機(jī)電控制工程基礎(chǔ)(一)-2022年1月（2020秋）期末考試復(fù)習(xí)資料、試題及答案

16.反饋控制系統(tǒng)是指正反饋。（錯(cuò)）

三一文庫

,3ID8.COM三一文庫（即函.31doc.com）*電大考試*四、計(jì)算題（25分）

已知一個(gè)n階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為

電大《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》期末考試總復(fù)習(xí)資料參"2y⑵=仇》+%

考考點(diǎn)歸納總結(jié)

機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題17.寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；系統(tǒng)的閉環(huán)傳

一、填空（每小題3分，共30分）一、填空題遞函數(shù)：

1.傳遞函數(shù)的分母就是系統(tǒng)的一特征多項(xiàng)式分母G,（s）=———-------

+a-\snqs+Oo

多項(xiàng)式的根稱為系統(tǒng)的一極點(diǎn)_。n

18.寫出該系統(tǒng)的特征方程；系統(tǒng)的特征方程:

12.控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為一開環(huán)控制系統(tǒng)_、」用

?環(huán)控制系統(tǒng)_、一復(fù)合控制系統(tǒng)一。a“s"+a?_xs"H--1-4s+/=0

19.當(dāng)&=1,q=0.5,a=0.25,

3.對控制系統(tǒng)的基本要求可歸結(jié)為—穩(wěn)定性—、_2

準(zhǔn)確性_和_快速性a,.=0（z>2）,優(yōu)=0,%=2,?t）=l⑺時(shí)，試評

4.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是價(jià)該二階系統(tǒng)的如下性能：G、at"、cr%、4和y（8）。

5.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)—和—外輸入—有19.各值如下：

關(guān)。22

G,(s)=----彳--------=------：----

0.2552+0.55+11^1

6.線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是信號(hào)具有_齊次性—性和一疊加+5+1

4.2*

性_性。

7.五零初始條件下，一輸出量的拉氏變換_與_輸入比=4-?co,,=2

量的拉氏變換—之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞W5

函數(shù)。

8.系統(tǒng)的頻率特性是由G（/⑼描述的，|G（，砌I=---=JS

■,g

稱為系統(tǒng)的一幅頻特性_；ZG（j（w）稱為系統(tǒng)的_相頻y

特性。5%=2戶100%

晟根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)一開環(huán)—傳遞函數(shù)中的某個(gè)

y(oo)=limY(s)=lim(s)-=lim-----二-----=2

參數(shù)為參變量而畫出的—閉環(huán)極點(diǎn)一根軌跡圖?！??！?。八sa。0.25s?+0.5s+1

10.根據(jù)Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)的描述，如果開環(huán)

是不穩(wěn)定的，且有P個(gè)不穩(wěn)定極點(diǎn)，那么閉環(huán)穩(wěn)定五、（10分）

的條件是：當(dāng)0由Of8時(shí)，叫（/o）的軌跡應(yīng)該—20.已知系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，試求從

逆時(shí)針_繞（一1，川）點(diǎn)—P/2一圈。u（s）到丫⑶的傳遞函數(shù)及從N（S）到丫⑸的傳遞函

二、選擇題（每小題5分，共15分）數(shù)。

11.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷（A）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

A.線性定常系統(tǒng)B.線性時(shí)變系統(tǒng)C.非

線性系統(tǒng)D.任何系統(tǒng)

12.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為q_,則其時(shí)間常

5+0.5

數(shù)為（C）0

圖］

A.0.25B.4C.2-GG

D.1次5―l+GG2G3

13.PI校正為（A）校正。y(s)_G2G

A.滯后B.超前C.滯后i+GG2G3

超前D.超前滯后

六、（10分）

三、判斷題（共10分）

21.某電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，。為輸入,

14.傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，但不能反

Uc為輸出，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

映物理系統(tǒng)的性質(zhì)，因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同

的傳遞函數(shù)。（錯(cuò)）

15.某環(huán)節(jié)的輸出量與輸人量的關(guān)系為

y（f）=KxQ）,K是一個(gè)常數(shù)，則稱其為比例環(huán)節(jié)。

（對）

班復(fù)根,則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振

蕩。(錯(cuò))

