機械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

1、填空題 ( 每空 1 分，共 20 分) 1. 線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應(yīng)用_疊加 _原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。2反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和_反饋量 _的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。3在單位斜坡輸入信號作用下，0 型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。4當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是_負數(shù) _時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。5. 方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和 _反饋 _連接。6線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在_ 初始條件為零 _時，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。7函數(shù) te-at的拉氏變換為2)(1as。8線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻

2、率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為_相頻特性 _。9積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_20_dbdec。10二階系統(tǒng)的阻尼比為 _ 0_ 時，響應(yīng)曲線為等幅振蕩。11在單位斜坡輸入信號作用下，型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_0_。120 型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為_0_db/dec ，高度為 20lgkp 。13單位斜坡函數(shù)t 的拉氏變換為21s。14. 根據(jù)系統(tǒng)輸入量變化的規(guī)律，控制系統(tǒng)可分為_恒值 _控制系統(tǒng)、_隨動_ 控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、_快速性 _和準確性。16. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定

3、，與_輸入量、擾動量 _的形式無關(guān)。17. 決定二階系統(tǒng)動態(tài)性能的兩個重要參數(shù)是阻尼系數(shù)和_無阻尼自然振蕩頻率wn。18. 設(shè)系統(tǒng)的頻率特性(j )=r( )+ji(), 則幅頻特性|g(j)|=)()(22wiwr。19. 分析穩(wěn)態(tài)誤差時， 將系統(tǒng)分為 0型系統(tǒng)、i 型系統(tǒng)、ii 型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的_積分 _環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。20. 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是它的特征方程式的所有根均在復(fù)平面的 _左_部分。21從 0 變化到 +時，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖在_第四_象限，形狀為 _半_圓。22. 用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是_正弦函數(shù)_。23二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻

4、尼比的范圍為10。24g(s)=1tsk的環(huán)節(jié)稱為 _慣性 _環(huán)節(jié)。25系統(tǒng)輸出量的實際值與_輸出量的希望值_之間的偏差稱為誤差。26線性控制系統(tǒng)其輸出量與輸入量間的關(guān)系可以用_線性微分_方程來描述。27 穩(wěn)定性、 快速性和準確性是對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求。28二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是2222nnnwswsw。29 設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為)(ji)j (r)j (g， 則)(r稱為實頻特性。30. 根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為_線性 _ 控制系統(tǒng)、非線性 _控制系統(tǒng)。31. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和 _準確性 _。32. 二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻

5、率r與阻尼系數(shù)的關(guān)系為r=n122。33. 根據(jù)自動控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來分類，控制系統(tǒng)可分為_開環(huán) _控制系統(tǒng)、 _閉環(huán) _控制系統(tǒng)。34. 用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和_對數(shù)坐標 _圖示法。35. 二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)=時，為最佳阻尼系數(shù)。這時系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。1. 傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng), 在初始條件為零的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。2. 瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。3. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點是系統(tǒng)特征方程的根必須為負實根或負實部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面

6、的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。4. i 型系統(tǒng)g sks s( )()2在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 0 ，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 。5. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。6. 如果系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后， 系統(tǒng)能自動恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是( 漸進 ) 穩(wěn)定的系統(tǒng)。7. 傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關(guān)， 僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的線性定常系統(tǒng)。8. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。9. 如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為離散(

7、數(shù)字 ) 控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。10. 反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以c（截止頻率）附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)定性和快速性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。11. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和精確或準確性。單項選擇題 ：1. 當系統(tǒng)的輸入和輸出已知時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為( ) a. 最優(yōu)控制b.系統(tǒng)辯識 c. 系統(tǒng)校正d.自適應(yīng)控制2. 反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有( ) a. 反饋回路b.慣性環(huán)節(jié) c. 積分環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)器3.( )=1sa,(a 為常數(shù) ) 。 a. leatb. l eat

