機(jī)械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

1、填空題(每空1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)那么不能。2. 反應(yīng)控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和反應(yīng)量的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制 系統(tǒng)。3 .在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess二二一。4.當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實(shí)部都是一負(fù)數(shù)一時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。5?方框圖中環(huán)節(jié)的根本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和反應(yīng)_連接。6.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在初始條件為零一時(shí)，系統(tǒng)輸岀信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換的比。7 .函數(shù)te-at的拉氏變換為A。(S + a)8線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的 函數(shù)關(guān)系稱為相頻特性

2、 。9. 積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為二20 dB / dec。10. 二階系統(tǒng)的阻尼比E為 Q_時(shí)，響應(yīng)曲線為等幅振蕩。11. 在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=012.0型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為0dB/dec ,咼度為 20lgKp。13. 單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為 一。S14. 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 扌空制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性一和準(zhǔn)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，與輸入量、擾動(dòng)量的形式無(wú)關(guān)。仃.決定二階

3、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)重要參數(shù)是阻尼系數(shù)E和_無(wú)阻尼自然振蕩頻率 W n。18. 設(shè)系統(tǒng)的頻率特性 G (j 3 )=R( 3 )+jl( 3 ),那么幅頻特性|G(j3 )1= R2(w) I 2(w)。19. 分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，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(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的 積分環(huán)節(jié)數(shù)來(lái)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)平面的左一局部。21 . 3從0變化到+8時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖在 第四象限，形狀為一半一圓。22. 用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是正弦函數(shù)。23. 二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比E的范圍為0 ：一1。24.

4、G(S)=4的環(huán)節(jié)稱為慣性環(huán)節(jié)TS 125. 系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與 J俞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(lái)描述。27. 穩(wěn)定性、左速匚和準(zhǔn)確性是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的根本要求。228. 二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是Wn。s 2 w s w29. 設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為 G(j o=R(j ) ji()，那么R()稱為 實(shí)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(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。32. 二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率3 r與阻尼系數(shù)E的關(guān)系為3

5、 r= 3仁2233. 根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)是否設(shè)有反應(yīng)環(huán)節(jié)來(lái)分類，控制系統(tǒng)可分為_(kāi)開(kāi)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(shí)，采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法和對(duì)數(shù)坐標(biāo)_圖示法。35. 二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)E = 0.707時(shí)，為最正確阻尼系數(shù)。這時(shí)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(duì)于線性定常系統(tǒng)，在初始條件為零的條件下,系統(tǒng)輸岀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)受到外加作用鼓勵(lì)后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程。3. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根 負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定

6、的充要條件4. I型系統(tǒng)Gs K在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為_(kāi)0_,在單位ss +2加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為乂。5. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)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(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定的系統(tǒng)。7. 傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號(hào)無(wú)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(hào)的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng) 的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。9. 如果在系統(tǒng)中只有離散信號(hào)而沒(méi)有連續(xù)信號(hào)，那么稱此系統(tǒng)為離散數(shù)字聲制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來(lái)描

7、述。10. 反應(yīng)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以COC 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: 而低頻段主要說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。11. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、丿 性和精確或準(zhǔn)確性。單項(xiàng)選擇題：1.當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問(wèn)題，稱為()A最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識(shí)C.系統(tǒng)校正D. H適應(yīng)控制2?反應(yīng)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有(A.反應(yīng)回路C.積分環(huán)節(jié)3. (:)= ± 為常數(shù))CA. L eatC. L : e(ta)4. L : t2e2t=(A. 1 3 (S -2)3C.(s 2)35. 假設(shè) F

8、(S ) =A，貝9 Limf(t)=(2s -1j 'B.慣性環(huán)節(jié)D.PID調(diào)節(jié)常B. L : eatD. L : e (計(jì)B.D.A. 4B. 21a(s a)C. 06.f(t)=eat,(a為實(shí)數(shù))，貝UA.s -ac.s(s -a)B. 1a(s a)D.- 1_.a(s-a):(忖=(7.f(t)= 3t-2，那么 L0 t :2 ,A. 3sf(t):C3-2s.-e8.某系統(tǒng)的微分方程為A.線性系統(tǒng)C.非線性系統(tǒng)=(B.1?2sesD.32s -e s5xo(t) 2xo(t) Xc(tAXi(t), 它是(B.線性定常系統(tǒng)D.非線性時(shí)變系統(tǒng)A.比例環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)B.

9、延時(shí)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 1'RCs+1B RCs RCs+1C. RCs+1D RCs+1'RCs11. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s) =&hoo,其無(wú)阻尼固有頻率A. 10B. 5C. 2.5D.25T2G(s)=占，貝淇單位階躍響應(yīng)函數(shù)為D. £T2(1 - e"Kt/T)15.延時(shí)環(huán)節(jié) G(s)=eA. T3C. 9 0s的相頻特性/ G(j 3 )等于(B. -TD. 112. 一階系K的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為(1 Ts統(tǒng)B. KTC.二13. 某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)A. B.14. 圖示系統(tǒng)稱為(系統(tǒng)匚A.

10、 0B. Ic. n16.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如下圖，A. 1+TsB.宀D. (1+TS)2它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù) G s為17.圖示對(duì)應(yīng)A. Ts的環(huán)C. 1+TsD. *18.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(S)=S3+14S2+40S+40 T =0 ,T值范圍為那么此系統(tǒng)穩(wěn)定的A. T >019.的峰值時(shí)間與B. 0< T <14C. T >14典型二階振蕩環(huán)節(jié)D. T <0右關(guān)A.增益B.誤差帶岀現(xiàn)轉(zhuǎn)折如下圖，這說(shuō)明系統(tǒng)中有環(huán)節(jié)。A. 5s+1B.(5s+1) 2C. 0.2s+1D.(0.2s +1)21.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(S)=a胡其零、極點(diǎn)是()A. 零點(diǎn)

11、s=-0.25,s=3;極點(diǎn) s=- 7,s=2B.零點(diǎn) s=7,s= 2;極點(diǎn) s=0.25,s=3C.零點(diǎn) s=- 7,s=2;極點(diǎn) s=- 1,s=3D.零點(diǎn) s=- 7,s=2;極點(diǎn) s= 0.25,s=322. 一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為那么系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和型次依次s(2s+3)(s+5)A. 0.4 , IB. 0.4 , nC. 3, ID. 3 , n23.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s) =Aes,其幅頻特性丨Gj 3 丨應(yīng)為A.C.1 T2? 2e1D.K,1 T2? ? 2為24.二階系統(tǒng)的阻尼比乙等于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)

12、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)3 c為幅值穿越 佼界)頻率，0( 3 c)為開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為 1 時(shí) 的相位角，那么相位裕度為 ()B. 0 A. 180 °- 0 ( 3 c)3D. 90 ° + $ (3 c)G(y，那么系統(tǒng)在r(t)=2tC.D. 00<z< 4時(shí)，其無(wú)阻)B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)牯度C. 180 ° + $ ( 3 C)26.單位反應(yīng)控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為(A. 10B. 54427?二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)=尼固有頻率3 n與諧振頻率3 r的關(guān)系為(A. 3 nV 3 r

13、B. 3 n= 3 rD.兩者無(wú)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C.減少系統(tǒng)的阻尼D. 減少糸統(tǒng)的固有頻舉29.以下串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率3 c=4處提供最大相位超前角的是(A筈30.從某系統(tǒng)的B.s 亠 14s亠101s 10.625s - 10.625s 101 s 亠 1Bode圖上，其剪切頻率 3廣40,那么以下串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在根本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下,通過(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是)4s - 1D0.4s -1a0.004s 十 1眞 0.4s + 14s十110s ' 10.04s 14s 1單項(xiàng)選擇題(每題