3.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其開環(huán)極點(diǎn)一定均位于s平

面的左半平面。(錯(cuò))

四、(10分)

r,圖2

214=_____1______設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程

2Te(r)+<?(/)-+r(t)

UrLCs+RCs+l

近版描述，其中為輸出為輸入，0V(7'—r)Vl?在零初始條件下，試確定該系統(tǒng)

機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題的傳遞函數(shù)模型。

&s)__rs十1

一、填空(每小題3分，共30分)R(s廣TA7!

1.在零初始條件下，一輸出量的拉氏變換.與五、(20分)

輸入量的拉氏變換一之也稱為線性系統(tǒng)(或元祥)

單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

的傳遞函數(shù)。

2.三種基本的控制方式有—開環(huán)控制閉環(huán)控-S(S+3)(S=55

制復(fù)^臺(tái)*才空制O(1)要求系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圍。

3.控制系統(tǒng)防穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參(2)要求系統(tǒng)特征根的實(shí)部不大于一1,試確定

數(shù)和外輸入—。增益K的取值范圍。

5.若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1,則其階躍響應(yīng)一(1)閉環(huán)特征方程為：s(s+3)(s+5)十K=0

不會(huì)一出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得：0<KG20

_0,707_0(2)令s=z—1代人上面閉環(huán)特征方程，得到新

6.開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n,分子階次為的特征方程為

z'+5YF2z-K-8=0

m(n2m),則其根軌跡有_n_條分支，其中，m條

分支終止于一開環(huán)有限零點(diǎn)n-m條分支終止于一8<K<18

無窮遠(yuǎn)

7.單位脈沖函數(shù)的拉氏變換結(jié)果為—l_六、(15分)

o已劉單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳函為(；(。=昌匚;，求系統(tǒng)的￡、3.及性能指標(biāo)'，％、

8.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s),則

閉環(huán)傳遞函數(shù)為_金為一。

"5%).

9.頻率特性是線性素統(tǒng)在_正弦—輸入信號(hào)作用0.5

下的(穩(wěn)態(tài))輸出和輸入之比。=I。

10.實(shí)軸上二開環(huán)零點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間

0%=16.3%

必有_匯合點(diǎn)—點(diǎn)。

二、選擇題(每小題5分，共15分)z.(5%)=0.6(5)

0.25機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題

1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為ET標(biāo)，則其時(shí)間常一、填空(每小題3分，共30分)1.極點(diǎn)n

數(shù)為(B)。2.反饋控制系統(tǒng)(或閉環(huán)控制系統(tǒng))3.閉環(huán)極點(diǎn)

A.0.25B.4C.2D.1左半4.阻尼比無阻尼自振蕩角頻率5.全部為

2.已知線性系統(tǒng)的輸入sc(t),輸出y(c),傳遞正數(shù)6.nn-m7.正弦輸入8.解析法實(shí)

函數(shù)G(s),則正確的關(guān)系是(B)。驗(yàn)法9.輸出量的拉氏變換輸入量的拉氏變換

A.="E'[G")]

10.最小相位

B.y(5)=G(s)-X(s)1.傳遞函數(shù)階次為n的分母多項(xiàng)式的根被稱為

C.X(s)=Y(s)?G(.?)系統(tǒng)的，共有個(gè)。

2.系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類

D.Y(s)=G(s)/X(s)

3.PI校正為(A)校正。系統(tǒng)稱為0

A.滯后B.超前C.滯后超前3.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其—均應(yīng)在s平

D.超前滯后面的平面。

三、判斷題(10分)4.二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為

1.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。就/(/+2?s+武)，其中自稱為系統(tǒng)的

(對),①“O

2.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共5.用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求它的

第一列系數(shù)系統(tǒng)才能穩(wěn)定。

°（S）=---------------------,求系統(tǒng)的J、0）及性能指標(biāo)

6.開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n,分子階次為0.25s2+0.707s+1

m（n2m）,則其根軌跡有一條分支，和b%、4%（5%）。

_______________條獨(dú)立漸近線o？=0.707

7.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)在信號(hào)下的3n=2

穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。0%=4.3%

8.建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有

zs（5%）=2.1（5）

法和法。機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題

9.在零初始條件下，與一、填空（每小題3分，共30分）1.極點(diǎn)零

—之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞點(diǎn)2.閉環(huán)極點(diǎn)左半3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)

函數(shù)。4.小5.全部為正數(shù)6.nmn-m7.18.

