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1、控制工程基础考试卷及答案西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名:学号：题号一二三四总分得分一.填空题（共24分，每空1.5分）1. 实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。P22. 若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件 为线性元件。P63. 系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重 要性质是具有齐次性和叠加性。P134. 在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的闭环传递函数。P275. 动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初 始状态到稳定状态的响应过程。P356. 乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。P5
2、57. 最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点 和右零点的系统。P708. 系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s 的左半平面。P1019. 系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。P10510. 开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特 性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了 闭环系统的复杂性。P117二. 判断题（共20分，每空2分）1. 实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是 相同的。P3 （V）2. 结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。P22 （V）3. 稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。P35（X）4
3、. 开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应 的开环系统积分个数越多，放大系数越大。P74（V）5. 对于稳定的系统，G（jS）HC）曲线离（-l,j0）点越近, 闭环系统稳定程度越高。P97（X）6. 对于一个稳定系统，稳态响应中的暂态分量随着时间的 推移逐渐减小并趋近于零。P106（V）7. 自动控制系统在给定输入信号的作用下，系统的稳态误差与系统的结构、参数和给定信号的形成有关。 P107（V）8. 为满足稳态精度要求，要保持系统有一定的开环增益,超前网络的衰减损失就必须用减小放大器的增益来补 偿。P119（X）9. 在描述同一控制系统时，状态空间模型和I/O模型可以 相互转换。
4、P145 （V）10. 经典控制理论中用传递函数描述系统的输入-输出 特性，被控量就是输入量。P146（X）三. 简述题。（共16分，每题8分）1. 简述建立系统微分方程的步骤是什么？ P10答：1）全面了解系统的工作原理、结构、组成和支配系 统运动的物理规律，确定系统和各元件的输入量和输出 量。2 ）从系统的输入端开始，根据各元件或环节所遵循2）反馈校正：从系统中某一环节引出反馈信号，通过的物理规律，依此列写它们的微分方程。3）将各元件或环节的微分方程联立起来消去 中间变量，求取一个仅含有系统的输入量和输出 量的微分方程。4）将该方程整理成标准形式。即把与输入量有关的各项放在方程的右边，把与
5、输出量有关的G1G2G3G41tG1G2RG3G4G1G4G2G3G4KG1 G2+G2G3-G3G4+G1G2G3G4R各项放在方程的左边，各导数项按降幂排列，并 将方程式中的系数化为具有一定物理意义的表示 形式。2什么是系统的校正？系统的校正有哪些方式？P118答：校正就是在系统中增加新的环节，以改善系统性校正装置G （s）构成局部反馈回路。C四. 计算题。（共40分）能的方法1化简图1所示的结构图。（9分）1）串联校正：串联校正指校正装置G （s）串联在刖向通 CP25道中。解:2. 已知系统的传递函数为试绘制该系统的开环幅相频率特性曲线。（12分）P60解：该系统由比例环节、积分环节和
6、惯性环节组成，其频率特性表达式为4. 一个反馈控制系统的特征方程为开环幅频、相频特性为G（jS）曲线的起点为G（jS）曲线的终点为绘制其开环幅相频率特性曲线如右图。3. 某最小相位系统,其开环对数幅频特性如图所 示，试写出该系统的开环传递函数。解：由图知，该系统是由比例、积分和惯性环节形成。则传递函数为又有t =丄=丄=1.25 w 0.8因为 L（0.8）= 20dB，即 A（0.8）= 10，根据渐近 Re线幅频特性特点，有得K二8所以，该传递函数为试确定该闭环系统稳定的K值。（10分）P89解：该题给出了系统闭环特征方程，可利用劳思判据求出 K值范围S312K + 352 5K105010要使系统稳定必须满足q由以上三式得K 0.5即为所求。
