控制工程2習題解答

1、-. z.二題目：，則其【】A. B. C. D. 分析與提示：由拉氏變換的定義計算，可得答案：C題目：函數(shù)f(t)的拉氏變換Lf(t)=。分析與提示：拉氏變換定義式。答案：題目：函數(shù)的拉氏變換Lf(t)=。分析與提示：拉氏變換定義式可得，且f(t)為根本函數(shù)。答案：題目：假設，則 【 】A.B.C.D.分析與提示：拉氏變換定義式可得，即常用函數(shù)的拉氏變換對，答案：B題目：拉氏變換存在條件是，原函數(shù)f(t)必須滿足條件。分析與提示：拉氏變換存在條件是，原函數(shù)f(t)必須滿足狄里赫利條件。答案：狄里赫利題目：，則其【】A. B. C. D. 分析與提示：由拉氏變換的定義計算，這是兩個根本信號的和

2、，由拉氏變換的線性性質，其拉氏變換為兩個信號拉氏變換的和。答案：C題目：假設，則)=( )?！?】A. 1B. 4C. D. 0分析與提示：根據(jù)拉氏變換的終值定理。即有答案：B題目：函數(shù)的拉氏變換Lf(t)=。分析與提示：根本函數(shù)的拉氏變換為，由拉氏變換的平移性質可知。答案：題目：假設，則)=。分析與提示：根據(jù)拉氏變換的初值定理。即有答案：1題目：函數(shù)的拉氏變換Lf(t)=。分析與提示：此為根本函數(shù)，拉氏變換為。答案：題目：拉氏反變換的求法有多種方法，其中比擬簡單的方法是由查拉氏變換表得出及。分析與提示：拉氏反變換的求法有多種方法，其中比擬簡單的方法是由查拉氏變換表得出及局部分式展開法。答案：

3、局部分式展開法題目：，則其為多少？分析與提示：首先對F(s)進展因式分解，即解得因此答案：題目：的拉氏反變換為。分析與提示：此為根本函數(shù)。答案：題目：的拉氏反變換為。分析與提示：此為根本函數(shù)。答案：題目：的拉氏反變換為。分析與提示：此為根本函數(shù)。答案：題目：線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于【 】 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)滿足迭加原理分析與提示：數(shù)學模型表達式是線性的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，滿足疊加性和均勻性。答案：C題目：對于一個線性定常系統(tǒng)

4、【 】 A、如有多個輸入，則輸出是多個輸入共同作用的結果 B、可用拉氏變換方法得出輸入與輸出之間的傳遞函數(shù) C、每個輸入所引起的輸出不可分別單獨計算，因多個輸入之間互相影響 D、可用線性微分方程式來描述 E、不能在頻率域中判別它的穩(wěn)定性 分析與提示：線性系統(tǒng)滿足疊加性，因此A正確，B為傳遞函數(shù)的定義，D為線性系統(tǒng)的定義之一。答案：A,B,D題目：*系統(tǒng)的微分方程為，則它是 【】A線性定常系統(tǒng)B線性系統(tǒng)C非線性系統(tǒng)D非線性時變系統(tǒng)分析與提示：數(shù)學模型表達式是線性的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，題目表示的微分方程不是線性的，故不是線性系統(tǒng)。答案：C題目：定量地描述系統(tǒng)的動態(tài)性能，提醒系統(tǒng)的構造、參數(shù)與動態(tài)性能

5、之間的數(shù)學表達式稱為系統(tǒng)的。分析與提示：數(shù)學模型是定量地描述系統(tǒng)的動態(tài)性能，提醒系統(tǒng)的構造、參數(shù)與動態(tài)性能之間的數(shù)學表達式答案：數(shù)學模型題目：線性系統(tǒng)滿足兩個重要性質，分別為：、。分析與提示：線性系統(tǒng)滿足疊加性和均勻性。答案：疊加性、均勻性題目：線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于【 】 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)滿足迭加原理分析與提示：數(shù)學模型表達式是線性的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，滿足疊加性和均勻性。答案：C題目：列寫如下列圖所示電網(wǎng)絡的微分方程

