控制工程基础考试卷参考答案评分标准..doc

******大 学 考 试 试 卷 试卷编号：****** 20 —20 学年 第 学期 课程名称：机械控制工程基础 考试时间: 2011 年__12_ 月__10_日 考试性质（正考、补考或其它）：[ ] 考试方式(开卷、闭卷)：[ ] 试卷类别(A、B):[ ] 共 5 大题 温 馨 提 示 请考生自觉遵守考试纪律，争做文明诚信的大学生。如有违犯考试纪律，将严格按照《******大学学生违纪处分暂行规定》处理。 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 总 分 得分 填空题(每题2分，共10分) 01．系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是_____________系统。 02．系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从_____________________到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于_________时系统的输出状态。 03．________________环节的传递函数是 。 04．线性定常系统稳定的充要条件是________________________________。 05．如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为_________系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 简答题(每题4分，共20分) 01．一般而言对控制系统的基本要求是什么？ 02．传递函数的主要特点是什么？ 03．常用的典型输入信号有哪些？ 04．频率特性的含义是什么？ 05．二阶系统响应的性能指标有哪些？？ 绘图题（每题10分，共20分) 01、绘制对应系统的Nyquist图。 (1) (2) 02、绘制对应系统的Bode幅频特性图。 (1) (2) 分析题（每题10分，共10分） 01.试求闭环传递函数 计算题（每题10分，共40分） 01.已知系统的结构图如图所示，若 时,最大超调量Mp=10％ 02.设单位反馈系统的闭环传递函数为 用Routh判据讨论系统稳定时K值的范围。 03.已知系统的闭环传递函数为,求系统在输入信号x(t)=2sint作用下稳态响应。 04.系统在单位阶跃信号 信号输入作用下的输出为y(t)=2t+3e-2t-et ,求系统的传递函数。 参考答案及评分标准 一．填空题(每题2分，共10分) 01．稳定 02．时刻0开始，无穷大 03．惯性环节04．系统特征根全部具有负实部 05．离散系统 二．简答题(每题4分，共20分) 01．①系统的稳定性 ② 响应的快速性 ③ 响应的准确性。 02．①其分母与分子反映系统与外界无关的固有特性和系统与外界之间的联系 ② 输入已定时输出取决于传递函数 ③ 分母的阶数比分子高 ④ 传递函数量纲可有可无 ⑤同一传递函数可以描述不同的物理系统。 03．①单位脉冲信号 ② 单位阶级跃信号 ③ 单位斜坡信号 ④ 单位抛物线信号 ⑤正弦信号。 04．幅频特性A(w)和相频特性φ(w)统称为系频率特性。幅频特性反映系统稳态输出与输入的幅值比，相频特性反映系统稳态输出与输入信号的相位差。 05．二阶系统响应的性能指标有上升时间，峰值时间，最大超调量，调整时间和震荡次数。 评分标准：题中每少一个答案要点扣1分。 三．绘图题（每题10分，共20分) 01. (1) Nyquist图如下： (2) Nyquist图如下： 02. (1) Bode幅频特性图如下： (2) Bode幅频特性图如下： 评分标准：图中每错一个关键数据点扣1分。 四．分析题（每题10分，共10分） 01.第一个相加点后移等效变化如下： 基本反馈和并联等效变化如下： 闭环传递函数为： 五.计算题（每题10分，共40分） 01.系统结构简化后闭环传递函数为: 二阶系统的阻尼系数为: Mp=10％得到阻尼系数： =0.59得到: 02. Routh表如下： 系统稳定需要满足： K0且2- K/30 故K的取值范围为: 0K6 03．由题知 则 系统稳态响应为： 04．系统的传递函数为：  － R(s) G1(