10.系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性有—對應(yīng)解析法實(shí)驗(yàn)法9.輸出量的拉氏變換輸人量

關(guān)系，則它必是系繞。的拉氏變換10.分離點(diǎn)

二、選擇題（每小題5分，共15分）1.傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的

1.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系,分子多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的

統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為（B）o

A.單調(diào)上升B.等幅振蕩C.衰減振2.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其—均應(yīng)在s

蕩D.振蕩發(fā)散平面的平面。

2.傳遞函數(shù)G（s）=l/s表示（B）環(huán)節(jié)。3.傳遞函數(shù)只與有關(guān)，與輸出

A.微分B.積分C.比例量、輸人量___________o

D.滯后4.慣性環(huán)節(jié)的慣性時(shí)間常數(shù)越

3.系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于（C）。一，系統(tǒng)快速性越好。

A.系統(tǒng)干擾的類型B.系統(tǒng)干擾點(diǎn)的位置5.用勞斯表判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求它的第一列

C.系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布D.系統(tǒng)的輸入系數(shù)系統(tǒng)才能穩(wěn)定。

三、判斷題（10分）6.開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n,分子階次為m

1.勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定（n^m）則其根軌跡有——條分支，其

性，不可以判斷相對穩(wěn)定性。（錯(cuò)）中——條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)，

2.閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)一條分支終止于無窮遠(yuǎn)。

的類型。（錯(cuò)）7.單位脈沖函數(shù)拉氏變換結(jié)果為

3.實(shí)際的物理系統(tǒng)都是非線性的系統(tǒng)。

（對）8.建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有

四、（10分）法和法o

如圖所示的電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中ui為輸入電壓，9.在零初始條件下，與

UO為輸出電壓，試寫出此系統(tǒng)的微分方程和傳遞函之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳

遞函數(shù)。

10.實(shí)軸上二開環(huán)極點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間

必有點(diǎn)。

二、選擇題（每小題5分，共15分）

RIR2C^+(K1+R2)MO=R1R2C^+K2?,1.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷（A）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

atat

A.線性定常系統(tǒng)B.線性時(shí)變系統(tǒng)

C.非線性系統(tǒng)D.任何系統(tǒng)

Uo（s）_RtR2Cs+R2

0^廠夫；而奸耳軌2.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)

五、（20分）數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)

設(shè)系統(tǒng)的特征方程為：S3+5S2+6S+K=0為使為（B）o

系統(tǒng)穩(wěn)定，求K的取值范圍。應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得:A.單調(diào)衰減B.單調(diào)上升

0K<30C.等頓振蕩D.振蕩衰減

3.系統(tǒng)的根軌跡（A）o

六、（15分）A.起始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)

已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：B.起始于閉環(huán)極點(diǎn)，終止于閉環(huán)零點(diǎn)

C.起始于閉環(huán)零點(diǎn)，終止于閉環(huán)極點(diǎn)A.滯后B.超前C.滯后超

D.起始于開環(huán)零點(diǎn)，終止于開環(huán)極點(diǎn)前D.超前滯后

三、判斷題(10分)二、判斷題(10分)

1.二階系統(tǒng)的超調(diào)量越大，則系統(tǒng)的快速性越4.(錯(cuò))一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1/s,

差。(錯(cuò))說明對該環(huán)節(jié)串聯(lián)了一個(gè)徽分環(huán)節(jié)。

2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外輸人有關(guān)。5.(正)某二階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和其特征根的

(錯(cuò))虛部大小有關(guān)。虛部數(shù)值越大，動(dòng)分節(jié)時(shí)間越短。

3.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差不儀與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，6.(錯(cuò))一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其閉

與輸人無關(guān)。(錯(cuò))環(huán)零點(diǎn)位于s平面的左半平面。

四、(15分)三、填空(每小題4分，共40分)7.G(s)H(s)

某單位負(fù)反憤系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為一駒一8.-9.單位圓負(fù)實(shí)軸10.系

仆)_■，試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并1+G(s)”(s)s

(s+lXs+2)(s+5)統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)外輸人11.-0.50-1-0.412.

說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

差13.2(090°14.高頻相頻15.開環(huán)控制

①⑸該系統(tǒng)的閉

G(s)==10復(fù)合控制16.0

1-①(s)(S+1)(54-2)(5+5)-10

環(huán)極點(diǎn)均位于S平面的左半平面，所級(jí)系統(tǒng)穩(wěn)定。7.負(fù)反飲結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道.上的傳遞函

數(shù)為G(s),反饋通道的傳遞H(s),則該系統(tǒng)的開環(huán)

五、(15#)

巳知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)為,閉環(huán)傳遞函數(shù)

為O

G(,)_K，為保證該系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定《的

5(5+1)(0.554-1)8.單位階躍函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是

取值范圈。

應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得：0VKV39.在Bode中，對數(shù)幅頻特性圖中的零分貝線對

六、(15分)應(yīng)于奈奎斯特圖中的,對數(shù)相

由實(shí)驗(yàn)側(cè)得各最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如頻特性圖中的-180°線對應(yīng)于奈奎斯特圖中的

下圖所示，試分別確定各系統(tǒng)的傳遞畝數(shù)。

10.線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差取決于

和O

+1

11.傳遞函數(shù)召G(s)=———的零點(diǎn)為

5(5+1)(55+2)

，極點(diǎn)為O

12.慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，系統(tǒng)的快速性越

(105+1)(5+1)13.微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為2s,則它的幅頻特性

的數(shù)學(xué)表達(dá)式是，相頻特性的數(shù)

學(xué)表達(dá)式是o

機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題

14.頻率特性包括特性和

一、選擇題(每小題5分，共15分)

特性。

1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為則其時(shí)間常數(shù)

5+0.2515.三種基本的控制方式有、

為(B)。閉環(huán)控制和O

A.0.25B.4C.216.某單位負(fù)反箭系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

D.1

G(s)=^^,則此系統(tǒng)在單位位階躍輸人下的穩(wěn)

2.已知線性系統(tǒng)的輸入sc(t),輸出y(c),傳遞s(s+2)

函數(shù)G(s),則正確的關(guān)系是(B)0態(tài)誤差為o

-I.四、(15分)

B.Y(5)=G(S)?X(s)17.典型的二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如下圖

1所示，試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。

C.X(s)=y(s)?G<.?)

D.Y(s)=G(s)/X(.O

3.PI校正為(A)校正。

二、判斷供io分)

4.積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成正比

關(guān)系。(錯(cuò))

5.適合于應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)可以是線性

17.解由系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線有系統(tǒng)，也可以是非線性系統(tǒng)。(錯(cuò))

/z(oo)=36.I型系統(tǒng)的開環(huán)增益為10,系統(tǒng)在單位斜坡

輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為8。(錯(cuò))

。,=0.1

三、填空(每小題4分，共40分)

o-%=(4-3)73=33.3%7.系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)="?,則閉環(huán)

t_71N(S)

由“3特征方程為_M(s)+N(s)=0一。

8.對于單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為

b%=e-6收=33.3%

G(s),則閉環(huán)傳遞函數(shù)為——

4=0.33

聯(lián)立求解的1+G(s)

con=33.289.某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

則系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)-—，則此系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)輸入下的穩(wěn)

就1107.5s?(s+2)

①?(S)=-5---7---------=-5----------------

s?+2gs+就52+22.2s+1107.5態(tài)誤差為—0_o

10.一階索統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(S)_，，其時(shí)間

25+1

五、(10分)