6、分析與提示：首先明確系統(tǒng)的輸入和輸出，其輸入為，輸出為；然后分別列寫中間環(huán)節(jié)的微分方程；最后消除中間變量，并整理。答案：1系統(tǒng)輸入為，輸出為2根據(jù)基爾霍夫原理，可得到如下微分方程組3消除中間變量，并整理題目：下列圖是一機械系統(tǒng)，試寫出系統(tǒng)的微分方程。*ic*。k1k2分析與提示：首先明確系統(tǒng)的輸入和輸出；然后分別列寫中間環(huán)節(jié)的微分方程；最后消除中間變量，并整理。答案：由牛頓定律，有即題目：任何機械系統(tǒng)的數(shù)學模型都可以應用來建立；電氣系統(tǒng)主要根據(jù)來建立的數(shù)學模型。分析與提示：任何機械系統(tǒng)的數(shù)學模型都可以應用牛頓定理來建立；電氣系統(tǒng)主要根據(jù)基爾霍夫電流定律和電壓定律來建立的數(shù)學模型。答案：牛頓定理

7、、基爾霍夫電流定律和電壓定律題目：機械系統(tǒng)中以各種形式出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，都可以使用、和三個要素來描述。分析與提示：機械系統(tǒng)中以各種形式出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，都可以使用質量、彈性和阻尼三個要素來描述。答案：質量、彈性、阻尼題目：系統(tǒng)的*輸入輸出的拉氏變換分別記為*i(S)，*o(S)，對應的傳遞函數(shù)記為GS，則 【 】A、在零初始條件下，GS=*i(S)/*o(S)B、在任何初始條件下，G(S)=*o(S)/*i(S)C、G(S)可以有量綱，也可以無量綱D、假設以g(t)表示其脈沖響應函數(shù)，則G(S)=Lg(t)E、在零初始條件下，G(S)=*o(S)/*i(S) 分析與提示：對于線性定常系統(tǒng)，當輸入及

8、輸出的初始條件為零時，系統(tǒng)輸出的Laplace變換與輸入的Laplace變換之比。答案：C、D、E題目：當滿足條件時，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量*(t)的拉氏變換*(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析與提示：當滿足零初始條件時，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量*(t)的拉氏變換*(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。答案：零初始題目：當滿足零初始條件時，線性定常系統(tǒng)的輸入量*(t)的拉氏變換*(s)與輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析與提示：當滿足零初始條件時，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量*(t)的拉氏

9、變換*(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。答案：錯題目：傳遞函數(shù)的定義中包括三個根本要素：、輸出與輸入的拉氏變換之比。分析與提示：傳遞函數(shù)的定義中的三個根本要素為：線性定常系統(tǒng)、零初始條件、輸出與輸入的拉氏變換之比。答案：線性定常系統(tǒng)、零初始條件題目：零初始條件的含義是什么？分析與提示：輸入及其各階導數(shù)，輸出及其各階導數(shù)在0時刻均為零。答案：1輸入在時才開場作用于系統(tǒng)，即輸入及其各階導數(shù)在時刻均為0；2系統(tǒng)在時處于相對靜止狀態(tài)，即輸出及其各階導數(shù)在時刻均為0。題目：下列圖是一機械系統(tǒng)，試寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。*iB2B1*。k2k1*分析與提示：明確輸入與輸出；建立系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)的微分方程；對微分方程做

10、拉氏變換，得到中間環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；消除中間變量，整理。答案：系統(tǒng)微分方程為： -+-=-=對上式進展拉氏變換+s=s=消去得G(s)=題目：假設系統(tǒng)的微分方程為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為。分析與提示：直接由傳遞函數(shù)的定義求，即輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。首先對微分方程兩邊進展拉氏變化，為傳遞函數(shù)為答案：題目：傳遞函數(shù)有兩種方法：、實驗法。分析與提示：傳遞函數(shù)的兩種求法為解析法和實驗法。答案：解析法題目：對于實際系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分子多項式的階次應大于分母多項式的階次。分析與提示：實際系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)分子多項式的階次應不大于分母多項式的階次。答案：錯題目：傳遞函數(shù)中如果填分母或分子s的最高階次等于