8、 c. le(t a)d. l e(t+a)t2e2t=( ) a. 123()sb. 1a s a() c. 223()sd. 23s5. 若 f(s)=421s，則lim f tt0( )=( ) a. 4 b. 2 c. 0 d. 6. 已知 f(t)=eat,(a 為實數(shù) ) ，則 lf t dtt( )0=( )a. asab. 1a sa()c. 1s s a()d. 1a s a()(t)=3202tt，則 lf(t)=( ) a. 3sb. 12ses c. 32sesd. 32ses8. 某系統(tǒng)的微分方程為52000( )( )( )( )xtxtxtxti, 它是 ( )

9、a. 線性系統(tǒng)b.線性定常系統(tǒng) c. 非線性系統(tǒng)d.非線性時變系統(tǒng)9. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為g(s)=e2s，它是 ( ) a. 比例環(huán)節(jié)b.延時環(huán)節(jié) c. 慣性環(huán)節(jié)d.微分環(huán)節(jié)10. 圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為( ) a. 11rcs b. rcsrcs1 c. rcs+1 d. rcsrcs111. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=341002ss, 其無阻尼固有頻率n是( ) a. 10 b. 5 c. d. 2512. 一階系統(tǒng)kts1的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0 處的斜率為 ( ) a. ktb. kt c. kt2d. kt213. 某 系 統(tǒng) 的 傳 遞 函 數(shù)g(s)=kts1, 則 其

10、單 位 階 躍 響 應(yīng) 函 數(shù) 為( ) a. 1tekt t/b. ktet t/c. k(1 et/t) d. (1 ekt/t)14. 圖示系統(tǒng)稱為( )型系統(tǒng)。 a. 0 b. c. d. 15. 延時環(huán)節(jié) g(s)=es的相頻特性 g(j ) 等于 ( ) a. b. c. d.16. 對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應(yīng)的傳遞函數(shù)g(s) 為( ) a. 1+ts b. 11ts c. 1tsd. (1+ts)217. 圖 示 對 應(yīng) 的 環(huán) 節(jié) 為( ) a. ts b. 11ts c. 1+ts d. 1ts18. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為d(s)=s3+14s2+40s+40=0，

11、則此系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍為 ( ) a. 0 b. 0 14 d. 019. 典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時間與( )有關(guān)。 a. 增益b.誤差帶 c. 增益和阻尼比d.阻尼比和無阻尼固有頻率20. 若系統(tǒng)的bode 圖在 =5 處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折 ( 如圖所示 ) ， 這說明系統(tǒng)中有( )環(huán)節(jié)。 a. 5s+1 b. (5s+1)2 c. +1 d. 10212( .)s21. 某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=()()()()ssss72413, 其零、極點是 ( ) a. 零點 s=,s=3; 極點 s=7,s=2 b. 零點s=7,s= 2;極點 s=,s=3 c. 零點 s=7,s=2; 極點 s=1,s=

12、3 d. 零 點s= 7,s=2; 極點 s=,s=322. 一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為32235()()()ssss, 則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次依次為 ( ) a. 0.4，b. ，c. 3 ，d. 3 ，23. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)g(s)=ktests1， 其幅頻特性 g(j ) 應(yīng)為( ) a. kte1b. kte1 c. kte2221d. kt12224. 二階系統(tǒng)的阻尼比，等于( ) a. 系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù) b. 臨界阻尼系數(shù)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比 c. 系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比 d. 系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)的倒數(shù)25. 設(shè)c為幅值穿越 ( 交界 ) 頻率，( c) 為開環(huán)頻率特

13、性幅值為1時的相位角，則相位裕度為( ) a. 180 (c) b. ( c) c. 180+( c) d. 90 +( c)26. 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為g(s)=45s s()，則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為( ) a. 104b. 54c. 45d. 027. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=1222ssnn, 在 022時，其無阻尼固有頻率n與諧振頻率r的關(guān)系為 ( ) a. nrd. 兩者無關(guān)28. 串聯(lián)相位滯后校正通常用于( ) a. 提高系統(tǒng)的快速性b. 提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度 c. 減少系統(tǒng)的阻尼d.減少系統(tǒng)的固有頻率29. 下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能

