1、控制工程基础试卷A适用专业：考试时间：120分考试方式：闭卷 满分：100分一、（10分）液位控制系统如图一所示，试说明其工作原理并画出系统的功能框图。 图一 液位控制系统二、（10分）写出下列典型环节的传递函数。 1、积分环节 2、微分环节3、惯性环节4、一阶微分环节5、振荡环节 三、（12分）试求图二所示系统的传递函数图二四、（15分）已知某系统的传递函数方框图如图三所示，其中R(s)为输入，C(s为输出，N(s)为干扰，E(s) 为误差(1) 求传递函数C(s)/R(s)和C(s)/N(s)； (2) 求系统总输出C(s) 图三五、（8分）控制系统动态指标常用单位阶跃响应曲线上的上升时间
2、，峰值时间，调节时间和超调量表示，试在图四上标出上述四个指标。图四六、（18分）如图五所示的某二阶系统， 其中, ， 当输入信号为单位阶跃函数时， 试求系统的动态响应指标，和 图五 七、（15）设某系统特征方程为，试判别其稳定性 八、（12分）试绘制传递函数 的Bode图控制工程基础试卷A答案适用专业：考试时间：120分考试方式：闭卷 满分：100分一、(10分)解： 设为液面高度给定值，浮子跟随液面上下浮动，可以反映出液面的实际高度H，也可以表明实际高度对给定高度的偏差，相当于测量元件，浮子带动杠杆，杠杆联动阀门以调节进入容器的流量，进而控制液面高度，故杠杆相当于放大、执行元件。系统属于负反
3、馈控制方式。 （5分） 系统方框如下图所示： 水箱控制系统方框图 （5分）二、（10分）解： 1、积分环节： 为积分环节的时间常数 （2分） 2、微分环节： 为微分环节的时间常数 （2分）3、惯性环节： 为惯性环节的时间常数 （2分） 4、一阶微分环节： 为一阶微分环节的时间常数 （2分）5、振荡环节： 为振荡环节的时间常数 （2分）三、(12分)解： （b，c，d各3分）系统总的闭环传递函数为： （3分）四、（15分）解：（1）令n(t)0，这时输出C(s)与输入R(s)之间的传递函数为： （5分） 而输出的拉氏变换式为 ：令r(t)0，以N(s)作为输入，C(s)作为在扰动作用下的输出，它
4、们之间的传递函数为： （5分）系统在扰动作用下所引起的输出为： （2）系统总输出C(s)表达式为： （5分）五、(8分)解： (每一个指标2分)六、(18分)解：系统的闭环传递函数为： （3分） （3分）峰值时间为： （4分）调节时间为： （4分）超调量为； （4分） 七、(15分)解：用劳斯-赫尔维茨稳定性判据判别, a4=1， a3=8， a2=17， a1=16， a0=5均大于零， （3分）且有： （ 5分）1=80 2=817-161=1200 3=81716-16116-858 =2176-256-320=16000 4=53=516000 （5分）所以， 此系统是稳定的。 （2分） 八、(12分)解：其频率特性为 （2分）该系统只由一个惯性环节组成，其转折频率为 （2分） 其对数幅频特性为 （4分）其Bode 图如图所示 （4分） 5
