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1、XX大学成人教育学院2022-2023学年度第二学期期末考试机械工程控制基础复习试卷2学习中心(教学点)批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题(共15题，总分值30分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1.关于开环传递函数G(三)、闭环传递函数GB(s)和辅助函数F(s)=1+G(三)三者之间的关系为(B)。(2分)A.三者的零点相同B.Gb(三)的极点与F(三)=1+G(s)的零点相同C.Gb(三)的极点与F(三)=1+G(s)的极点相同D.Gb(三)的零点与F(三)=1+G(s)的极点相同2 .如图所示，ABCD是未加校正环节前系统的BodC图
2、；ABEFL是加入某种串联校正环节后系统的BodC图，则系统采用了(B)校正。10100(2分)A.增益调整B.相位超前C.相位滞后D.相位滞后超前3 .已知系统的相位裕度为45,则（C）。（2分）A.系统稳定B.系统不稳定C.当幅值裕度大于。分贝时，系统稳定D.当幅值裕度小于或等于O分贝时，系统稳定4 .关于顺馈校正说法正确的是（C）。（2分）A.提高系统稳定性B.降低系统稳定性C.对系统稳定性无影响D.系统稳定性取决于是否引入干扰5 .以下校正方案不属于串联校正的是（D）。（2分）A.增益调整B.相位超前校正C.相位滞后校正D.顺馈校正6 .设系统的传递函数为G（三）=（2s2+3s+3）
3、（s3+2s2+s+K）,则此系统稳定的K值范围为（C）。（2分）A.KB.K0C.2K0D.20K07 .已知开环稳定的系统，其开环频率特性图NyqUiSt如图所示，则该闭环系统（B）。（2分）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.与系统初始状态有关8 .已知单位反馈系统传递函数G（三）=（S+2）s（s-2）（s-7）,则该系统（B）。（2分）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法判断9 .关于相位超前校正的作用和特点的说法错误的是（C）。（2分）A.增加系统稳定性C.降低系统稳态精度B .加大了带宽D .加快系统响应速度10 . 一个系统开环增益越大,则(A)o (2分)A.相对稳定性越小,
4、稳定误差越小C.相对稳定性越小,稳定误差越大11 .以下环节中可以作为相位校正超前环节的是(A. Gc(s)=(2s+l)(s+l)C. Gc(s)=(s+l)(2s+l)12.以下网络可以作为(D )。B.相对稳定性越大,稳定误差越大D.相对稳定性越大,稳定误差越小A ) o (2 分)B. Gc(s)=3*(2s+l)(3s+l)D. Gc(s)=3*(s+l)(2s+l)(2分)A. P校正B. Pl校正13 .增大系统开环增益可以(B )。(2分)A.提高系统相对稳定性 C.降低系统的稳态精度14 .下图所示的网络可以作为(C )装置。C. PD校正D. PID校正B.降低系统相对稳定
5、性D.加大系统的带宽，降低系统的响应速度(2分)A. PID校正C.相位滞后矫正15 .对于二阶系统，阻尼比越大则(B )。A.相对稳定性越小B.相对稳定性越大B.相位超前校正D.相位滞后-超前校正(2分)C.稳态误差越小 D.稳态误差越大二判断题(共9题，总分值9分正确的填涂“A”，错误的填涂B。)16 .极坐标图上的负实轴线相当于伯德图上的180度线，即对数相频特性图的横坐标轴。（1分）（B）17 .奈奎斯特轨迹与负实轴交点的频率，称为相位穿越频率或相位交界频率。（1分）（八）18 .PD调节器可以提高系统的相位裕度，提高系统的稳定性；增加系统的幅值穿越频率，提高系统响应的快速性。但系统的
6、高频增益上升，抗干扰能力减弱。（1分）（八）19 .为减少功率消耗，串联校正环节一般都放在前向通道的前端，即低功率部分。（1分）（八）20 .在为相位交界频率时，开环幅频特性的倒数，称为系统的幅值裕度。（1分）（八）21 .通过选择PlD调节器各部分的参数，使I部分发生在系统频率特性的低频段，以提高系统的稳态性能；而使D部分发生在系统频率特性的中频段，以改善系统的动态性能。（1分）（八）22 .PI调节器可以使系统的稳态误差得以消除或减少，改善了系统的稳态性能。因此在原系统的稳定裕度小时会被采用。（1分）（B）23 .一般情况下，儿个性能指标的要求往往是相互矛盾的。这种情况下，就要考虑哪个性能
7、要求是主要的，首先加以满足；另一些情况下，就要采取折衷的方案，并加上必要的校正，使两方面的性能要求都能得到适当满足。（1分）（八）24 .在3为剪切频率时，相频特性距180度线的相位差值称为相位裕度。（1分）（B）三填空题（共6题，总分值12分）25 .校正可以分为串联校正、反馈校正和顺馈校正等。（2分）26 .RoUth判据指出，R。Uth表中第一列各元符号改变的次数等于系统特征方程具有正实部特征根的个数。（2分）27 .对数幅频特性曲线与横轴交点的频率，亦即输入与输出幅值相等时的频率，称为剪切频率记为c0对数相频特性曲线与-180线交点的频率，称为相位穿越频率记为go（2分）28 .在=c
8、(O)时，相频特性NGH距-180线的相位差Y称为一相位裕度。当3=3g(3g0)时，开环幅频特性G(jg)H(j3g)的倒数一Kg,称为系统的幅值裕度29 .串联校正按校正环节GC(三)的性质可分为：增益调整、相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正O(2分)30 .由于实际系统往往存在非线性，因此，系统的动力学往往是建立在小偏差线性化的基础之上的。(2分)四计算题(共3题，总分值24分)31 .系统的传递函数方框图如下图所示。试确定K和取何值时,系统将维持以角频率3=2ST的持续振荡。XS)K(s+1)S3+6ZS2+25-1-l解：由已知条件知，系统一定存在一对共挽虚根，sL2=2
9、由方框图得，系统的特征方程为次+(2+K)s+Q+K)=0,列出RoUth表如下:12+Ka1+KS1(2+幻一小a0SO1+K0显然，只有当RoUth表中Sl行的元素全为0时，该特征方程才会有一对共聊纯虚根。1+K令（2+冷-=O,而其辅助方程为k+Q+K）=0解得对共挽虚根l+1+K=2(2+X)-=0 =0. 75联立方程Ya和解得=232.如图所示，其中ABC是未加校正环节前系统的Bode图；GHKL是加入某种串联校正环节后的系统Bode图。试说明它是哪种串联校正方法；写出校正环节的传递函数，说明它对系统性能的影响。解：它属于串联校正中的相位滞后校正，其传递函数可根据ABC及GHKL直
10、接写出O013校正的结果使系统的幅值穿越频率3C降低为0C,减少了系统的带宽,使系统的响应快速性下降，但是，可以通过增大低频段的增益，提高系统的稳态精度；同时，通过利用其高频段的锐减特性，使系统的稳定性得到改善。33.已知系统的特征方程为s4+3s3+3s2+2s+1=0,用劳思稳定判据判定系统是否稳定。（8分）解：J131533207?1劳思表第一列元素均为正数，故系统稳定。五简答题（共2题，总分值12分）34 .系统稳定性的定义是什么？（6分）答：若系统在初始状态的影响下，由它所引起的系统的时间响应随着时间的推移，逐渐衰减并趋向于零（即回到平衡位置），则称该系统为稳定的。35 .试写出PID控制器的传递函数。（6分）答：Pn）控制器的传递函数为G（三）=KP1+（lTis）+Tds。六综合分析题（共1题，总分值13分）36 .一液位控制系统，SM是直流伺服电动机。指出控制对象、控制元件、被控变量、扰动量和参考输入，绘出系统的元件框图。解：控制对象是水箱。控制元件包括放大器，浮子，直流伺服电动机阀门，电位器。扰动量包括出水量和进水管压力变化等。参考输入是电位器Rl的活动端电压uL系统元件框图见下图:
