机械工程控制考查试卷1

卷号：（A、B） （2011年5月）

机密

襄樊学院学院期末考查试卷

机械工程控制

考试范围 考试形式 开卷

1～6章

命题人 机械汽车学院

机械制造及其

课程类别 必选 学 期 自动化

大题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 班级 满 分 得 分 8 6 12 9 16 8 24 12 5 学号 姓名 阅卷人 总分

本题得分 一、填空题（本题共 8 空，每空 1 分，共 8 分）

1、根据有无反馈，控制系统可分为：（ ）和（ ）两类。 2、传递函数的定义是（ ）。

s33、F(s)2的拉氏反变换为（ ）。

s3s24、非最小相位系统是指（ ）。

C(s)15、某闭环传递函数为的控制系统的截止频率b为（ ）rad/s。 R(s)2s16、已知某控制系统开环传递函数为2，则该系统的剪切频率c为（ ）

s1rad/s，相角储备为（ ）度。

.

精选

本题得分 二、计算题（本题共2小题,每小题 3分，共 6分） （要求写出主要计算步骤及结果）

1、通过方块图化简求闭环传递函数Cs（用梅逊公式也可）。

Rs2、误差传递函数E(s)。 G6R(s)R(s)＋E(s)＋－＋G2G3G1G4－－G5G7C(s)

本题得分 三、计算题（本题共4小题,每小题 3 分，共 12 分） （要求写出主要计算步骤及结果）

1、（从图(a)，(b)中选作一题）求系统输入为xi，输出为xo时的传递函数

Xo(s)

。 Xi(s)

k1mfk2xixo

R1xiR2Cxo

注：图(a)中，xi,xo是位移量；图(b)中，xi,xo是电压量。

(a) (b)

2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图，试求对应的传递函数G(s)。 L()/dB200dB/dec20dB/dec0dB0.5/rads1

3、系统结构图如图3所示，现测得系统的单位脉冲响应为h(t)e0.3tsin0.4t，试确定

.

精选

该系统的传递函数G(s)。

R(s)G(s)C(s)图3

4、已知一单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线如下图所示，求系统的闭环传递函数。

Xc(t) 2.18 2 本题得分 tm 0.8 t (s)

四、计算题（本题共__3_小题,共 9 分） （要求写出主要计算步骤及结果）

图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，

采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问： 1、串联校正有哪几种形式？（3分） 2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分） 3、图（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？（2分）

L()-1-1-2L()-1-1-2-20dB-20dB 注：-1表示-20dB/dec，-2表示-40dB/dec

（a） （b）

本题得分 五、计算题（本题共4小题,每小题4分，共 16分） （要求写出主要计算步骤及结果）

.

精选

系统结构图如图5所示，该系统在输入r(t)sint作用下产生谐振，现测得谐振峰值为1.24。问：

(1) 系统的谐振频率是多少？(2) 系统的剪切频率是多少？(3) 系统的相角裕度是多少？(4) 要使系统在输入下不产生谐振，T不变情况下，K值至少要增大或减少多少倍？

R(s)Ks(Ts1)C(s) 图5

本题得分 六、计算题（本题共2小题,每小题4分，共 8分） （要求写出主要计算步骤及结果）

1、系统结构图如图1所示，根据频率特性的物理意义，求出在输入信号r(t)sin(t30o)作用下系统的稳态输出css和稳态误差ess。

R(s)1s1C(s)

图1

2、 设由运算放大器组成的控制系统模拟电路如图2所示，其中的运算放大器认为是理想放大器（K），试求该系统的闭环传递函数。

R1C2R4urR0C1KR0R2R3KKuc 图2

本题得分 七、计算题（本题共__7_小题,每小题 分，共 24分） （要求写出主要计算步骤及结果）

某单位负反馈控制系统如图，阻尼比0.5，试求：

R(s)＋－Ks(s1)C(s) .

精选

1、 系统类型、阶次。（2分）

2、 K、无阻尼振荡角频率n、有阻尼振荡角频率d的值。（6分） 3、 系统的开环传递函数GK(s)。（2分） 4、 静态误差系数Kp，Kv和Ka。（3分）

5、 系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差essp，essv，essa。（3分） 6、 峰值时间tp，最大超调量p%。（4分）

7、 输入信号为r(t)2时，系统的稳态输出c()、输出最大值cmax。（4分）

本题得分 八、计算题（本题共2小题,每小题 6 分，共12分） （要求写出主要计算步骤及结果）

1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为GK(s)K，试确定使系统产生持

2s(s2s4)续振荡的K值，并求振荡频率。（6分）

2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（b）为另一系统的开环对数幅相频率特性曲线，PR为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。（6分）

PR2ImG(j)H(j)L()0PR2(1,j0)Re0()

本题得分 九、计算题（本题共2_小题,每小题 分，共 5分） （要求写出主要计算步骤及结果）

已知单位负反馈系统的开环传递函数为GK(s)1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（2分）

2、输入为r(t)2sin(2t90)时，闭环系统的稳态输出css。（3分）

4，试求：

s(s2)

.