动力工程师动力基础知识模拟题2真题含答案与解析交互Word文档格式.docx
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其中,热交换器是被控对象,实际热水温度为被控量,给定量(希望温度)在控制器中设定;
冷水流量是干扰量。
2.开环控制系统与闭环控制系统最本质的区别是()。
开环控制系统的输出对系统无控制作用,闭环控制系统的输出对系统有控制作用
开环控制系统的输入对系统无控制作用,闭环控制系统的输入对系统有控制作用
开环控制系统不一定有反馈回路,闭环控制系统有反馈回路
开环控制系统不一定有反馈回路,闭环控制系统也不一定有反馈回路
A
闭环控制系统的定义,闭环控制引入反馈的概念。
3.下列有关自动控制的相关描述正确的是()。
前馈控制系统属于闭环控制系统
只要引入反馈控制,就一定可以实现闭环控制
闭环控制系统总是使偏差趋于减小
自动控制装置包括测量变送器、传感器、调节器、执行器和被控对象
C
闭环控制系统的控制特点和定义。
4.前馈控制系统是对干扰信号进行补偿的系统,是()。
开环控制系统
闭环控制系统和开环控制系统的复合
能消除不可测量的扰动系统
能抑制不可测量的扰动系统
有扰动补偿开环控制称为按扰动补偿的控制方式一前馈控制系统。
如果扰动(干扰)能测量出来,则可以采用按干扰补偿的控制方式。
由于扰动信号经测量装置、控制器至被控对象是单向传递的,所以属于开环控制。
对于不可测扰动及各元件内部参数变化给被控制量造成的影响,系统无抑制作用。
**(s)=/的原函数为()。
/
B
原式=,所以x(t)=。
6.系统的传递函数取决于()。
系统结构和输入量的形式
系统的固有参数和系统结构
输入量的形式和系统的固有参数
输出量的形式和系统的固有参数
传递函数的性质。
7.惯性环节的微分方程为()。
典型环节惯性环节的数学模型-微分方程和传递函数。
8.图4-78所示系统的传递函数=()。
(1)结构图等效变换如图4-94所示。
(2)梅逊公式求取。
图4-94中有2条前向通路,3个回路
P1=G1G2G3,△1=1,P2=G4,△2=△,
L1=-G1G2H1,L2=-G2H1,L3=-G2G3H2,△=1-(L1+L2+L3),
9.系统结构图如图4-80所示,传递函数C(s)/R(s)为()。
应用梅逊公式法。
回路:
L1=-G1G2G3H1,L2=-G2H3则:
△=1+G1(s)G2(s)G3(s)H1(s)+G2(s)H3(s)
从R(s)到C(s)前向通道只有一条,P1=G1G2G3,△1=1
所以,
10.已知系统的微分方程为+2c(t)=2r(t),且初始条件为c(0)=0,则系统在输入r(t)=1(t)作用下的输出c(t)为()。
1-1.5e-1.5t
c(t)=1-e-1.5t
c(t)=1-e-t
c(t)=1-e-2t
考虑初始条件,对式
(1)进行拉氏变换,得
所以c(t)=1-1.5e-1.5t
11.关于串联和并联环节的等效传递函数,正确的是()。
串联环节的等效传递函数为各环节传递函数的乘积,并联环节的等效传递函数为各环节传递函数的代数和
串联环节的等效传递函数为各环节传递函数的代数和,并联环节的等效传递函数为各环节传递函数的乘积
串联环节的等效传递函数为各环节传递函数的乘积,并联环节的等效传递函数为各环节传递函数的相除
串联环节的等效传递函数为各环节传递函数的乘积,并联环节的等效传递函数为各环节传递函数的相加
环节串联后的总传递函数等于各个串联环节传递函数的乘积;
环节并联后的总传递函数等于各个并联环节传递函数的代数和。
**调节器中,积分控制的作用为()。
T1越大,积分控制作用越小,输出振荡减弱,动态偏差加大,控制过程长
