适用专业: 考试日期：
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分
一、（每小题5分，共10分）简答题
1、对广义控制系统，按反馈情况可分为哪两类控制系统？简要说明之。
2、简述控制工程上对控制系统的基本要求。
二、（10分）某仓库大门控制系统如图一所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理方框图。
图一 仓库大门控制系统
三、（10分）图二所示是由电阻R、电感L和电容C组成的RLC无源网络，试列写出以为输入量，以为输出量的网络微分方程并求其传递函数。（函数在零初始条件下的拉斯变换为： ）
图二 RLC无源网络
四、（14分）试求图三所示控制系统的传递函数
图三 控制系统结构图
五、（18分）二阶系统如图四所示，其中,，当输入信号为单位阶跃函数时，试求：
（1）该系统的性能指标、、和；
（2）概略绘出系统的单位阶跃响应曲线。
图四
六、（14分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为，试求：（1）确定系统稳定时开环增益K值的范围；
（2）当输入斜波函数时，系统的稳态误差的K值。
七、（12分）设单位反馈控制系统的开环传递函数为，当系统输入为时，求系统的稳态输出。
八、（12分）试分别概略绘制传递函数（T为惯性环节时间常数）的Nyquist图Bode图。
《控制工程基础》期末试卷A答案
适用专业:考试时间：
考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分
一、（每小题5分，共10分）解：
1、按反馈情况可分为：开环系统和闭环系统。
（1）开环系统：当一个系统以所需的方框图表示而没有反馈回路时，称之为开环系统。
（2）闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为开环系统。 （5分）
2、工程上是从稳定性、快速性、准确性三个方面来评价一个控制系统的性能优劣。
（1）稳定性：稳定性是指系统重新恢复平衡状态的能力。
（2）快速性：快速性是指动态过程进行的时间长短。
（3）准确性：准确性是指系统过渡到新的平衡状态以后或系统受干扰后重新恢复平衡，最终保持的精度。 （5分）
二、（10分）解：当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与开门实际位置间的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起，与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框如下图所示： （5分）
仓库大门控制系统方框图
（5分）
三、（10分）解： ----------（1）
-------------------------（2）
由（2）得:
---------------------------------------- (4)
将（3）、（4）代人（1）得：
（5分）
在零初始条件下 ]得：
传递函数为： （5分）
四、（14分）解：一条前向通道
（3分）
三条反馈回路：
，
（3分）
特征式
（3分）
余子式 （2分）
（3分）
五、（18分）解：系统的闭环传递函数为：
（2分）
上升时间： （3分）
峰值时间： （3分）
超调量： （3分）
调节时间： （3分）
（3）概略绘出系统的单位阶跃响应曲线如下：
（4分）
六、（14分）解：（1）系统的闭环传递函数为：
系统的特征方程为：
由稳定的必要条件可知,
由列劳斯表可得：
根据劳斯判据，系统稳定必须满足：
（7分）
（2）将 化为标准形式：
，当斜坡函数输入时，
系统的稳态误差
（7分）
七、（12分）解：系统的闭环传递函数
且，当时，幅植及相角分别为：
（6分）
系统的稳态输出为：
（6分）
八、（12分）频率特性为:
（1）Nyquist图
当ω=0时， 取M(ω)=1， φ(ω)=0；
当ω=1/T时， 取M(ω)=0.707,φ(ω)=-45°；
当ω→∞时， 取M(ω)=0,φ(ω)=-90°。
根据上述各点， 便可得到该环节的ω从0→∞的Nyquist图
（6分）
（2）惯性环节的对数幅频特性为：
采用分段直线的近似绘制方法可得其Bode图：
（6分）下载本文
