機(jī)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(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=_。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_負(fù)數(shù)_時(shí)，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(shí)，系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換及輸入信號(hào)的拉氏變換的比。7函數(shù)te-at的拉氏變換為。8線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出及輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱(chēng)為_(kāi)相頻特性_。9積分

2、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_(kāi)20_dBdec。10二階系統(tǒng)的阻尼比為_(kāi) 0_ 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=_0_。120型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為_(kāi)0_dB/dec，高度為20lgKp。13單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為 。14. 根據(jù)系統(tǒng)輸入量變化的規(guī)律，控制系統(tǒng)可分為_(kāi)恒值_控制系統(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_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，及_輸入量、擾動(dòng)量_的形式無(wú)關(guān)。17. 決定二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的

3、兩個(gè)重要參數(shù)是阻尼系數(shù)和_無(wú)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)|=。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(lèi)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(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_(kāi)半_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)的阻尼比的范圍為。24G(s)=的環(huán)節(jié)稱(chēng)為_(kāi)慣性_環(huán)節(jié)。25系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值及_輸出量的希望值_之間的偏差稱(chēng)為誤

4、差。26線性控制系統(tǒng)其輸出量及輸入量間的關(guān)系可以用_線性微分_方程來(lái)描述。27 穩(wěn)定性 、 快速性 和準(zhǔn)確性是對(duì)自動(dòng)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。29設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為，則稱(chēng)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_(kāi)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r及阻尼系數(shù)的關(guān)系為r=n。33.根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來(lái)分類(lèi)，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_

5、對(duì)數(shù)坐標(biāo)_圖示法。35.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)=_0.707_時(shí)，為最佳阻尼系數(shù)。這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性及快速性都較理想。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)輸出量的拉氏變換及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(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)根或負(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)定的充要條件。4. I型系統(tǒng)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(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

6、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)的組成及輸入、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)誤差及輸入信號(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)，則稱(chēng)此系統(tǒng)為離散(數(shù)字)控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來(lái)描述。10.反饋控制系統(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(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)

7、的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速 性和精確或準(zhǔn)確性。單項(xiàng)選擇題：1.當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出已知時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的問(wèn)題，稱(chēng)為( ) A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識(shí) 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)D.PID調(diào)節(jié)器3.( )=,(a為常數(shù))。 A. LeatB. Leat C. Le(ta)D. Le(t+a)4.Lt2e2t=( ) A. B. C. D. 5.若F(s)=，則=( ) A. 4B. 2 C. 0D. 6.已知f(t)=eat,(a為實(shí)數(shù))，則L=( )A. B. C. D. 7.f(t)= ，則Lf(t)=

8、( ) A. B. C. D. 8.某系統(tǒng)的微分方程為,它是( ) 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(shí)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(shí)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. B. C. RCs+1D. 11.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其無(wú)阻尼固有頻率n是( ) A. 10B. 5C. 2.5D. 2512.一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為( ) A. B. KTC. D. 13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=,則其單位階躍響應(yīng)函數(shù)為( ) A. B. C. K(1et/T)D. (1

9、eKt/T)14.圖示系統(tǒng)稱(chēng)為( )型系統(tǒng)。 A. 0 B. C. D. 15.延時(shí)環(huán)節(jié)G(s)=es的相頻特性G(j)等于( ) A. B. C.°D.°16.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s)為( ) A. 1+TsB. C. D. (1+Ts)217.圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為( ) A. TsB. C. 1+TsD. 18.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=s3+14s2+40s+40=0，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍為( ) A. >0B. 0<<14C. >14D. <019.典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時(shí)間及( )有關(guān)。 A.增益B.誤差帶

10、 C.增益和阻尼比D.阻尼比和無(wú)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(shuō)明系統(tǒng)中有( )環(huán)節(jié)。 A. 5s+1B. (5s+1)2 C. 0.2s+1D. 21.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其零、極點(diǎn)是( ) A.零點(diǎn)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=3 C.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,則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和型次依次為( )A. 0.4，B. 0.4，C. 3，D. 3，23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，其幅頻特性G(j)應(yīng)為

11、( ) A. B. C. D. 24.二階系統(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)及系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比 C.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)及臨界阻尼系數(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(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)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(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為( ) A. B. C. D. 027.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,在0時(shí)，其無(wú)阻尼固有頻率n及諧振頻率r

12、的關(guān)系為( ) A. n<rB. n=rC. n>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，能在頻率c=4處提供最大相位超前角的是( ) A. B. C. D. 30.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(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是( ) A. B. C. D. 單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共30分) 1.B 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C 8.C

13、9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B 15.B 16.D 17.C 18.B 19.D 20.D 21.D 22.A 23.D 24.C 25.C 26.A 27.C 28.B 29.D 30.B二、填空題(每小題2分，共10分)1.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益、_和_有關(guān)。2.一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為_(kāi)開(kāi)環(huán)增益為_(kāi)。3.二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下，其調(diào)整時(shí)間ts及阻尼比、_和_有關(guān)。4.極坐標(biāo)圖(Nyquist圖)及對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode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

14、上的_。5.系統(tǒng)傳遞函數(shù)只及_有關(guān)，及_無(wú)關(guān)。填空題(每小題2分，共10分)1.型次 輸入信號(hào)2.s3+5s2+4s+K=0，3.誤差帶 無(wú)阻尼固有頻率4.0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(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)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)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(shí)域分析法研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)最常用的典型輸

15、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)=，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(dāng)時(shí)，其相位移為( B )A-270°B-180°C-90°D0°6. 根據(jù)輸入量變化的規(guī)律分類(lèi)，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(fù)反饋連接時(shí)，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