14、1分,共30分)1.B2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.B11.B12.C13.C14.B15.B16.D17.C18.B19.D20. D 21.D 22.A 23.D 24.C 25.C26. A27. C 28.B 29.D 30.B二、填空題 每題 2 分，共 10 分1. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益、 和 有關(guān)。2. 一個(gè)單位反應(yīng)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為 亍上 ，那么該閉環(huán)系統(tǒng)的特征 s3 +5s 2 +4s方程為 開(kāi)環(huán)增益為 03. 二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下，其調(diào)整時(shí)間ts 與阻尼比、 和 有關(guān)。4. 極坐標(biāo)圖 Nyquist 圖與對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 Bode

15、圖之間對(duì)應(yīng)關(guān)系為：極坐 標(biāo)圖上的單位圓對(duì)應(yīng)于 Bode 圖上的 ; 極坐標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對(duì)應(yīng)于 Bode 圖上的 。5. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與 有關(guān)，與 無(wú)關(guān)。填空題 每題 2 分，共 10 分 1.型次輸入信號(hào)2.s3+5s2+4s+K=0 , k3.誤差帶無(wú)阻尼固有頻7 4率4.0 分貝線 180“線 5 .本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入仁線性系統(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(wú)外加輸入。B . 線性系統(tǒng)無(wú)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

16、遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，那么可得到系統(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(shí)域分析法研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)最常用的典型輸入信號(hào)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(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)=10 ，該系統(tǒng)為s(s + 1)(s + 2)(B )A . 0 型系統(tǒng)B .I 型系統(tǒng)C. II 型系統(tǒng)D.III 型系統(tǒng)5 . 二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性X ) ，當(dāng)時(shí)，其相位移并：)為(B )A . -270 °B .-180 °C. -90°D .0°6. 根據(jù)輸入量變化的

17、規(guī)律分類，控制系統(tǒng)可分為(? A )A. 恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B. 反應(yīng)控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋一反應(yīng)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(fù)弦函連接時(shí)，如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s),反應(yīng)通道的遞函數(shù)為H(s),那么其等效傳遞函數(shù)8.G(s)1 G(s)G(s)1 G(s)H(s)階系統(tǒng)G(s)=穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間A .越長(zhǎng)C.C.單位脈沖函數(shù)10 .線性定常系統(tǒng)的11 G(s)H(s)G(s)1 - G(s)H(s)也的時(shí)間常數(shù)t越大，貝y系統(tǒng)的輸出響應(yīng)到達(dá)Ts +B .越短D .不定將時(shí)間函數(shù)變換B.單位階躍函數(shù)D.復(fù)變函數(shù)傳

18、遞函數(shù)，是在零初始條件A. 系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B. 系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比c.系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D.系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比11 .假設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)=厶，那么其頻率特性的實(shí)部R( 3 )Ts +112t2K1 T12.微分環(huán)節(jié)的頻相位移e 3A. 90B. -90C.D. -1800 °13.積分壞節(jié)的頻相位移e 3 A. 90C.0 °B. -90D. -18014傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與以下哪項(xiàng)因素有關(guān)？C A. 輸入信號(hào)B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸入信號(hào)和初始條件15. 系

19、統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半局部是系統(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)，其輸入分別為山和吐時(shí)，輸出分別為ydt和y2t。當(dāng) 輸入為a1U1t+a2U2t時(shí)a1,a2為常數(shù)，輸 出應(yīng)為(B )A. ay(t)+y 2(t)C. ay(t)-a 2y2(t)B. ay(t)+a 2y2( t)D. ydt)+a 2y2( t)17. I 型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為 (A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)B )18.(19(20.將21(C. O(dB/dec)設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為D. +20(那么/輸出響

20、應(yīng)的最大超調(diào)量A. 25B. 5正弦函B )A.丄s + oC _s_2 2、s 亠二階系統(tǒng)當(dāng)0< V1時(shí)，(B )A.增加C. 不變.主導(dǎo)D )A距離實(shí)軸很遠(yuǎn)C.距離虛軸很遠(yuǎn)余弦函數(shù)sin tD 灼B. -2 2SD. 亠如果增加,B. 減小D.不定極點(diǎn)的特點(diǎn)D.1拉氏變換B. 距離實(shí)軸很近D.距離虛軸很近c(diǎn)os t的拉氏變換是A.1s ，那么系統(tǒng)的阻尼比為23 .設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為B.(s)= 1 ,那么其頻率特性幅值國(guó)s(C ) C.丄D. S?24. 比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移9M( ?)=(3)定性的一個(gè)判別準(zhǔn)那么A.90B.-9025.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的 A.開(kāi)