常數(shù)為一2_。

18.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

11.若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.65,則系統(tǒng)的階

G(s)=-----------

s(s+lXs+3)躍響應(yīng)為一衰減振蕩

(1)要求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；

(2)若要求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圍。12.負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函

(1)閉環(huán)傳遞函數(shù)為數(shù)為G(s),反饋通道的傳遞函數(shù)為〃(s),則該系統(tǒng)

①(s)_KG(s)

的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

R(S)-s(s+l)(s+3)+Kl+G(s)/”(s)—°

(2)應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得13.頻率特性是線性系統(tǒng)在—正弦信號(hào)—輸入作

0<K<12用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

六、(10分)14.頻率特性包括一幅頻—特性和一相頻—特

19.已知系統(tǒng)的特征方程如下，試判別系統(tǒng)的穩(wěn)性。

定性。15.單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為」

￡>")=/+8/+18/+16S+5=016.傳遞函數(shù)G(s)-s+2的零點(diǎn)為(-30),

s(s+2X8s+2)

六、根據(jù)勞斯穩(wěn)定判據(jù)，得系統(tǒng)穩(wěn)定。

極點(diǎn)為-2,-0.25_

機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題O

四、(15分)

17.已知一階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。要求：

一、選擇題(每小題5分，共15分)

(1)寫出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(5分)；

1.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷(A)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(2)要求系統(tǒng)閉環(huán)增益Kg=2,調(diào)節(jié)時(shí)間

A.線性定常系統(tǒng)B.線性時(shí)變系統(tǒng)C.

非線性系統(tǒng)D.任何系統(tǒng)4=0.4s,試確定參數(shù)爾，及的值(10分)。

2.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)

數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為(B)。

A.單調(diào)衰減B.單調(diào)上升C.

等幅振蕩D.振蕩衰減

17.解：

3.系統(tǒng)的根軌跡(A)

o(1)由結(jié)構(gòu)圖寫出閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)

A.起始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)

2-L

B.起始于閉環(huán)極點(diǎn)，終止于閉環(huán)零點(diǎn)中_?-」

C.起始于閉環(huán)零點(diǎn)，終止于閉環(huán)極點(diǎn)"，+此一s+]

D.起始于開環(huán)零點(diǎn)，終止于開環(huán)極點(diǎn)sK、K,

⑵令閉環(huán)增益K@)=-L=2,得：K,=0.5的極點(diǎn)，又稱系統(tǒng)極點(diǎn)。

K23.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)

3數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點(diǎn)？

令調(diào)節(jié)時(shí)間仆=37=-----<0.4,得：A：,>15o

KK答：特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)的二階系統(tǒng),

則為過阻尼狀況。其時(shí)域響應(yīng)必然包含兩個(gè)衰減的指

五、(10分)數(shù)項(xiàng)，動(dòng)態(tài)過程呈現(xiàn)非周期性，沒有超調(diào)和振蕩。

4.什么叫做二階系統(tǒng)的臨界阻尼？畫圖說明臨

18.如圖2所示系統(tǒng)，求：

(1)該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出曲線。

答：臨界阻尼(C=l)

⑵G(S)=8

其時(shí)域響應(yīng)為

R(S)

c(r)=]_ef(l+@j)

上式包含一個(gè)衰減指數(shù)項(xiàng)。

c⑴為一無超調(diào)的單調(diào)上升曲線

18.(1)開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(S)G2($)〃(S)

⑵G(s)=%=卬…

R(s)1+G(S)G2(S)”(S)

六、(10分)

5.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)通常有哪幾項(xiàng)？如何理解這些

19.對于圖3所示的系統(tǒng)，用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定

指標(biāo)？

系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)系數(shù)K的取值范圍。

答：動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)通常有如下幾項(xiàng)：

四我一|~T?父

延遲時(shí)間乙，階躍響應(yīng)第一次達(dá)到終值〃(8)的

f-S(￡+4s+25+3)