11、n，則稱這種系統(tǒng)為n階系統(tǒng)。分析與提示：傳遞函數(shù)中分母s的最高階次，等于輸出量最高階導數(shù)的階次。如果s的最高階次等于n，則稱這種系統(tǒng)為n階系統(tǒng)。答案：分母題目：傳遞函數(shù)不說明所描述系統(tǒng)的物理構造，不同的物理系統(tǒng)，只要它們動態(tài)特性一樣，就可用同一傳遞函數(shù)來描述。這樣的系統(tǒng)稱為。分析與提示：傳遞函數(shù)不說明所描述系統(tǒng)的物理構造，不同的物理系統(tǒng)，只要它們動態(tài)特性一樣，就可用同一傳遞函數(shù)來描述。這樣的系統(tǒng)稱為相似系統(tǒng)。答案：相似系統(tǒng)題目：關于傳遞函數(shù)正確的說法有 【 】A. 傳遞函數(shù)的分母與系統(tǒng)的輸入無關B. 實際系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分母中s的階次不小于分子中s的階次C. 傳遞函數(shù)是無量綱的D. 不同物理類型

12、的系統(tǒng)，可以具有一樣形式的傳遞函數(shù)E. 在零初始條件下，系統(tǒng)輸出的拉氏變換取決于輸入和其傳遞函數(shù)分析與提示：傳遞函數(shù)的分母反映了由系統(tǒng)的構造和參數(shù)所決定的系統(tǒng)的固有特性，與輸入無關；實際系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分母中s的階次不小于分子中s的階次；傳遞函數(shù)可以無量綱，也可以有量綱；不同物理類型的系統(tǒng)，可以具有一樣形式的傳遞函數(shù)，稱為相似系統(tǒng)；系統(tǒng)的初始條件為零時，系統(tǒng)輸出的拉氏變換取決于輸入和其傳遞函數(shù)。答案：A、B、D、E題目：任何條件下，系統(tǒng)傳遞函數(shù)都能完全反映系統(tǒng)的動態(tài)歷程分析與提示：當系統(tǒng)的初始條件不為零時，傳遞函數(shù)不能完全反映系統(tǒng)的動態(tài)歷程。答案：錯題目：傳遞函數(shù)既描述了系統(tǒng)的外部特性，又描述系

13、統(tǒng)的內部特性。分析與提示：傳遞函數(shù)只表示系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間的數(shù)學關系描述系統(tǒng)的外部特性，而未表示系統(tǒng)中間變量之間的關系描述系統(tǒng)的內部特性答案：錯題目：對于傳遞函數(shù)的極點、零點和放大系數(shù)，一般，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應曲線的形狀，即系統(tǒng)的瞬態(tài)性能；決定了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出值。分析與提示：對于傳遞函數(shù)的極點、零點、和放大系數(shù)，一般，極點影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；零點影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應曲線的形狀，即系統(tǒng)的瞬態(tài)性能，不影響穩(wěn)定性；放大系數(shù)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出值。答案：極點、零點、放大系數(shù)題目：*典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，則該環(huán)節(jié)為 【】A慣性環(huán)節(jié) B積分環(huán)節(jié)C微分環(huán)節(jié)D比例環(huán)節(jié)分析與提示：應熟記各個

