南理工2010控制工程基础试卷标准答案.pdf

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1、南京理工大学课程考试试卷答案及评分标准1课程名称：控制工程基础学分：3教学大纲编号：010263011R+CsUso()RRCs+1R试卷编号：01026301049考试方式：闭卷满分分值：100考试时间：120分钟Us()=1=R=LRCs2LsR……4分++iLs+Ls+（给分点仅供参考）1RCs+1+Cs一、（共10分）R上式可以进一步化简得到：解：（方法1）做各部分电流假设为iii,,，根据基尔霍夫有关定律可得到：LRCUs()1o=Us()L……3分itL()=itR()+itC()iLCs2+s+1Rdit()ut()=

2、LiL+ut()io即是传递函数dtuto()=RitiR()注：该题为基本题，考核如何列写实际系统的传递函数。1Riti()=iitdt()……3分二、（共10分）R∫CC解：（方法1方框图法）四个方程式可以消去三个中间变量iii,,。LRCGs()3首先对上述方程组进行拉氏变换，得：Xsi()Xso()IsL()=IsR()+IC()sGs1()Gs4()Is()=Is()+Is()LRC1Us()=LSIsi()+Us()Is()=i[Us()-Us()]iLoLLSioGs2()Us()=RIsi()

3、⇒oR11Is()=iUs()……3分RoHs()RIsiR()=iIC()sRCsIs()=RCsIsi()=CsUsi()CRo首先，合并Gs()和Gs()：1112即有：i[Us()-Us()]=iUs()+CsUsi()ioooLSR⇒RUsi[()-Us()]=LsUsi()+RLCsUs2i()Gs()iooo3⇒RUsi()[=RLCs2+LsRUs+]i()Xs()Xs()ioiGs()oGs1()+Gs2()4Us()R……3分o整理后，得到传递函数为Gs()==Us()RLCs2+Ls+RHs()i…

4、…3分Uso()1接着移动A点到B点，打开交联的两个环：⇒=……1分Us()2LiLCs+s+1R（方法2）（如单独用此方法，没有列出微分方程应该扣去3分）应用复阻抗法，由图可以直接写出传递函数Uo(s)/Ui(s)：第1页共6页P=GsGsP()(),=GsGsP()(),=GsGsP()(),=GsGs()()113214323424课程名称：控制工程基础学分：3教学大纲编号：01026301回路有两条，其增益分别为：……3分试卷编号：01026301049考试方式：闭卷满分分值：100考试时间：120分钟L=-GsGsHsL()()

5、(),=-GsGsHs()()()114224Gs3()所有回路均与前向通道接触，没有互不接触回路。流图特征式为：……2分Gs()4D=-1(L+L)1=+GsGsHs()()()+GsGsHs()()()121424Xsi()Xso()余因子式为：Gs1()+Gs2()Gs4()……2分D=D=D=D=11234Hs()根据梅逊公式，系统的传递函数为：接着可以分别合并前面的负反馈环节和后面的并联环节，得：……2分4Xs()1GsGs()()+GsGs()()+GsGs()()+GsGs()()o13142324=∑PiD=iXsi()G

6、s()[iGs()+Gs()]Gs()Xso()Xsi()Di=11+GsGsHs1()4()()+GsGsHs2()4()()4121+31+GsHs()()[iGs()+Gs()]Gs4()……1分412注：该题为基本题，考核如何化简方框图求解系统的传递函数。最后根据串联法则，得到：三、（共10分）……2分KXs()[Gs()+Gs()][iGs()+Gs()]Xs()解：惯性环节的传递函数表达式为：Gs()=i3412oTs+11+GsHs()()[iGs()+Gs()]1412单位阶跃输入为：rt()1=⇒Rs()=……2分s即，

7、闭环传递函数为：所以，惯性环节的输出表达式为：1KXso()[Gs3()+Gs4()][iGs1()+Gs2()]……2分Ys()=RsGs()i()=i=sTs+1Xs()1+GsHs()()[iGs()+Gs()]i412KKT11⇒-=K[-]Xs()GsGs()()+GsGs()()+GsGs()()+GsGs()()sTs+1s1o13142324s+进一步化简为：=TXs()1+GsGsHs()()()+GsGsHs()()()i1424经过拉式反变换之后，得到时域输出为：……2分（方法2梅逊公式法）……1分-tyt()=Ki

8、(1-eT)1()it根据结构图和信号流图之间的关系，可以绘出与之对应的信号流图如下所示：tGs()-3由t®¥时,y(t)=6，可得：y()¥=Ki(1-eT)1()it=K=6……2分Gs