_____Z-J圖350%所需的時(shí)間。

19.解:列出勞斯表上升時(shí)間。階躍響應(yīng)從終值的10%上升到終

?12K值的90%所需的時(shí)間；對有振蕩的系統(tǒng)，也可定義

?4K+3為從0到第一次達(dá)到終值所需的時(shí)間。

$,5-KK

4峰值時(shí)間%階躍響應(yīng)越過穩(wěn)態(tài)值〃(8)達(dá)到第

?K'+14K-15

-K=5一個(gè)峰值所需的時(shí)間。

.閉環(huán)穩(wěn)K定的充要條件是：調(diào)節(jié)時(shí)間4階躍響到達(dá)并保持在終值

〃(8)±5%誤差帶內(nèi)所需的最短時(shí)間；有時(shí)也用終值

的±2%誤差帶來定義調(diào)節(jié)時(shí)間。

由此解得O<K<1。超調(diào)量b%峰值力超出終值〃(8)的百分

《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》作業(yè)評講第2次第3章比，即

一、簡答

O*%

1.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是什么？=她)一吧xl。。％

單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是什么？/l(oo)

答：單位階躍函數(shù)的拉氏變換為

在上述動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中，工程上最常用的是調(diào)節(jié)

X(s)=L[l(t)]=l/s

r時(shí)間4(描述“快”)，超調(diào)量(7%(描述“勻”)以

單位斜坡函數(shù)的拉氏變換是

Xr(s)=L[At]=l/s2及峰值時(shí)間

2.什么是極點(diǎn)和零點(diǎn)？

6.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

答：高階系統(tǒng)傳遞函數(shù)一般可以表示為

答：勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

①⑸=C(s)=K(s+Z|)(s+Z2)...(y+Z,“)

7.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有什么特點(diǎn)？當(dāng)時(shí)間t

R(s)(5+/?!)(5+p)...(s+/?)(n

2H滿足什么條件時(shí)響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于

5-2%?

2m)答:一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線是一條由零開

式中：一Zi(i=l,m)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)始，按指數(shù)規(guī)律上升并最終趨于1的曲線。

的零點(diǎn)，又稱系統(tǒng)零點(diǎn)；當(dāng)t=3T或4T時(shí)，響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差

—Pj(i=l,…，n)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)

將小于5?2%①：=4f%=2

8.在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響2"以='『.5

應(yīng)有什么特點(diǎn)？

答：在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響3

應(yīng)的暫態(tài)分量為一振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡諧振蕩

時(shí)間函數(shù)。7

9.阻尼比CWO時(shí)的二階系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？3%=e口100%

答：無阻尼(

C=0)y(oo)=limy(5)=limsGG)，=lim,2

I?！?。bs0.25?+0.55+1

其時(shí)域響應(yīng)為c(f)=l-cos0/

四、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

在這種情況下，系統(tǒng)的響應(yīng)為等幅(不衰減)振蕩,

帕)=--~工——試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函

當(dāng)CV0時(shí)，特征根將位于復(fù)平面的虛軸之右，

(5+1)(5+2)(S+5)

其時(shí)域響應(yīng)中的e的指數(shù)將是正的時(shí)間函數(shù)，因而

數(shù)，并說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

為發(fā)散的，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。

涉及的知識(shí)點(diǎn)及答題分析：這個(gè)題的考核知識(shí)

顯然，CWO時(shí)的二階系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的

點(diǎn)是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。

10.已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)

(

0s)-------i-2------------

0.255+0.7075+1①(s)_10

則系統(tǒng)的，、3n及性能指標(biāo)。%、ts(5%)G(s)=

1一①(s)―S(S2+8S+17)

各是多少？

系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

答：由標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)得

l/con2=0.252€/wn=0.707

(s+l)(s+2)(s+5)

解得3n=2€=0.707

特征方程式為(

由于&=0.707S+1)(5+2)(5+5)=0

故。％=4.3%即$3+8$2+I7s+io=o

ts(5%)=3/(&3n)=3/(0.707x2)=2.12s勞斯行列表為

53117

三、已知一個(gè)〃階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為$2810