控制工程与控制理论考试试卷及答案.doc

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1、课程名称：控制理论与控制工程考试方式：开卷考试考试时间：90分钟试卷一A卷图一一．（15分）根据图一所示系统回答或填空：（1）图一所示系统的输入量是,被控量是，系统中所使用的直流伺服电动机的作用是，测速发电机的作用是,一对电位计的作用是。（2）假设电位计的转换系数为k1，放大倍数为k2，减速器的传动比i>1，电动机的传递函数为，测速发电机的传递函数为，试画出系统方框图，并求出闭环传递函数。（3）对控制系统的基本要求是什么？二．（10分）某系统结构如图二所示，求系统的开环传递函数和闭环传递函数。当C值为200时，求R的值。三．（15分）已知单位反馈系统的开环传递函数为系

2、统输入量为r(t)，输出量为C(t)，试求：(1)当r(t)=1(t)时，输出C(t)的稳态值和最大值;(2)为了减少超调量，使阻尼比等于0.6，对系统实施速度反馈控制，试画出速度反馈系统方框图，并确定速度反馈系数。四．（10分）已知系统的开环传递函数为保证系统稳定，并且在作用下的稳态误差，试确定K的取值范围。五．（15分）已知某系统的开环传递函数为，（1）画出以K为参数的闭环系统根轨迹图；（2）求出使系统不出现衰减振荡的K值范围。六．（20分）填空：1．右图所示RC电路的传递函数为，频率特性为,当时，稳态输出为。2．右图所示为某最小相角系统的开环对数幅频特性，该系统

3、的开环传递函数为，静态误差系数Kp=,Kv=,Ka=。稳定性为。3．一个设计良好的系统，中频区斜率为,相角裕度应大于。4．开环频率特性的幅相曲线如图五所示，其中V为积分环节数，P为开环右极点数，判别闭环系统稳定性。5．当增加系统的开环放大倍数时，对系统性能的影响是：变好，变差。系统的校正就是为了克服这两者的矛盾。串联超前校正的原理是，串联迟后校正的原理是：。七．（15分）已知某最小相角系统的对数幅频特性如图六中所示：(1)求系统的开环传递函数并计算相角裕量，判别闭环系统稳定性；(2)为了改善系统性能，采用的校正装置进行串联校正，试画出校正后系统的Bode图，求出相角裕

4、量；(3)在Bode图上标出相角裕量及幅值裕量。试卷一答案一．（15分）5分（1）输入量被控量为c，电动机执行元件，测速发电机速度反馈，一对电位计测量比较元件7分（2）（图3分，化简4分）3分（3）稳定性、快速性、准确性二．（10分）解：5分5分当时，三．（15分）解：8分（1）7分（2）四．（10分）要使系统稳定：5分即：要使时的4分一型系统1分综合得：五．（15分）10分（1）渐近线（2）实轴上（3）分离点：（4）与虚轴交点：5分（5）分离点处K值为：不出现衰减振荡的K值范围为六．（20分）1．传函为（1分）频率特性（1分）（2分）1，开环传函为：，（1分）（一个

5、1分）稳定性为稳定。（2分）2，中频区，相角裕量应大于。（一空1分）3，a）（图略）稳定。（1分）b）（图略）不稳定。（1分）4，稳态精度（准确性）变好，稳定性变差。2分利用超前网络的相角超前原理。2分利用迟后网络的变频衰减特性。2分七．（15分）5分（1）系统不稳定。5分（2）加入后5分图略。课程名称：控制理论与控制工程考试方式：开卷考试考试时间：90分钟试卷二一．计算题（5分）：系统微分方程如下：试画出结构图，并求传递函数。二．计算题（１5分）：某系统的结构图如图所示，图中放大器参数，电动机参数秒,秒,（１）求系统的单位阶跃响应及其和；（２）如要求稳态误差小于或等

6、于，应该变哪一参数，并计算该参数的值。试分析该参数变化对系统性能的影响。三．计算题（１5分）：设单位反馈系统的闭环传递函数为，试证明系统在单位斜坡函数作用下，稳态误差为零。（设闭环系统是稳定的）四．计算作图题（１０分）：　　已知闭环系统的特征方程为，画出时的根轨迹，当k=12时，已知一个闭环极点为－２，问该系统是否能等效为一个二阶系统。五．计算作图题（１０分）：试求图示电路的频率特性，并画出Bode图和极坐标图。六．简答题（６分）：已知系统的开环传递函数的奈奎斯特曲线如图所示，它们的开环传递函数分别为：,,试根据奈奎斯特稳定性判据，判定闭环系统的稳定性。七．计算作图题

7、（１５分）：已知单位反馈控制系统，原有的开环传递函数的对数幅频特性曲线如图（a）所示，两种串联校正装置的对数幅频特性曲线如图（b）（c）所示。要求：（１）写出每种校正方案的开环传递函数；（２）试比较这两种校正方案对系统性能的影响（计算及）（３）试画出两种校正方案的对数幅频特性曲线。试题二答案一．计算题（5分）：。二．计算题（１5分）：，，(1),(2)要减小，需改变放大器放大倍数，取，则，，,三．计算题（１5分）：证明：方法一：，故由开环传函表达式可知，系统为二型系统，因此，单位斜坡输入时稳态误差为零。方法二：当时四．计算作图题（１０分）：解渐进线时