1、题号 一 二 三 四 五 六 七 总 分分数 16 12 24 16 12 9 11成绩一、 （共 16 分，每空 2 分）填空题。1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（ ） 。2、传递函数的定义是（ ） 。3、 的拉氏反变换为（ ） 。23)(sF4、非最小相位系统是指（ ） 。5、某闭环传递函数为 的控制系统的截止频率 为（ ） 。12)(sRCbsrad/6、线 性 采 样 系 统 稳 定 的 充 要 条 件 是 其 特 征 根 均 位 于 z 平 面 （ ） 。7、已 知 某 控 制 系 统 开 环 传 递 函 数 为 ， 则 该 系 统 的 剪 切 频 率 为 （ ） ，1sc s
2、rad/相角储备 为（ ）度。二、 （共 12 分）系统的方块图如下，试求：1、通过方块图化简求闭环传递函数 （用梅逊公式也可） 。 （8 分）sRC2、误差传递函数 。 （4 分）)(sREG1R ( s ) C ( s )G7G5G2G3G6E ( s )G4三、 （共 24 分）某单位负反馈控制系统如图，阻尼比 ，试求：5.0R ( s )C ( s ) )1(sK1、 系统类型、阶次。 （2 分）2、 K、无阻尼振荡角频率 、有阻尼振荡角频率 的值。 （6 分）nd3、 系统的开环传递函数 。 （2 分）)(sGK4、 静态误差系数 Kp，K v 和 Ka。 （3 分）5、 系统对单位
3、阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差 ， ， 。 （3 分）spesvae6、 峰值时间 ，最大超调量 。 （4 分）t%p7、 输入信号为 时，系统的稳态输出 、输出最大值 。 （4 分）2)(r)(cmaxc四、 （共 16 分）传递函数题。1、 （从图(a) ，( b)中选作一题）求系统输入为 ，输出为 时的传递函数 。 （6 分）ixo)(sXiomfk2k1ixoxixoR1R2C注：图(a )中， , 是位移量；图( b)中， , 是电压量。ixoio(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 。 （6 分）)(sG1/sraddBL/)(02 0
4、0 . 5ecB2ec/3、已知采样控制系统如图所示，写出系统的闭环脉冲传递函数 。 （4 分）)(zRC-+)(2sG)( sC)(1sG)( sH)( sR五、 （共 12 分）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试确定使系统产生持)42()sKsK续振荡的 值，并求振荡频率 。 （6 分）K2、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，P R为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。 （6 分）R eI m0)(L)()jHG)0,1(j2R 2RP（a） （b）燕山大学试卷 密 封 线 共 8 页 第 7 页六、 （共 9
5、 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为 ，试求：)2(4)sGK1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。 （4 分）2、输入为 时，闭环系统的稳态输出 。 （5 分）)902sin()ttr sc七、 （共 11 分）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？（4 分）- 1- 1- 2- 2- 1- 2- 2)(L)(L- 10 d B0 d B注：-1 表示-20
6、dB/dec ，-2 表示-40dB/dec（a） （b）一、 （共 16 分，每空 2 分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比3、 tte24、若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面s 的右半部，则称为非最小相位传递函数，相应的系统称为非最小相位系统5、0.56、以圆心为原点的单位圆内7、 ， 120 3二、 （共 12 分）1、 （8 分）将 A 点后移G1R ( s )C ( s )G7G5G2G3G6/ G4E ( s )G4G1R ( s )C ( s )G7E ( s )G2G3G41 + G3G4G5+ G2G3G6G1
7、R ( s )C ( s )G7G5G2G3G6E ( s )G4AG1R ( s )C ( s )G7G2E ( s )G3G41 + G3G4G5G6/ G4R ( s )C ( s )G1G2G3G41 + G3G4G5+ G2G3G6+ G1G2G3G4G7所以， 74321632543411)( GGsRC2、 （4 分） 7432163254377)()()( sRCE 三、 （共 24 分）1、1 型、2 阶 （2 分）2、K=1 （2 分）=1 （2 分）nsrad/（2 分）86.03srad/3、 （2 分）)1()sGK4、 （1 分）lim0p1 （1 分）Ksv（1
8、分）)(li20a5、 （1 分）/pspe1 （1 分）vv（1 分）as/6、 3.63 （2 分）32dpt（2 分）%3.160%10225.1eep7、 ；)()(2ssGRsCB（2 分）1lim)(lilim200 sCtcst（2 分）3.1(2axp四、 （共 16 分）1、 （从图(a) ，( b)中选作一题） 。 （6 分）(a)解：列写动力学微分方程： 0)(212 oioo xkdtxft经拉式变换得： ()()(2sXsXms i )(2121ksf iooo化简并整理，得： 212)(kfssi (b)解：采用运算电阻的方法： 1)CR(1/RC)( 2121 s
9、ssXio2、 （6 分）系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即 TKG由 20lgK20 得 K10；转角频率 0.5，得 T2。所以，T120)(s3、 （4 分） )(1)(2zHzRC五、 （共 12 分）1、 （6 分）方法一：系统的闭环传递函数为： KssGB42)(3特征方程为： 0)(23sD列劳斯表s3 1 4s2 2 Ks1 s0 K要使系统稳定，则 。得：24;08所以，使系统产生持续振荡的 值为： 将 代入特征方程，即8K)2(4)(223 sssD解得其虚根为， 。所以，振荡频率j方法二：系统临界稳定，所以过 点，则)0,1(ssKsGK 424()32 )(jjj
10、 ，即3203所以， ，82、 （6 分）（a）N N 020，Z RP R2N 6，所以闭环不稳定。 （3 分）（b）N N 211，Z RP R2N 0，所以闭环稳定。 （3 分）六、 （共 9 分）1、 （4 分）)15.0(2)(4)ssGK所以， ， ；dBK6lgl2T- 2 0 d B / d e c10- 4 0 d B / d e c2d62lgL/1sra2、 （5 分）闭环传函为 ，42)(1)(sGsKB频率特性为 42jj， ，即：214)()2A1)2(A，即：904arctg90；)( )(系统稳态输出为： ts2in七、 （共 11 分）1、相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正。 （3 分）2、 （a）串联相位滞后校正。 （2 分）（b）串联相位超前校正。 （2 分）3、相位滞后校正提高了低频段的增益，可减少系统的稳态误差。 （2 分）相位超前校正改善了系统的稳定性，使剪切频率变大，提高系统的快速性。 （2 分）