14、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，微分方程。答案：B題目：*傳遞函數(shù)，則它是由組成的【】A比例環(huán)節(jié)+積分環(huán)節(jié) B比例環(huán)節(jié)+微分環(huán)節(jié)C比例環(huán)節(jié)+慣性環(huán)節(jié)D比例環(huán)節(jié)+積分環(huán)節(jié)+微分環(huán)節(jié)分析與提示：熟記各個典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，微分方程。K1為比例環(huán)節(jié)，為積分環(huán)節(jié)，為微分環(huán)節(jié)。答案：D 題目：設一慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，則其時間常數(shù)和增益分別是【】A2，3B2，3/2C2/5，3/5 D5/2，3/2 分析與提示：化為慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的標準形式。即時間常數(shù)為2/5，增益系數(shù)為3/5。答案：C題目：傳遞函數(shù)框圖中的環(huán)節(jié)是根據(jù)動力學方程來劃分的，一個環(huán)節(jié)代表一個物理元件物理環(huán)節(jié)或子系統(tǒng)，一個物理元件就是一個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)。

15、分析與提示：傳遞函數(shù)框圖中的環(huán)節(jié)是根據(jù)動力學方程來劃分的，一個環(huán)節(jié)并不一定代表一個物理元件物理環(huán)節(jié)或子系統(tǒng)，一個物理元件也不一定就是一個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)也許幾個物理元件的特性才組成一個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)，也許一個物理元件的特性分散在幾個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)中。答案：錯題目：當振蕩環(huán)節(jié)的時，輸出無振蕩，為非振蕩環(huán)節(jié)，而是兩個的組合。分析與提示：當振蕩環(huán)節(jié)的時，輸出無振蕩，為非振蕩環(huán)節(jié)，而是兩個一階慣性環(huán)節(jié)的組合。答案：一階慣性環(huán)節(jié)題目：存在儲能元件和耗能元件的典型環(huán)節(jié)是【 】A比例環(huán)節(jié)B微分環(huán)節(jié)C積分環(huán)節(jié)D慣性環(huán)節(jié)分析與提示：慣性環(huán)節(jié)存在儲能元件和耗能元件，階躍輸入下，輸出不能立即到達穩(wěn)定值。答案：D題目：環(huán)節(jié)有

16、三種根本聯(lián)接方式，為：、。分析與提示：環(huán)節(jié)的三種根本聯(lián)接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、反應聯(lián)接。答案：串聯(lián)、并聯(lián)、反應聯(lián)接題目：由串聯(lián)環(huán)節(jié)所構成的系統(tǒng)，當無負載效應影響時，它的總傳遞函數(shù)等于個環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù)和。分析與提示：由串聯(lián)環(huán)節(jié)所構成的系統(tǒng)，當無負載效應影響時，它的總傳遞函數(shù)等于個環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積。由并聯(lián)環(huán)節(jié)所構成的系統(tǒng)，當無負載效應影響時，它的總傳遞函數(shù)等于個環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù)和。答案：錯 題目：開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)稱為開環(huán)傳遞函數(shù)。分析與提示：閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)G(s)與反應回路傳遞函數(shù)H(s)之乘積G(s)H(s)稱為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。答案：錯題目：求如下反應系統(tǒng)的輸出。分析與提示

17、：系統(tǒng)輸出為的輸出和干擾輸出的總和。答案：1在輸入量*(s)的作用下可把干擾量N(s)看作為零，系統(tǒng)的輸出為，則2在干擾量N(s)作用下可把輸入量*(s)看作為零，系統(tǒng)的輸出為，則3系統(tǒng)總的輸出量題目：單位反應系統(tǒng)，其反應反應回路傳遞函數(shù)為 。分析與提示：單位反應系統(tǒng)，其反應反應回路傳遞函數(shù)為1。答案：1題目：化簡如下列圖所示的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。分析與提示：首先消除交織回路，將A點前移至B點；然后依次從內向外化簡反應回路。1分1分1分1分答案：題目：化簡如下列圖所示的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。+分析與提示：同習題一，首先消除里邊兩個反應通道的交織；然后依次從內向外化簡反應回路。答案：+-+-+1+-23題目：求如下列圖所示方框圖的傳遞函數(shù)。分析與提示：首先化簡系統(tǒng)方框圖，然后得到傳遞函數(shù)。答案：1234題目：假設分支點