14、在頻率c=4 處提供最大相位超前角的是 ( ) a. 411ssb. ss141c. 0110 6251.ssd. 06251011.ss30. 從某系統(tǒng)的bode 圖上，已知其剪切頻率c40，則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過適當調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是( ) a. 0 00410 041.ssb. 04141. ssc. 41101ssd. 41041ss.單項選擇題 ( 每小題 1 分，共 30 分)二、填空題 ( 每小題 2 分，共 10 分)1. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的增益、_和_有關(guān)。2. 一個單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為

15、ksss3254，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為 _開環(huán)增益為 _。3. 二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其調(diào)整時間ts與阻尼比、 _和_有關(guān)。4. 極坐標圖 (nyquist圖) 與對數(shù)坐標圖 (bode 圖) 之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐標圖上的單位圓對應(yīng)于bode 圖上的 _；極坐標圖上的負實軸對應(yīng)于bode圖上的 _。5. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與_有關(guān)，與 _無關(guān)。填空題 (每小題 2 分，共 10 分)1. 型次輸入信號+5s2+4s+k=0，k43. 誤差帶無阻尼固有頻率分貝線180線5. 本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入1線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于( c ) a線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無外加輸入。b線性系

16、統(tǒng)無外加輸入，非線性系統(tǒng)有外加輸入。c 線性系統(tǒng)滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理。d 線性系統(tǒng)不滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)滿足迭加原理。2令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的( b ) a代數(shù)方程b特征方程c 差分方程d狀態(tài)方程3 時域分析法研究自動控制系統(tǒng)時最常用的典型輸入信號是（ d ）a脈沖函數(shù)b斜坡函數(shù)c拋物線函數(shù)d 階躍函數(shù)4設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為g(s)=)2s)(1s(s10，該系統(tǒng)為（ b ）a0 型系統(tǒng)bi 型系統(tǒng)cii型系統(tǒng)diii型系統(tǒng)5二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性)(，當時，其相位移)(為( b ) a-270 b-180 c-90 d06. 根 據(jù)

17、 輸 入 量 變 化 的 規(guī) 律 分 類 ， 控 制 系 統(tǒng) 可 分 為( a )a.恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)b.反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)c.最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)d.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)7采用負反饋連接時，如前向通道的傳遞函數(shù)為g(s) ，反饋通道的傳遞函數(shù)為h(s)，則其等效傳遞函數(shù)為( c ) a)s(g1) s(gb) s(h) s(g11c) s(h) s(g1) s(gd) s(h) s(g1) s(g8 一階系統(tǒng) g(s)=1+tsk的時間常數(shù)t 越大，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達到穩(wěn)態(tài)值的時間( a ) a越長b越短c不變d不定9拉氏變換將

18、時間函數(shù)變換成（ d ）a正弦函數(shù)b單位階躍函數(shù)c單位脈沖函數(shù) d復(fù)變函數(shù)10 線 性 定 常 系 統(tǒng) 的 傳 遞 函 數(shù) ， 是 在 零 初 始 條 件 下（ d ）a系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比b系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比c系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比d系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比11 若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=1tsk， 則其頻率特性的實部r()是（ a ）a22t1k b-22t1kct1k d-t1k12. 微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( a ) a. 90 b. -90c. 0 d. -18013. 積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( b

19、) a. 90 b. -90c. 0 d. -18014. 傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能，它與下列哪項因素有關(guān)（c ）a.輸入信號b.初始條件c.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)d.輸入信號和初始條件15. 系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的 ( c )a. 充分條件 b.必要條件 c.充分必要條件d.以上都不是16. 有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t) 和 u2(t) 時，輸出分別為y1(t) 和 y2(t) 。當輸入為a1u1(t)+a2u2(t) 時(a1,a2為常數(shù) )，輸出應(yīng)為（b ）a. a1y1(t)+y2(t) b. a1y1(t)+a2y2(t) c. a1y1(t)-a

