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（）

A．0B．0.5C．0.05D．×

23.振蕩環(huán)節(jié)的Bode圖中，當(dāng)出現(xiàn)諧振峰值時(shí)，在諧振頻率處的修正量應(yīng)該是（）

11

A．20lgB．20lg

2ζζ12?22ζ

11

C．D．

2ζζ12?22ζ

16

24.某二階系統(tǒng)開環(huán)頻率特性為G(s)=，則其開環(huán)Nyquist曲線與負(fù)虛軸交點(diǎn)

s2+4s+16

處頻率為（）

A．ω=2B．ω=4C．ω=8D．ω=16

5

25.已知某二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為φ(s)=，則系統(tǒng)的阻尼比ζ和無阻尼自然

9s2+3s+4

頻率ωn分別為（）

11121211

A．,B．,C．,D．,

92433924

K

26.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，其中KT,為常數(shù)，系統(tǒng)的頻帶寬度

Ts+1

為（）

共8頁，第4頁

1K+1K

A．B．0.707KC．D．

TTT

27.穩(wěn)定的單位負(fù)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)型次為Ⅰ型，誤差定義為RC?，則系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)的

輸入信號(hào)為（）

A．加于輸入端的控制信號(hào)B．加于輸入端的階躍干擾信號(hào)

C．加于輸入端的階躍信號(hào)D．加于輸入端的階躍控制信號(hào)

K(0.5ss2++1)

28.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，對(duì)K30作的閉環(huán)根軌

(s+1)2

跡圖中（）

A．實(shí)軸上沒有根軌跡B．全部實(shí)軸都是根軌跡

C．實(shí)軸某部分是根軌跡D．根軌跡都在實(shí)軸上

K

29.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳輸函數(shù)為Gs()=，則要使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定

s(0.01ss2++0.2ζ1)

的(K,)ζ穩(wěn)定域是（）

A．0<<K20ζB．K>>0,0ζ

C．02<<KζD．0<<20ζK

30.如下對(duì)數(shù)頻率圖（bode圖）中，具有幅值裕度和相位裕度。（）

(dB)L()ω

ω

0

ωcKg()dB

?ω()

??90

γ

??180

ωgω

??270

A．正、正B．負(fù)、負(fù)

C．正、負(fù)D．負(fù)、正

共8頁，第5頁

三、選擇題（每題4分，共5題，共20分）

3.14(3s+1)

31.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，系統(tǒng)的開環(huán)奈奎斯特圖中，ω

s22(2s+1)(ss++21)

從00?+過程中，奈奎斯特曲線為（）

A．半徑無窮大，相角為0????90的圓?。?/p>

B．半徑無窮大，相角為0????180的圓?。?/p>

C．半徑無窮大，相角為0????270的圓??；

D．實(shí)軸上(3.14,0)點(diǎn)。

32.如果一個(gè)系統(tǒng)的型次為Ⅱ次，則對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的初始段延長線與對(duì)數(shù)頻率軸交點(diǎn)的

頻率值（）

A．等于系統(tǒng)的開環(huán)增益B．等于系統(tǒng)的閉環(huán)增益

C．等于系統(tǒng)開環(huán)增益的平方根D．等于系統(tǒng)閉環(huán)增益的平方根

K

33.設(shè)有單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，其單位階躍響應(yīng)曲線如下圖

s(Ts+1)

所示，則系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)ωn和ζ值分別為（）

A．ωζn==2.290.253B．ωζn==2.290.4

C．ωζn==2.830.253D．ωζn==2.830.4

34.采用實(shí)驗(yàn)法（掃頻法）建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型時(shí)，系統(tǒng)的頻率響應(yīng)中的幅頻表達(dá)（）

A．系統(tǒng)開始響應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)輸出與輸入的幅值上的差異；

B．系統(tǒng)開始響應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)輸出與輸入的相位上的差異；

C．系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)輸出與輸入的幅值上的差異；

D．系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)輸出與輸入的相位上的差異。

35.根軌跡分析中，不是添加開環(huán)極點(diǎn)帶來的影響是（）

A．改變了根軌跡在實(shí)軸上的分布；

共8頁，第6頁

B．改變了根軌跡的分支數(shù)；

C．改變了漸近線的條數(shù)、傾角和分離點(diǎn)；

D．根軌跡曲線向左移動(dòng)，有利于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

四、選擇題（每題5分，共8題，共40分）

k

36.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs()=，要使系統(tǒng)的幅值裕度等于

s(ss2++100)

20dB，開環(huán)放大倍數(shù)k應(yīng)該等于（）

A．1B．10C．100D．500

37.已知最小相位系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線如圖所示，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（）

L(ω)/dB

?20

?40

?20

100ω

0

51050

?40

50(0.1s+1)100(0.1s+1)

A．Gs()=B．Gs()=

s(0.2ss++1)(0.011)s(0.2ss++1)(0.011)

50(10s+1)100(10s+1)

C．Gs()=D．Gs()=

s(5ss++1)(1001)s(5ss++1)(1001)

K

38.單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，閉環(huán)系統(tǒng)階躍響應(yīng)為欠

(s+1)(s+2)(s+3)

阻尼時(shí)K值范圍為（）

A．0<<K3.85B．0<<K60

C．3.85<<K20D．3.85<<K60

Cs()

39.控制系統(tǒng)框圖如圖所示，則系統(tǒng)傳遞函數(shù)=（）

Rs()

Gs4()

Rs()Cs()

Gs1()Gs2()Gs3()

??

共8頁，第7頁

GGG+GGGGG+GG

A．12334B．12323

1++G2G3G1GG231++G2G3G1GG23