T1越小,积分控制作用越大,输出振荡加剧,动态偏差减小,控制过程变短
T1越大,积分控制作用越大,输出振荡减弱,动态偏差加大,控制过程长
T1越小,积分控制作用越小,输出振荡减弱,动态偏差加大,控制过程长
积分时间常数T1越小,积分作用越强,克服稳态误差的能力增加,但使过渡过程振荡加剧,稳定性降低。
积分作用是缓慢的、渐进的;
积分作用加强振荡,对于滞后大的对象更为明显。
13.一阶系统的传递函数为G(s)=,则该系统时间响应的快速性()。
与K有关
与K和T有关
与T有关
与输入信号大小有关
G(s)=,单位阶跃输入时,R(s)=,c(t)=L-1[C(s)]=,瞬态分量衰减的快慢取决于,T越小,衰减越快,快速性越好。
14.单位反馈系统的开环传递函数为,则其开环增益K,阻尼比ξ,无阻尼自然频率ωn分别为()。
开环增益为0.5。
求该系统的闭环传递函数φ(s)=。
与标准二阶系统特征方程相比,s2++2=s2+2ξωns+ωn2得:
ωn=。
**(s)=1/(s2+2s+1),此系统为()。
过阻尼
欠阻尼
临界阻尼
无阻尼
与二阶系统标准式G(s)=相对比,得ωn=1,2ξωn=2,则阻尼比ξ=1。
系统为临界阻尼,也称为等阻尼。
16.系统频率特性和传递函数的关系为()。
二者完全是一样的
传递函数的复变量s用jω代替后,就是相应的频率特性
频率特性可以用图形表示,传递函数不能用图形表示
频率特性与传递函数没有关系
频率特性和传递函数的关系G(jω)=G(s)|s=jω,即传递函数的复变量s用jω代替后,就相应变为频率特性。
频率特性也是描述线性控制系统的数学模型形式之一。
17.采用比例微分控制时,系统参数与性能改变正确的是()。
自然频率ωn不变
稳态误差不变
系统阻尼比减小
超调量增大
比例-微分控制不该变自然频率ωn,增大系统的阻尼比;
减小系统超调量;
K=ωn/2ξ,由于ξ与ωn均与K有关,所以适当选择开环增益,以使系统在斜坡输入时的稳态误差减小。
18.根据图4-83所示写出该最小相角(位)系统的表达式为()。
依题图可知,ω1=5,ω2=5000。
低频段的斜率为-40dB/10dec,有两个积分环节;
在ω1=5斜率变化为-20dB/dec,有一个一阶微分环节;
在ω2=5000时斜率变为-40dB/10dec,有一个惯性环节。
因此可得:
。
其中参数K:
低频段的斜率为-40dB/10dec,其延长线与横轴(零分贝线)的交点为10。
二型系统:
K=102=100。
则表达式。
19.为提高二阶欠阻尼系统相对稳定性,可()。
加大ωn
减小ωn
加大ξ
减小ξ
二阶欠阻尼系统阻尼比越大,超调量越小,系统的相对稳定性越好。
20.图4-85所示系统的表达式为()。
从题图可知,起始角为0°
,横轴正半轴上的某一个点,因此为零型系统。
终止角为-270°
,终止于零点,三个惯性环节可构成该图。
21.衰减比n是反映被调参数振荡衰减程度的指标,等于前后两个波峰之比。
用n可以判断振荡是否衰减和衰减程度。
()时,系统稳定;
n=1时,();
n<1时,()。
n>1,等幅振荡,增幅振荡
n>2,等幅振荡,系统稳定
n>2,增幅振荡,系统稳定
n>3,系统稳定,增幅振荡
衰减比是反映被调参数振荡衰减程度的指标,用衰减比n可以判断振荡是否衰减和衰减程度。
n>1时,系统稳定;
n=1时,等幅振荡;
n<1时,增幅振荡。
22.系统的闭环传递函数为φ(s)=,保持其稳定的k值可能是()。
0.5
1
2
3
根据劳斯判据可得系统稳定的K的取值范围为0<K<1。
23.二阶系统的特征方程为a0s2+a1s+a2=0,系统稳定的充要条件是各项系数的符号必须()。