20、2y2(t) d. y1(t)+a2y2(t) 17. i型 系 統(tǒng) 開 環(huán) 對 數(shù) 幅 頻 漸 近 特 性 的 低 頻 段 斜 率 為（b ）a. -40(db/dec) b. -20(db/dec) c. 0(db/dec) d. +20(db/dec) 18. 設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=255252ss，則系統(tǒng)的阻尼比為（c ） a.25b. 5c. 21d. 1 19正弦函數(shù)sint的拉氏變換是（ b ）a.s1b.22sc.22ssd. 22s120 二階系統(tǒng)當0 1 時， 如果增加， 則輸出響應(yīng)的最大超調(diào)量%將（ b ）a.增加b.減小c.不變d.不定21主導極點的特點是（ d

21、）a.距離實軸很遠b.距離實軸很近c.距離虛軸很遠d.距離虛軸很近22余弦函數(shù)cost的拉氏變換是（ c ）a.s1b.22sc.22ssd. 22s123設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為g(s)=s1，則其頻率特性幅值m( )= （ c ）a.kb.2kc.1d.2124. 比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( c )25. 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的( c )來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個判別準則。a.開環(huán)幅值頻率特性 b.開環(huán)相角頻率特性c.開環(huán)幅相頻率特性 d.閉環(huán)幅相頻率特性26. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)( c )a.與輸入信號有關(guān)b.與輸出信號有關(guān)c.完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定d.既由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)

22、決定，也與輸入信號有關(guān)27. 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，( d ) a.當時間常數(shù)t 較大時有振蕩b.當時間常數(shù)t 較小時有振蕩 c.有振蕩d.無振蕩28. 二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性相位移( ) 在( d )之間。和 90和 90和 180和 18029. 某 二 階 系 統(tǒng) 阻 尼 比 為 ， 則 系 統(tǒng) 階 躍 響 應(yīng) 為( c )a. 發(fā)散振蕩 b. 單調(diào)衰減c. 衰減振蕩 d. 等幅振蕩二 設(shè) 有 一 個 系 統(tǒng) 如 圖1所 示 ，k1=1000n/m, k2=2000n/m, d=10n/(m/s) ，當系統(tǒng)受到輸入信號ttxisin5)(的作用時， 試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出)(txo。(15

23、 分) 解：1015.001.021211sskkdskkdsksxsxio然后通過頻率特性求出14.89sin025.0ttxo三一個未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反饋閉環(huán)。經(jīng)過測試，得知閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖2 所示。 (10 分) 問： (1) 系統(tǒng)的開環(huán)低頻增益k 是多少 (5 分) (2) 如果用主導極點的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng)，試寫出其近似閉環(huán)傳遞函數(shù)；(5 分) 解： （1）00718kk，07k(2) 8025.07ssxsxio四已知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖3 所示。 (10 分) 1. 寫出開環(huán)傳遞函數(shù)g(s) 的表達式； (5 分) 2. 概略繪制系統(tǒng)的

24、nyquist圖。 (5 分) 1)100s)(01.0s( s100) 1100s)(101.0s( sk)s(g 2五已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4 所示 , 試求： (15 分) 1. 繪制系統(tǒng)的信號流圖。(5 分) 2. 求傳遞函數(shù))()(sxsxio及)()(snsxo。(10 分) 六系統(tǒng)如圖5 所示，)(1)(ttr為單位階躍函數(shù)，試求：(10 分) 1. 系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率n。(5 分) 2. 動態(tài)性能指標：超調(diào)量mp和調(diào)節(jié)時間%)5(st。(5 分) 1)2s(s)2s(s4n2n2%5.16%100em21p七如圖6 所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下ess2 25

25、.時， k的數(shù)值。 (10 分) 由勞斯判據(jù)：第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得54k0又有：k9ess可得： k4 4 k54 八已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)32)(ss，試求系統(tǒng)的相位裕量。(10 分) 解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1s2) s(w1)s(w) s(g112|)j (g|2cc，解得3c三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為gc(s)=nnnss2222，試求最大超調(diào)量 =% 、峰值時間tp= 秒時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n 的值。解：%100%21e=% = tp=n12n=tp13140 2 10622.s 四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為gc(s)=nnnss2222，試求最大超調(diào)量 =5%

26、 、調(diào)整時間ts=2 秒( =時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n的值。解：%100%21e=5% = ts=n32 n= rad/s 五、設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為)6(25)(sssgk求（ 1）系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率n；（2）系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量、調(diào)整時間ts( =；解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)2562525)6(25)6(251)6(25)(2sssssssssgb與標準形式對比，可知62nw，252nw故5nw，6 .0又46.015122ndww六、某系統(tǒng)如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率n，阻尼比，超調(diào)量，峰值時間pt，調(diào)整時間st( =。解： 對于上圖所示系統(tǒng)，首先應(yīng)求出其傳遞

27、函數(shù)，化成標準形式，然后可用公式求出各項特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標。與標準形式對比，可知08.02nw，04.02nw七、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1) 試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益k；（2）試求輸入為ttr31)(時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解： （1）將傳遞函數(shù)化成標準形式可見， v1，這是一個i 型系統(tǒng)開環(huán)增益 k50；（2）討論輸入信號，ttr31)(，即 a1，b3 根據(jù)表 34，誤差06.006.00503111vpsskbkae八、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1) 試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益k；（2）試求輸入為2425)(tttr時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

28、解： （1）將傳遞函數(shù)化成標準形式可見， v2，這是一個ii型系統(tǒng)開環(huán)增益 k100；（2）討論輸入信號，2425)(tttr，即 a5，b2, c=4 根據(jù)表 34，誤差04.004.00010042151avpsskckbkae九、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1) 試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益k；（2）試求輸入為2252)(tttr時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解： （1）該傳遞函數(shù)已經(jīng)為標準形式可見， v0，這是一個0 型系統(tǒng)開環(huán)增益 k20；（2）討論輸入信號，2252)(tttr，即 a2，b5，c=2 根據(jù)表 34，誤差212020520121kackbkaevpss十、

29、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s4+2s3+3s2+4s+5=0試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1，a3=2，a2=3，a1=4，a0=5均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1，a3=6，a2=12，a1=10，a0=3 均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十二、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1，a3=5，a2=2，a1=4，a0=3均大于零，且有所以

30、，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十三、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解： （1）用勞斯 -赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a3=2,a2=4,a1=6,a0=1 均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益k30；有一個積分環(huán)節(jié)，即 v1；低頻漸近線通過 （1，20lg30 ）這點，斜率為 20db/dec ；有一個慣性環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為5002.011w，斜率增加20db/dec 。系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十五、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益k100；有一個積

31、分環(huán)節(jié)，即v1；低頻漸近線通過（1，20lg100 ）這點，即通過（1，40）這點斜率為20db/dec ；有兩個慣性環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為101 .011w，10001.012w，斜率分別增加20db/dec 系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十六、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益k1；無積分、微分環(huán)節(jié)，即v0，低頻漸近線通過（1，20lg1 ）這點，即通過（1，0）這點斜率為0db/dec ；有一個一階微分環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為101 .011w，斜率增加l()/db-20 db / dec-40 db / dec10100 -60 db / dec0140

32、l()/db-20 db/dec0 50-40 db / dec 1 20lg3020db/dec 。系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十七、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。解：十八、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。解：l()/db20 db / dec100一一h1g1g2h2r(sc(s一一h1/g2g1g2h2r(sc(s一h1/g2g1r(sc(sg21+ g h一h1/g2r(sc(sg1g21+ g hr(sc(sg1g21+ g h+gh十九、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。解：三、簡答題 ( 共 16 分)1.(4 分) 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2432ss， 求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達式。2.(4 分) 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為kss()71， 試問該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值為多少3.(4 分) 已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如下，如果將阻尼比增大 ( 但不超過 1)， 請用文字和圖形定性說明其單位階躍響應(yīng)的變化。4.(4 分) 已知各系統(tǒng)的零點(o) 、極點 (x) 分布分別如圖所示，請問各個系統(tǒng)是否有非主導極點，若有請在圖上標出。一一g1g3h1r(sc(sg2h1一h1g3r