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1、西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准课程名称：机械控制丁•稈理论基础课时：48考试时间:2008年5月4日(A卷)一.填空(每题2分，共30分)1.对于控制系统的基木要求表现为三个方面，分别是：稳定性,快速性,准确性。2.影响一阶系统响应快速性的主要参数为：时间常数T,影响二阶系统响应快速性的主要参数为：无阻尼H然频率血“阻尼比：。TV+13.若串联校正环节的传递函数为一，当2T时该环节为相位超前校正。7+14.控制系统的稳态谋养大小与系统的类世儿开环增益K和输入信号曲)有关。5.某线性定常系统，当输入为单位阶跃函数时，其输出尹(Z)的拉氏变换为7(5),则该
2、系统的传递函数为：s¥(s)。当输入为单位脉冲函数时，其输岀为脉冲响M函数2⑺W(t)。6.在系统开环伯徳图上，低频段反映了闭环系统的稳态特性，中频段反映了闭环系统的动态特性，高频段闭环系统的抗干扰能力特性。7.最小相位系统的定义为：系统开环传递函数G(s)的所有零点和极点均在s平而的左半平血,若故小相位系统具有4个极点，2个零点，当0->oo时，其相位角为：-180。。8.一系统的开环传递函数为G(s),则其相位裕量了为：存开环奈奎斯特图上，从原点到奈来斯特图与单位圆的交点连一尙线，该尙线与负实轴的夹角。9.系统的稳定性与结构参数有关,与外作用无关。10.若对某系统增加一
3、个靠近虚轴的零点，则该系统的超调量会增大。11.系统的开环传递函数为G(s)=,则其
4、G伽=1,0.55+1ZG(jct))=-180°-2arctan0.5(y。12.截至频率©，的定义为：系统闭坏频率特性的对数幅值下降到只零频率幅值以下3dB时的频率,系统的频宽是指：由0至处的频率范用°13.闭环系统的谐振峰值宦义为闭环频率特性的幅值的最人值坯。14.若已知单位负反馈系统的闭环传递函数为0($),则其开环传递函数GG)等于15.系统稳定的必要和充分条件是其特征方稈的所有的根都必须为负实数或为具有负实部的复数。二、问答题（每题8分，共40分）1.解：r(/)=Asin(妙
5、)=/sin(2加)c(t)=Bsin(e/+0)=Bsin(2加+/)G(ja))=-—=；；—{jco)~+2jco+44一or+j2a)
6、G(Jq)
7、=.2==1==0.0531+(2血2』0_兀2$+兀2B=G(jco]A=0.0531x10=0.531(2分)(3分)(P=ZG(yTy)二-arctan=-arctan7=19.5°4_矿-71^(3分)(pB=2加+19.5°2.解：（1）由图可以确定系统为I型系统，由1个积分环节和两个惯性环节组成，其传递函数形式为:$(7>+讯7>+1)所以:15G")_s(2s+1X0.2s+1)201g—-201g2^
8、c=0即,叭2叭3.解：由系统阶跃响应曲线有/7（oo）=3“tp=0.1切二（4一3）/3=33.3%KE系统闭环传递函数为：①（S）°°./+as+K、”+2歹©s+0）；(1)（1分）（1分）（2分）（2分）（2分）（1分）（1分）7t0」”J1-亍®联立求解得《厂人=小制皿=33.3%$=0.33con—33.28由式（1）K、=研=1108a=2他=221kK另夕卜〃（oo）=lims①（s）•-=lim———!=K2=3go5sT0£~+a$+K[（2分）（2分）（2分）4.解：由闭环传递函数G（s）得系统的开环传递函数为:G°G）=GG）1-G⑸4s（s+3
9、）（4分）（4分）所以该系统为I型系统，开环增益k=4/3,则斜坡输入下系统的稳态误差为:13e=—=—ssk45.解：由系统方框图得到系统输出为：C（s）=G脑3（s）N（s）+E（s）Gl（5）G2（s）G3（s）=Gn（s）G3（s）N（s）+［恥）-H（s）c（s）冏（5）G2（g（s）幣理丿r;得：=G加（曲）G仙2（也（s）（、11+恥02（册3&）恥）1+恥怜2（也（册0［）由输入心S）引起的系统的误差为:砒）=恥）_日（也（訂=恥）-G仙脑花）1+6伽2（也（肌）恥）恥）1+G«）G2（s）G3（s）H（s）恥）所以Er（s）二1R（s）一1+$（也（,也C
10、）H（s）（4分）由干扰N（s）引起的系统的误差为:Q」s）=7?（s）_Hg（s）=_G〃（$）G3（s）//（s）（｝1+琲虺（也（册（》U所以NG)G〃(sG(s)H(s)1+G
11、(s)G2(s)G3($)H(s)(4分)共30分）三.计算题（第1题20分，第2题10分,1•解：5(0.25+1)(0.55+1)（1）该系统的特征方程为：1+G（s）=l+s(0.2s+l)(0.5s+l)+K=0,0.1s'+0.7s2+s+K=0(1分)即,所以：00.0.7-0」K>