相同
不同
等于零
小于零
稳定的充要条件为特征方程的各项系数的符号必须相同。
24.关于自动控制系统的稳定判据的作用,不正确的表示是()。
可以用来判断系统的稳定性
可以用来分析系统参数变化对稳定性的影响
检验稳定裕度
不能判断系统的相对稳定性
稳定判据的应用:
①判别系统的稳定性;
②分析系统参数变化对稳定性的影响;
③检验稳定裕度。
25.已知系统结构图如图4-88所示,
(1)引起闭环系统临界稳定的K值();
(2)r(t)=t时,要使系统稳态误差eSS≤0.5,试确定满足要求的K值范围()。
K=2,2≤K≤3
2≤K≤3,K≥2
K=2,K≤3
K≥3,K≥2
(1)由图4-88得
Φe(s)=
D(s)=s3+3s2+2s+2K
系统临界稳定时有D(jω)=0
(2)当r(t)=t时,R(s)=
ess=≤0.5
令ess=,有K≥2,综合系统稳定性要求,得:
2≤K≤3。
26.系统的开环传递函数为:
G(s)=,系统的加速度误差系数为()。
5
Ka==1。
27.为了提高系统稳定性,应选择校正方式()。
串联超前
串联滞后
局部反馈
前馈
系统稳定性满足的情况下,要求系统的响应快、超调小,可采用串联超前校正。
高精度、稳定性要求高的系统常采用串联滞后校正。
28.室温对象一空调房间的特性参数滞后时间τ越大,();
对象的时间常数T越大,();
当对象的传递系数大时,调节过程的动差和静差均增大,调节周期将缩短,振动次数会增加,寿命也会缩短。
调节振幅即动态偏差增大,振幅减小
调节振幅即动态偏差减小,振幅减小
调节周期缩短,振幅增大
调节振幅即动态偏差减小,振幅增大
因存在着对象的滞后时间τ,所以会使室温调节品质变化。
当τ越大时,调节振幅即动态偏差增大。
只有在理想状态下,对象滞后等于零时,室温波动的振幅才等于调节器的不灵敏区,但这在实际上是不可能的,而当τ增大时,调节周期可加大,这样就减少了振动次数,延长了使用寿命。
对象的时间常数T越大时,因室温上升速度小,所以振幅可减小。
这对调节有利,且T大时可使调节周期加大,对减少磨损也有利。
29.采用复合校正的控制系统如图4-91所示。
若要实现误差全补偿,应满足的条件是()。
GC=G1
GC=G2
图4-91是对输入进行补偿的系统框图。
图中Gc(s)为前馈装置的传递函数。
由图可得
误差E(s)为:
E(s)=R(s)-C(s)=
为了实现对误差全补偿,E(s)=0。
则Gc(s)=。
30.关于超前校正装置,下列不正确的描述是()。
超前校正装置利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相角稳定裕度
超前校正装置利用校正装置频率特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率
超前校正装置利用相角超前、幅值增加的特性,使系统的截止频率变窄、相角裕度减小,从而有效改善系统的动态性能
在满足系统稳定性条件的情况下,采用串联超前校正可使系统响应快、超调小
超前校正是利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相角稳定裕量,利用校正装置频特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率,从而改善系统的平稳性和快速性。
超前校正利用了超前网络校正装置相角超前、幅值增加的特性,校正后可以使系统的截止频率ωc变宽、相角裕度γ增大,从而有效改善系统的动态性能快速性和平稳性。
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