電大機電控制工程基礎考試復習重點題庫

1、機電控制工程基礎復習題8、已知線性系統(tǒng)的輸入 x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關系是 B 。A y(t) x(t) L1G(s) ; BY(s) G(s)X(s);一、 選擇題1. PI校正為(A .滯后)校正B.超前C X(s) Y(s) G(s); Dy(t) x(t)G(S)。C滯后超前D超前滯后9、設有一彈簧、質量、阻尼器機械系統(tǒng)，如圖所示，以外力 f(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量 的運動微分方程式可以對圖中系統(tǒng)進行描述，那么這個微分方程的階次是：2. 一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為A. 0.51，則其時間常數(shù)為(D )s 1B. 4C. 23.系統(tǒng)的根軌跡(A 起始于開

2、環(huán)極點,C.起始于閉環(huán)零點,)終于開環(huán)零點終于開環(huán)極點B起始于閉環(huán)極點，終于閉環(huán)零點D起始于開環(huán)零點，終于開環(huán)極點4.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為10、A. 0.54s 2B. 4，則其時間常數(shù)為(C )L«rTK二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為124s 4s 1;則其無阻尼振蕩頻率和阻尼比為(1,1C. 25.二階系統(tǒng)的超調量A.只與 有關C.與n和 無關B. 與C. 與( A )無關n和都有關11、傳遞函數(shù) GA 時滯環(huán)節(jié);12、6.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷A .線性定常系統(tǒng)A )的穩(wěn)定性。B.線性時變系統(tǒng)C非線性系統(tǒng)D任何系統(tǒng)13、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為7.已知Fss(s 2)，其原函數(shù)的終值(D )C

3、0.75D0.514、e TS表示了一個(振蕩環(huán)節(jié);5s 1微分環(huán)節(jié);慣性環(huán)節(jié)其單位階躍響應為(t3 3e 55 5e某二階系統(tǒng)的特征根為兩個互不相等的實數(shù),A.單調衰減C等幅振蕩B.單調上升D振蕩衰減已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為丫(s)則系統(tǒng)的單位階躍響應曲線表現(xiàn)為(2n2 ，那么系統(tǒng)處于(C s s n2A欠阻尼；B15、某一系統(tǒng)的速度誤差為零,過阻尼； C臨界阻尼；則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是(無阻尼A K ; BTs 1；C Ks(s a)(s b) s(s a)s2(sa)21、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為(B16、根據(jù)下列幾個系統(tǒng)的特征方程，可以判斷肯定不穩(wěn)定的系統(tǒng)為(A a

4、s3 bs2cs d 0 ; BS4asbs2cs d 0;C as4 bs32cs ds e 0 ；其中 a、b、C、d、e均為不等于零的正數(shù)。17、下列開環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是A(5s 1)(2s 1)1 Ts(T>0);1T1SC(2s 1)(3s 1)s 2s(s 3)( s 2)18、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為(1 j3A 5ejtg 1C 5e jtg122、已知系統(tǒng)頻率特性為5j 11A sin(2t tg 5 ) ； BCsin(2t tg 15 ) ； dA5ejtg13乜5=e2 1jtg 135e jtg20、題圖中R C電路的幅頻特

5、性為J1 (T )25j tg 1弋15 ej tg 1當輸入為x(t) sin 2t時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為(D1|' 27=sin(2t1tg123、理想微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為(A 20 dy ，通過3 =1點的直線;C -20 dy ，通過3 =0點的直線;24、系統(tǒng)如圖所示，Gc(s)為一個(AB串聯(lián)校正;混合校正;=sin(2t1tg15 )20 %，通過3 =1點的直線;lec20 dB/，通過3 =0點的直線20 /dec)裝置，實現(xiàn)起來比較簡單。并聯(lián)校正； 正反饋校正。1 425、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為一；則其無阻尼振蕩頻率S 0.5s 1和阻尼比為(1A 1

6、，-226、某二階系統(tǒng)的特征根為兩個純虛根，則系統(tǒng)的單位階躍響應曲線表現(xiàn)為(，0.25 ；A.單調衰減C等幅振蕩B.單調上升D振蕩衰減二、判斷題一個線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其開環(huán)極點位于 勞氏穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1、2、3、4、5、6、7、8、9、S平面左半邊。(+ )I型系統(tǒng)和開環(huán)增益為 10,系統(tǒng)在單位斜輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為。 一個動態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以16、圖中所示的頻率特性是一個積分環(huán)節(jié)。()二階系統(tǒng)的超調量越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性越差。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)結構及外輸入有關。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差不僅與系統(tǒng)的結構參數(shù)有關，與輸入無關。(-)若二階系統(tǒng)的阻尼比為 0.866則系統(tǒng)