16、)，則其等效傳遞函數(shù)為( C )ABCD8一階系統(tǒng)G(s)=的時(shí)間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間( A )A越長(zhǎng)B越短C不變D不定9拉氏變換將時(shí)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(hào)及輸入信號(hào)之比B系統(tǒng)輸入信號(hào)及輸出信號(hào)之比C系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換及輸出信號(hào)的拉氏變換之比D系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換及輸入信號(hào)的拉氏變換之比11若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性的實(shí)部R()是 （ A ）AB-CD-12. 微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( A )A. 90°

17、B. -90°C. 0° D. -180°13. 積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( B )A. 90° B. -90°C. 0° D. -180°14.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它及下列哪項(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(shí)，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當(dāng)輸入為a1u1(t)

18、+a2u2(t)時(shí)(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)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(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 （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)=，則系統(tǒng)的阻尼比為 （C）A.B. C. D. 119正弦函數(shù)sin的拉氏變換是 （ B ）A.B.C.D. 20二階系統(tǒng)當(dāng)0<<1時(shí)，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.

19、不定21主導(dǎo)極點(diǎn)的特點(diǎn)是 （ D ）A.距離實(shí)軸很遠(yuǎn)B.距離實(shí)軸很近C.距離虛軸很遠(yuǎn)D.距離虛軸很近22余弦函數(shù)cos的拉氏變換是 （ C ）A.B.C.D. 23設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則其頻率特性幅值M()= （ C ）A.B.C.D.24. 比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( C )A.90° B.-90° C.0° D.-180°25. 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的(  C )來(lái)判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)判別準(zhǔn)則。A.開(kāi)環(huán)幅值頻率特性 B.開(kāi)環(huán)相角頻率特性C.開(kāi)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) (&#

20、160; C )A.及輸入信號(hào)有關(guān)B.及輸出信號(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，也及輸入信號(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 C.有振蕩D.無(wú)振蕩28. 二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性相位移()在(  D )之間。A.0°和90°B.0°和90°C.0°和180°D.0°和180°29. 某二階系統(tǒng)阻尼比為0.2，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

21、 D. 等幅振蕩二設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)如圖1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號(hào) 的作用時(shí)，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。(15分)解： 然后通過(guò)頻率特性求出 三一個(gè)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(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)(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)，試寫(xiě)出其近似閉環(huán)傳遞函數(shù)；(5分)解：（1），(2) 四已知開(kāi)環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖3所示。(10分)1. 寫(xiě)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

22、圖。(5分)1 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(hào)流圖。(5分)2. 求傳遞函數(shù)及。(10分)六系統(tǒng)如圖5所示，為單位階躍函數(shù)，試求：(10分)1. 系統(tǒng)的阻尼比和無(wú)阻尼自然頻率。(5分)2. 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間。(5分)12七如圖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時(shí)，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 又有：2.25 可得：K4 4K54八已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，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，解得三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=，試求最大超調(diào)量=9.6%、峰值時(shí)

23、間tp=0.2秒時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n的值。解：=9.6% =0.6 tp=0.2 n=19.6rad/s 四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=，試求最大超調(diào)量=5%、調(diào)整時(shí)間ts=2秒(=0.05)時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n的值。解：=5% =0.69 ts=2 n=2.17 rad/s 五、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 求（1）系統(tǒng)的阻尼比和無(wú)阻尼自然頻率n；（2）系統(tǒng)的峰值時(shí)間tp、超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間tS(=0.02)；解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知 ，故 ， 又 六、某系統(tǒng)如下圖所示，試求其無(wú)阻尼自然頻率n，阻尼比，超調(diào)量，峰值時(shí)間，調(diào)整時(shí)間(=0.02)。解： 對(duì)

24、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)。及標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知 ，七、已知單位負(fù)反饋系統(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)，v1，這是一個(gè)I型系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)增益K50；（2）討論輸入信號(hào)，即A1，B3根據(jù)表34，誤差八、 已知單位負(fù)反饋系統(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)，v2，這是一個(gè)II型系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)增益K100； （2）討論輸入信號(hào)，即

25、A5，B2, C=4根據(jù)表34，誤差九、 已知單位負(fù)反饋系統(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)，v0，這是一個(gè)0型系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)增益K20；（2）討論輸入信號(hào)，即A2，B5，C=2根據(jù)表34，誤差十、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，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-

26、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，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(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K30；有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v1；低頻漸近

27、線通過(guò)（1，20lg30）這點(diǎn)，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，斜率增加20dB/dec。 系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L(w)/dB­20 dB/dec0w /(rad/s) 50­40 dB / dec 1 20lg30十五、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K100；有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v1；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20dB/dec； 有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為，斜率分別增加20dB/dec系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L(w)/dB­20 dB

28、/ dec­40 dB / dec10100 ­60 dB / decw (rad/s)0140十六、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K1；無(wú)積分、微分環(huán)節(jié)，即v0，低頻漸近線通過(guò)（1，20lg1）這點(diǎn)，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，斜率增加20dB/dec。系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L(w)/dB20 dB / dec10w (rad/s)0十七、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。解：十八、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。一一H1G1G2H2R(S)C(S)解

29、：一一H1/G2G1G2H2R(S)C(S)一H1/G2G1R(S)C(S)G21+ G2H2一H1/G2R(S)C(S)G1G21+ G2H2R(S)C(S)G1G21+ G2H2+G1H1十九、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。一一G1G3R(S)C(S)G2解：一一G1G3H1R(S)C(S)G2H1一H1G3R(S)C(S)G1G21+ G2H1R(S)C(S)G1G2G31+ G2H1+ G1G2H1三、簡(jiǎn)答題(共16分)1.(4分)已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式。2.(4分)已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，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.(4分)已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響