控工样卷1

一、 填空题（每空1分，10题共20分）

1． 控制系统由 两部分组成，对其的三个基本要求是 。 2． 所谓反馈是指 。 3． 经典控制理论主要是在 域内利用 作为数学模型来研究单输入单输出线性系统的控制问题；现代控制理论主要是在 域内利用 作为数学模型来研究多输入多输出系统的最优控制问题。

4． 复杂系统的建模往往是 法与 法相结合的多次反复的过程。 5． 传递函数通过系统 与 之间的关系来描述系统的固有特性。其分母反映了系统的 ，其分子则反映了 。 6． 系统的瞬态响应是指 。

7． 单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=1s(Ts+1)，则系统满足相位裕量为45°的幅值穿越频率和惯性环节时间常数T分别为 和 。

8． 设单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=2s(s+1)，输入信号为

r(t)=2sin(t+150)时，系统输出为 。

9． 已知单位反馈系统开环传递函数为G(s)=16s(0.25s+1)，其对应系统的超调量和调整时间（Δ=0.02）分别为 、 。

10. 超前校正环节Gc(s)=

2s+1

的最大相位超前量所对应的频率为 。

0.32s+1

二、单项选择题（每题2分，10题共20分）

1．1932年提出在频域内研究系统的频率响应法的是： ( ) (A) J.C.Maxwell (B) H.Nyquist (C) Routh (D) N.Weiner

2．输入已知，确定系统，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为： （ ） (A) 系统分析问题 (B) 最优控制问题 (C) 最优设计问题 (D) 滤波与预测问题 3．二阶振荡环节Nyquist图中与虚轴交点的频率为： （ ） (A)幅值交界频率 (B)无阻尼固有频率 (C)谐振频率 (D)截止频率

1

4．设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=

30(10s+1)2

，输入为r(t)=2+5t+3t， 2

s(s+1)

（t≥0），则系统的稳态误差为：(A) 0.3 (B) 0.15 (C) 0.1 (D) 0.2 ( ) 5．随动系统要求系统的输出信号能跟随： ( ) (A)反馈信号的变化 (B)干扰信号的变化 (C)输入信号的变化 (D)偏差信号的变化 则系统的传递函数是： ( ) 6．已知系统的单位阶跃响应x0(t)=2(1−e−0.5t)，（A）

2 （B）1 （C）1 （D）1

2s+12s+10.5s+1s+2

ωd和ωr的描述正确的是： ( ) 7．以下对二阶系统频率参量ωn、

(A) ξ>0.707时有ωn>ωr>ωd (B) 0≤ξ≤0.707时有ωn>ωd>ωr (C) ξ=0.707时有ωr>ωn>ωd (D) ξ>1时有ωn>ωr>ωd

8．惯性环节G(s)=7s+2的单位阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为： ( ) （A）0.5 (B）2 （C）3.5 （D）7

9．已知系统开环频率特性如下图所示，其中对应闭环系统不稳定的是： ( )

10．系统开环频率特性如下图所示，以下判断正确的是： ( ) (A) k=ω2ωc(B) k=ω1ωc (C) k=ω1ω2 (D) k=ω2ωc2ω1 ω2 ωc ω1 三、简答题（每题5分，2题共10分）

1、简述在最小相位系统前向通路中分别增加积分、微分及惯性环节对系统稳定性的影响。 2、简述串联校正中相位超前校正与相位滞后校正的主要特点与应用上的区别。

2

四、计算题（5题共30分）

1．（5分）已知系统的特征方程如下所示，试判别系统的稳定性，并确定在右半s平面其根的个数。

D(s)=s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0

2．（5分）已知系统开环传递函数为Gk(s)=序以完成以下功能：

⑴ 建立该系统开、闭环数学模型； ⑵ 绘制其单位脉冲响应曲线； ⑶ 绘制其单位阶跃响应曲线； ⑷ 绘制其开环nyquist图；

⑸ 绘制其开环Bode图，并给出稳定裕度及交界频率值。

3．（5分）系统传递函数方框图如下所示，求其传递函数，要求写出结果即可。

200(s+2)

，试用matlab编写仿真程

s(s+4)(s+10)

4．（5分）系统开环传递函数G(s)=

1

，按简要步骤绘制其nyquist图。

(1+0.5s)(1+2s)

2000

，试完成以下步骤：

s(s+2)(s+20)

5．（10分）已知单位反馈开环传递函数为G(s)=

⑴（7分）画出系统开环对数幅频特性渐进曲线。 ⑵（3分）计算系统相位裕度并判断系统稳定性。

3