7、的階躍響應上定不是等幅振蕩。反饋控制系統(tǒng)、是指正反饋。(-)10、某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關系為y(t=Kx(t)，K是一常數(shù)，則稱其為比例環(huán)節(jié)。5 Jtg 1。 -re ¥ 111、已知系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)可表示為j 1(+)18、適合于應用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)可以是線性系統(tǒng)，也可以是非線性系統(tǒng)。19. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個共軛純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線表現(xiàn)為衰減振蕩(一)一個線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其閉環(huán)極點位于S平面左半平面。(+ )兩個二階系統(tǒng)具有相同的超調量，則這兩個系統(tǒng)具有相同的無阻尼自振蕩角頻 () 增大系統(tǒng)的開環(huán)增益，會使得系統(tǒng)的控制精度降低。填空題系

8、統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，就叫做 有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結合在一起，這種系統(tǒng)稱為 我們把輸出量直接或間接地反饋到輸入端20、21、率。22、1、2、3、反饋復合控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱12、一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G(s) 1S，其頻率特性可表示為閉環(huán)控制系統(tǒng)G(j ) 1 jJ1 ( )2e j13、積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性是一條斜率為20 d叨的直線。 /dec14、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)Ts 10.5s 1，輸出與輸入的相位差是90。(15、系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。4、控制的任務實際上就是被控制對象的輸出量滿足給定值的要求。形成控制作用的

9、規(guī)律，使不管是否存在擾動，均能使5、系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后,這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng)。6、自動控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質,穩(wěn)定系統(tǒng)能自動恢復到原來的工作狀態(tài)可以分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)。7、為了實現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除 一個閉合回路。我們把輸出量直接或間接地反饋到輸入反饋量進行測量，并將測量的結果反饋到輸入端與輸_。因此，整個控制系統(tǒng)形成 端，形成閉環(huán)，參與控制的系統(tǒng)，偏差106稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。20、微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為2s，則它的幅頻特性的數(shù)學表達式是2 3，相頻特性的數(shù)學表由圖中系統(tǒng)可知,輸出量 不能Mr 刪制林I

10、弟瞇1 Jt達式是90 -。21、在初條件為零時，輸出量的拉氏變換 ，與輸入量的拉氏變換(或元件)的傳遞函數(shù)。23、數(shù)學模型是描述系統(tǒng)輸入變量、輸出變量之間關系之比稱為線性系統(tǒng)的數(shù)學表達式，或者說是描述系題圖輸入量直接經(jīng)過控制器作用于被控制對象，當出現(xiàn)擾動時，沒有人為干預，按照輸入量所期望的狀態(tài)去工作，圖中系統(tǒng)是一個開環(huán) 控制系統(tǒng)。開環(huán)統(tǒng)內部變量之間關系的數(shù)學表達式。24、 如果系統(tǒng)的數(shù)學模型，方程是 線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。25、 傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與本身參數(shù)，結構有關 ，與輸入 無關可以有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件有關 。不同的物理系統(tǒng),9、如果系統(tǒng)受擾動后偏離了

11、原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復到原來的工作狀態(tài)，這樣 的系統(tǒng)稱為穩(wěn)定_系統(tǒng)，否則為 不穩(wěn)定系統(tǒng)。任何一個反饋控制系統(tǒng)能正常工作,穩(wěn)定 的。系統(tǒng)必須是10、對于函數(shù)f (t)，它的拉氏變換的表達式為0 f(t)e stdt26、慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是Gs二亠。X s Ts 127、二階系統(tǒng)的標準型式為2n2- 2s2 n s n11、單位階躍信號對時間求導的結果是單位脈沖函數(shù)12、單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結果是28、I型系統(tǒng)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e( 3)為1013、單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換為29、時間響應由 瞬態(tài) 響應和穩(wěn)態(tài)響應兩部分組成。14、e t的拉

12、氏變換為30、A( ) y()IG (j )為系統(tǒng)的幅頻特性，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號X0的穩(wěn)態(tài)響應幅值衰減(或放大)的特性。15、Fs 一1一的原函數(shù)的初值s(s 1)() G(j )為系統(tǒng)的相頻特性f (0) =_0它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應，相位遲后(0)或超前(0)的特性。16、已知f(t)的拉氏變換為 s_(s 2)2_，則初值f (0)=431、頻率響應是系統(tǒng)在正弦輸入信號下的響應。32、慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為17、f (t) e2tsin2t的拉氏變換為18、若 L f (t) F(s)，則 Le atf(t)4(s 2)24F(s+a)G sK-X s Ts 13

