太原理工大学 控制工程试题

考试方式： 闭卷 ： …………………………………………密…………………………封……………………………………线…………………………………
太原理工大学
专业： 题 得 号 分 机械 06 一 二 三 四
机械控制工程基础
五 六 七
试卷 B
分钟 共 九 10 页 八 总 分
考试日期：6 月 2 日 时间： 120
一、选择题（每题 2 分，共 30 分） 1．开环系统与闭环系统最本质的区别是（ ）
(密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题，违者按零分计)
A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用。 B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用。 C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路。 D. 开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路。 2．线性系统与非线性系统的根本区别在于（ ）
学号
A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数， B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统由多个外加输入。 C. 线性系统满足叠加原理，而非线性系统不满足。 D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际系统中存在很少。 3．若 F(s)= A. 1
姓名
4s + 1 s2 + s
，则 Lim f(t)=(
t →∞
)。
B. 4
C. ∞
D. 0
专业班级
4.系统的传递函数为 G ( S ) =
( S + 7)( S ? 2)
(4 S + 1)( S ? 3)
,其零，极点是（
）.
A.零点 S = -0.25,S = 3 ; 极点 S = -7 ,S = 2 . B.零点 S = 7,S = - 2 ; 极点 S = 0.25,S = 3 . C.零点 S = -7,S = 2 ; 极点 S = -1 ,S = 3 . D.零点 S = -7,S = 2; 极点 S = -0.25,S = 3.
& 5.系统的微分方程为 && 0 (t)+t x 0 (t)+4x0(t)=3xi(t)，它是( x
A. 线性时变系统 C. 线性定常系统 B. 非线性系统 D. 非性线时变系统
)。
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6.已知 F(s)=
1 -1 ，则 L ［F(s)］为( s(s + 1)
)
6. 7. 某环节的传递函数为 G(s)= A. 延时环节
1 ，它是( 2s + 1
) D. 积分环节 )。
B. 比例环节
C. 惯性环节
8. 一阶系统的传递函数为 A. 3.75，1.25
15 ，则系统的增益 K 和时间常数 T 依次为( 4s + 5
C. 0.8，3 D. 1.25，3.75 )。
B. 3，0.8
9.若系统的传递函数在右半 S 平面上没有零点和极点，则该系统称作( A. 非最小相位系统 C. 不稳定系统 B. 最小相位系统 D. 振荡系统 )。
10.对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数 G(s)为( A. s B.
1 1+ s 1 s
)。
C.
D. 1+s 11.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以( A. 减少上升时间和峰值时间 C. 提高上升时间和调整时间
B. 提高上升时间和峰值时间 D. 减少超调量
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12.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( …………………………………………密…………………………封……………………………………线…………………………………
)
A.
G(S)H(S) 1 + G(S)H(S)
B.
G(S) ? H(S) 1 - G(S)
学号
C. 1+G(S)·H(S) 13. .图示系统的微分方程为( A. m && (t)+(k1+k2)y(t)=f(t) y B. m && (t)+(k1-k2)y(t)=f(t) y C. m && (t)+( y )。
D.
G(S) 1 + G(S)H(S)
(密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题，违者按零分计)
k1 + k 2 )y(t)=f(t) k1 ? k 2
姓名
D. m && (t)+( y
k1 + k2 )y(t)=f(t) k ? k2
14.二阶系统的传递函数为 A.10 B.0.5
8 ,则系统增益为( (s + 0.5)(s+ 4)
C.4 D.5
)
系 专业班级
15 二阶系统的传递函数 G(s)=
15 ，其阻尼比ζ是( 2s + 2s + 72
2
)。
A.
1 12
B.
1 2
C. 2
D.
1 6 2
.
二．填空题（每空 1 分，共 20 分） 1 系统稳定的充要条件为 2.自动控制系统按控制系统有无反馈来分可分为 按控制作用的特点分可分为 。 3.稳态误差的大小与系统所用的 都有密切关系。 4.对于 与 系统，当 时，系统的传递函数定义为 之比。
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。 和 ，
学院
，
，

5. 6.时域分析是根据系统的 解出系统的 系统的性能。 7．系统的时间响应指的是 以 ，然后根据
称为积分环节。 变换为数学工具， 直接 及其 来分析
。 。
三．设某控制系统的结构如图所示，输入信号 r(t)=1(t)，KP 为放大器增益，试计算 KP=200 时，输 出信号 c(t)的性能指标：峰值时间 tp，调整时间 ts，超调量 σ%．如果将放大器增益增大到 KP=1500 或减小到 KP=40 时，那么对响应的动态性能有何影响？ (14 分)
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学院 (密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题，违者按零分计)
系 专业班级
姓名
学号
…………………………………………密…………………………封……………………………………线…………………………………
。 四.求图示系统传递函数 U0（S）/UI（S）
ui C1 R1
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R2 u0 （6 分）
C2

五．单位反馈系统中，开环传递函数如下：
G (s ) =
K S (0.1S + 1)(0.25S + 1)
（6 分）
试确定闭环系统稳定的 K 值范围
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学院 (密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题，违者按零分计)
系 专业班级
姓名
学号
…………………………………………密…………………………封……………………………………线………………………………… 定性，并求稳态误差。
六.已知系统的结构如图所示，当输入信号 r(t)= t。1（t）,干扰信号 n(t)=1(t)时，判断系统稳
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（8 分）

七.求图示系统传递函数 （8 分）
H4
R(S) + _ + _ + C(S)
G1
G2
G3
G4
H1
+ _
H2
H3
+
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学院 (密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题，违者按零分计)
系 专业班级
姓名
学号
…………………………………………密…………………………封……………………………………线…………………………………
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八．设系统开环频率特性如图所示，试判别系统的稳定性。其中 P 为开环右极点数,γ 为开环传递 函数中的积分环节数目。 分） （8
Im
Im
γ =0
?1
P =1
P=0 γ =2
?1
0
Re
0
Re
a) Im
P=0 γ =3
?1
P =1 γ =1
b) Im
0
Re
?1
0
Re
c)
Im
d)
P =1 γ =0
Im
P=0 γ =2
?1
0
Re
?1
0
Re
e)
Im
f)
Im
γ =0
?1
P=2
P=0 γ =0
0
?1
0
Re
Re
g)
h)
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