21、環(huán)幅值頻率特性B.開(kāi)環(huán)相角頻C.0率特性(? CD.-180)來(lái)判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)C. 開(kāi)環(huán)幅相頻率特性26.系統(tǒng)的(? C )A. 與輸入信號(hào)有關(guān)B. 與輸出信號(hào)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)決定，也與輸入信號(hào)有關(guān)27. 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)(? D )A.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有振蕩B.當(dāng)時(shí)間常數(shù) T較小時(shí)有振蕩D.無(wú)振蕩C. 有振蕩28.相位移二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性9 ( 3 )在(? D )之間C. 0。和 180 °D.0。和18029.某二階系統(tǒng)阻尼比為 0.2 ,那么系統(tǒng)階躍響應(yīng)為? CA.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

22、一個(gè)系統(tǒng)如圖1所示，ki=IO0ON/m, k 2=2O0ON/m,D=10N/ m/s,當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號(hào)Xi t =5sint的作用時(shí)，試求系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)輸出 x° t。 15 分解.XoS k1Ds0.01s° Xis& * Ds *k2 一 0.015s + 1然后通過(guò)頻率特性求出Xo t = 0.025sin t 89.14三 .一個(gè)未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反應(yīng)閉環(huán)。經(jīng)過(guò)測(cè)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(wèn)：1系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)低頻增益 K是多少？ 5分試寫出其近似3所示。10分2如果用主導(dǎo)極點(diǎn)的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng), 閉環(huán)傳遞函數(shù)；5分

23、K解：1。_X。s 1 K。7Xi s 0.025s 8四.開(kāi)環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖1. 寫出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) G s的表達(dá)式；5分2. 概略繪制系統(tǒng)的 Nyquist圖。5分100 s(s 0.01)(s 100)G(s)=%s1)1002痂別2.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(hào)流圖。5分2. 求傳遞函數(shù)加及乂。 10分Xi s N s1.系統(tǒng)的阻尼比？和無(wú)阻尼自然頻率(5 分)六. 系統(tǒng)如圖5所示，rtt為單位階躍函數(shù)，試求：10分SsVsze2.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量 Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts，5%。 5分1 22. Mp 二 e 100% =16.5%R 5 +七.

24、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時(shí)，essV 2.25K的數(shù)值。10分由勞斯判據(jù):0 : K : 54第一列系數(shù)大于零，那么系統(tǒng)穩(wěn)定得又有：v 2.25可得：K > 44< K V 54八單位反應(yīng)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)心二總，試求系統(tǒng)的相位裕量。10分解：系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為沖閔孑|G皿中詁r1,解得心2 -n7% =9.6%、峰值時(shí)間tp=0.2秒時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)E和3 n三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 GC S= s“，試求最大超調(diào)量 的值。解：T ;乂 2 100%=9.6%jiWTF=0.2? E =0.6314tpp1 呼 0.2 J1 0.6219.6r

25、ad/s四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為%戶sA*，試求最大超調(diào)量a % =5%調(diào)整時(shí)間t s=2秒=0.05 時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和3 n的值解：漢 100%=5%? E =0.693 ts =?3 n=2.17 rad/s五、設(shè)單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為Gk(sA ；(卩)求(1)系統(tǒng)的阻尼比Z和無(wú)阻尼自然頻率(2)系統(tǒng)的峰值時(shí)間t p、超調(diào)量C %調(diào)整時(shí)間ts(A =0.02)；2解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)s(s 6)25 s 6s 2525GB(S) = ?a2525s(s 6)與標(biāo)準(zhǔn)形式比照，可知,w2 =25Wn =5=0.6又wd 二八2 =5 .j -0.62 =4w六、某系統(tǒng)如以

26、下圖所示，試求其無(wú)阻尼自然頻率調(diào)量C %，峰值時(shí)間切，調(diào)整時(shí)間ts( =0.02) 0con,阻尼比Z，超100就吊0占+4)解：對(duì)于上圖所示系統(tǒng)，首先應(yīng)求出其傳遞函數(shù)，化成標(biāo)準(zhǔn)形式，然后可用公式求出各項(xiàng)特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。與標(biāo)準(zhǔn)形式比照，可知2 Wn=0.08七、單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的幵環(huán)傳遞函數(shù)如下：求：(1)試確定系統(tǒng)的型次 V和開(kāi)環(huán)增益K;(2)試求輸入為r(t) =13t時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差解: (1)將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式可見(jiàn)，V = 1,這是一個(gè)I型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K = 50;(2)討論輸入信號(hào)，r(t) =1? 3t，即A = 1, B = 3根據(jù)表 3 4,誤差ess十旦+空=0十0

27、.06 = 0.061 + Kp KV 1+ 比 50八、單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下：求：(1)試確定系統(tǒng)的型次v和開(kāi)環(huán)增益K ；(2)試求輸入為 價(jià)5 2t 4t2時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式 可見(jiàn)，v = 2,這是一個(gè)II型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K = 100;(2)討論輸入信號(hào)，r(L5 2t 4t2，即卩 A = 5, B = 2, C=4根據(jù)表 3 4,誤差 ess 一旦 + 2=AA+?+4=0+0+0.04 = 0.04 1+K p Kv Ka 1 + 閔旳 100九、單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下：求：(1)試確定系統(tǒng)的型次 v和開(kāi)環(huán)增益K;(2)試求輸入

28、為r(tA2 5t 2t2時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差解: (1)該傳遞函數(shù)已經(jīng)為標(biāo)準(zhǔn)形式可見(jiàn)，v = 0,這是一個(gè)0型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K = 20;(2)討論輸入信號(hào)，rQ2 5t 2t2，即卩A = 2, B = 5, C=2+2 =2+00 +co =eo0 0 21根據(jù)表3 4,誤差ess = A +旦十2=1+Kp Kv Ka 1 +20十、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, a°=5均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十A 一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為

29、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=l，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=l， a3=5 ， a2=2， a1=4， a0=3 均 大于零，且有 所以，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,a 2=4,a !=6,a 0=1 均大于 零，且 有 所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的

30、。解：該十四、設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益 K = 30;有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即 斜率為 20dB/dec ;有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為W1 - 50，斜率增加 -v= 1; 低頻漸近線通過(guò) (1, 20lg30 )這點(diǎn)，20dB/dec。系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示20lg30? /(rad/s)-40 dB / dec十五、設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益 K = 100;有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v = 1;低頻漸近線通過(guò)(1, 20lg100)這點(diǎn)，即通 過(guò)(1, 40)這點(diǎn)斜率為一20dB/dec ;有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)

31、，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為W1 1 10 , W2 1 100，斜0.1 0.01率分別增加一20dB/dec系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十六、設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K = 1;無(wú)積分、微分環(huán)節(jié)，即v = 0,低頻漸近線通過(guò)(1, 20lg1 )這點(diǎn)，wi二右=10，斜率增加即通過(guò)(1, 0)這點(diǎn)斜率為0dB/dec;有一個(gè)一階微分環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為20dB/dec。系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示*L(?)/dB十七、如以下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)解:解:R(SS)H1/G2R(S)C(S)-R(S)a丄代將k iC(S)九、如以下圖所示韜芳椎花優(yōu) 并求出其傳遞函數(shù)R(S)GsC(S)GiG1G21+ G 2H1A.三、R(S)G1G2 G3HiG1G2H1簡(jiǎn)答2題s2 4s 3C(S)G2G3C(S)H1G3C(S),求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式2. 4分單位反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) 為s7K- 1試問(wèn)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.阻尼系統(tǒng)的單位