13、3、當輸入信號的角頻率3在某一范圍內改變時所得到的一系列頻率的響應稱為這個系統(tǒng)的頻率響應19、若 Lf(t)= F(s)，貝U Lf (t-b)=e 2s F ( s)34、控制系統(tǒng)的時間響應，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從_到接近最終狀態(tài)的響應過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時間 t趨于 無窮 時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。初始狀態(tài)1335、若系統(tǒng)輸入為 Asin t，其穩(wěn)態(tài)輸出相應為 Bsin( t )，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為B jAe36、2型系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為-40 dB/dec2 n=0.25，所以 n 0.5， d nJ =0.484 arccos760所以，單位階躍響

14、應的性能指標為:5=44.5%37、對于一階系統(tǒng)，當3由08時，矢量D(j順時針方向旋轉_，則系統(tǒng)是穩(wěn)定2ts = 3.5/n=28S的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。2.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:G(S)1/s .38、單位階躍函數(shù)的拉氏變換為39、線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差取決于40、 若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.5 ,則系統(tǒng)的階躍響應為衰減振蕩41、 慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)越大，系統(tǒng)的快速性越_ 差42、若一個動態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以系統(tǒng)自身結構與參數(shù)43、負反饋結構的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) H(s)，閉環(huán)傳遞函數(shù)為1/s ，說明對該系統(tǒng)串聯(lián)了一個G(s)，反饋通道上的傳遞函數(shù)為H(

15、s)，則該G(s)/(1+ G(s)H(s) ) o積分環(huán)節(jié)。L(0.25，系統(tǒng)為欠阻尼狀態(tài)，則:試：1).繪出對數(shù)漸近幅頻特性曲線2).用對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)判別系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性。20S(0.2S 1)(0.04S 1)以及相頻特性曲線G ；44、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 K 則該系統(tǒng)有_2s(s 1).個極點，有 2條根軌跡分支。答案：(1)(2)11 T(3)在1).該系統(tǒng)是由積分、放大和兩個慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)構成的;K=2020lgK=26 分貝1L 11520.2T20.04低頻為積分放大環(huán)節(jié)，在5處作-40dB/10倍頻 線，在251，K=26分貝處作-20dB/10倍頻 線25處作 七OdB/1

16、0倍頻 線45、傳遞函數(shù)2S 1的零點為-0.5，極點為0、-1、-0.4 os(s 1)(5s2)四、分析、計算綜合類型題1.設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G (S) =1，試求階躍響應的性能指標 %s(4s 1)及ts答案:系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：W(s)0.25s20.25s 0.252與二階傳遞函數(shù)的標準形式 n相比較，可知： 2n=o.25，2 c2s 2 n s n2).判斷穩(wěn)定性由圖上可知L( )>0的部分，()對無穿越，所以系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。3.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：Gk(s)10，試求在輸入信號為x(t) 5 t作用下s(s 1)4) 穩(wěn)態(tài)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差。解：系統(tǒng)是型

17、系統(tǒng)當 x(t)=5 時,位置誤差系數(shù)mon s & 叫 hu Se()p當 x(t)= t 時,速度誤差系數(shù)問S Gk(s)lims 10s 0 s(s 1)e2( )7 O.1K故系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差：e()e()62( ) 00.1 0.14.設系統(tǒng)的傳遞函數(shù) G(s)5，求輸入信號為正弦信號，頻率為 f = 1Hz,振幅為Ts 10.5s 1Xo = 5，初相為0時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。5答案：由G(s) 一5 可以看出G(s)是由放大環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，放大環(huán)節(jié)只影響輸出0.5s 1量的幅值，而慣性環(huán)節(jié)對輸出量的幅值和相位都有影響。輸出量的頻率與輸入量的頻率相同f = 1Hz,所以

18、2 f 6.28 (rad/s )輸出量與輸入量的相位差慣性環(huán)節(jié)的相位(滯后)arctgTarctg 0.5 6.3 arctg 3.1572.4°輸出量的幅值15 510.5j13.14j17.58丫0X。Ky(t) Yosin( t )7.58sin(6.3 t72.40)5.已知單位負反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)4,計算系統(tǒng)的阻尼比Z,無阻尼振蕩角頻率s(s 1)3 d的及調節(jié)時間ts(5%)。答;系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)數(shù)G(S) 2 4與標準傳遞函數(shù)相比較得出s s 4Z =0.256.已知系統(tǒng)的特征方程如下,3 d=2ts(5%)=6(s)試判別系統(tǒng)工程的穩(wěn)定性。、5C 4 C 3D(s)= s2s2s解：應用勞斯穩(wěn)定判據(jù)Routh: