2018機(jī)械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

填空題(每空1分，共20分)1,線性控制系統(tǒng)最重要白^特性是可以應(yīng)用—疊加原理,而非線性控制系統(tǒng)則不能。.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)。.在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。.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。.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。.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)輸由信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。.函數(shù)te-at的拉氏變換為」方。(sa).線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸由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。.積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為二20__dB/dec。.二階系統(tǒng)的阻尼比已為.9時(shí)，響應(yīng)曲線為等幅振蕩。.在單位斜坡輸入信號作用下，n型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=Qo.0型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為―0―dB/dec,高度為20lgKpo.單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為4os.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—控制系統(tǒng)、—隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。.對于一個(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。.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)量的形式無關(guān)。.決定二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)重要參數(shù)是阻尼系數(shù)已和無阻尼自然振蕩頻率Wno.設(shè)系統(tǒng)的頻率特性G(j3)=R(3)+jI(3，則幅頻特性|G(j3)|=[r2(w)I2(w)。.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)…，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。.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。.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11國象限，形狀為一生—圓。.用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號是_正弦函數(shù)_。.二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比W的范圍為01。.G(s)=上的環(huán)節(jié)稱為―慣性—環(huán)節(jié)。Ts1.系統(tǒng)輸由量的實(shí)際值與輸出抗的希望田之間的偏差稱為誤差。.線性控制系統(tǒng)其輸由量與輸入量間的關(guān)系可以用線性微分方程來描述。.穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性是對自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求。2.二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是-―w―2os2WnSWn.設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j)R(j)jI(),則R()稱為實(shí)頻特性。.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)。.對于一個(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。.二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率3r與阻尼系數(shù)七的關(guān)系為3r=3n^K。.根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來分類，控制系統(tǒng)可分為__五環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。.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__對數(shù)坐標(biāo)圖示法。.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)2=0.707時(shí),為最佳阻尼系數(shù)。這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。.傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng)，在初始條件為零的條件下,系統(tǒng)輸由量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從初始優(yōu)態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。.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.I型系統(tǒng)G(s)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為0,在單位加s(s2)速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為°°。.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng),頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。.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)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是(漸進(jìn))穩(wěn)定的系統(tǒng)。.傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸由信號無關(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)。.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。.如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為離散—(數(shù)字)控制系統(tǒng),其輸入、輸由關(guān)系常用差分方程來描述。.反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(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)定性和怪速性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。.對于一個(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、快速性和精確或準(zhǔn)確性。單項(xiàng)選擇題：1.當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸由已知時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為()A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識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)3.(C.積分環(huán)節(jié)：）=2,（a為常數(shù)）。D.PID調(diào)節(jié)器B.L[eat]C.L：e"(t"a)]D.L[e(t+a)]4.L[t2e2t]=(A.C.1(s2)32(s2)3B.D.1

a(sa)

2s5.若F(s戶系，則Lim0f(t)=(A.4B.2C.0D.006.已知f（t戶eat,（a為實(shí)數(shù)）,則f(t)dt]=(A.C.asa1

s(sa)B._1a(sD.a)1

a(sa)7.f(t)=3t；則L[f(t)：=(A.C.3s32s-esB.D.1-es3-es2s2s8.某系統(tǒng)的微分方程為5x0(t)2x0(t)x0(t)xi⑴，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B.RCsRCs1C.RCs+1DRCs1

.RCs1111.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=一一，其無阻尼固有頻率4ss100()A.10B.5C.2.5D.25.一階系統(tǒng)上的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為（1TsA.KB.KTC.與D.4TT2T2.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）=T\，則其單位階躍響應(yīng)函數(shù)為（A.Kt/TB.Kt/TC.K(1—e—t/T)D.(1-e))Kt/T)）型15.延時(shí)環(huán)節(jié)）型15.延時(shí)環(huán)節(jié)G(s)=eA.TcoC.90°14.圖示系統(tǒng)稱為（系統(tǒng)。0Ic.nd.ins的相頻特性/6。3）等于（）B.-T3D.18

16.對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，TOC\o"1-5"\h\z它對應(yīng)的傳遞函數(shù)6佝）為（）A.1+TsB.—1TsC..D.（1+Ts）217.圖示對應(yīng)的環(huán)節(jié)為［九］（）hATs__LB.」1TsC.1+TsD.工Ts.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D（s）=s3+14s2+40s+40r=0,則此系統(tǒng)穩(wěn)定的r值范圍為（）A.r>0B.0Vp<14C.r>14D.r<0.典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時(shí)間與（）有關(guān)。A.增益B.誤差帶C.增益和阻尼比D.阻尼比和無阻尼固有頻率.若系統(tǒng)的Bode圖在a=5處由現(xiàn)轉(zhuǎn)折（如圖所示），這說明系統(tǒng)中有（）環(huán)節(jié)。

A.5s+1B.(5s+1)2C.0.2s+1D.—二(0.2s1)2.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s戶,(：？淇零、極點(diǎn)是()(4s1)(s3)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=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=3.一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為3(s2)，則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次依次s(2s3)(s5)為()0.4,I0.4,n23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=Ke0.4,I0.4,n23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=Kets1Ts3,I,其幅頻特性!3,nG(j3)|應(yīng)為A.C.K222A.C.K222e1TD.K1T22)Ke1T.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)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比C.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)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).設(shè)3c為幅值穿越(交界)頻率，巾(3c)為開環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)的相位角，則相位裕度為()A.180—巾A.180—巾(coc)180+巾")B.。(3c)90+巾(coc).單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s尸，，則系統(tǒng)在r（t）=2ts（s5）TOC\o"1-5"\h\z輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為（）A.吧B.5C.4D.0445.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=-—1——r，在0v（v正時(shí)，其無阻尼S2nSn2固有頻率3n與諧振頻率3r的關(guān)系為（）A.3n<3rB.3n=3rC.3n>3rD.兩者無關(guān).串聯(lián)相位滯后校正通常用于（）A.提高系統(tǒng)的快速性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C.減少系統(tǒng)的阻尼D.減少系統(tǒng)的固有頻率.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率ac=4處提供最大相位超前角的是（）A4s1Bs1C01s1D0.625s1.s1.4s1.0.625s1.0.1s1.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率ac=40,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,通過適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是（）A0.004s1.0.04sA0.004s1.0.04s1B0.4s1.4s1C.4s110s1D.舒1.B2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.B11.B12.C13.C14.B15.B16.D17.C18.B19.D20.D21.D22.A23.D24.C25.C26.A27.C單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共30分）28.B29.D30.B二、填空題（每小題2分，共10分）.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的增益、和有關(guān)。.一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為3k2,則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征s5s4s方程為開環(huán)增益為。.二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其調(diào)整時(shí)間ts與阻尼比、和有關(guān)。.極坐標(biāo)圖（Nyquist圖）與對數(shù)坐標(biāo)圖（Bode圖）之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐標(biāo)圖上的單位圓對應(yīng)于Bode圖上的;極坐標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對應(yīng)于Bode圖上的。.系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與有關(guān)，與無關(guān)。填空題（每小題2分，共10分）.型次輸入信號2.s3+5s2+4s+K=0,K3.誤差帶無阻尼固有頻4率4.0分貝線—1800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。.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.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).設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=—10一,該系統(tǒng)為s(s1)(s2)(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).二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性()，當(dāng)時(shí)，其相位移()為(B)A.-270B.-180C.-90D.0.根據(jù)輸入量變化的規(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.反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋一反饋復(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),則其等效傳遞函數(shù)為B.i1G(s)H(s)(B.i1G(s)H(s)A.31G(s)CG⑸?1G(s)H(s).一階系統(tǒng)G(s)=」J的時(shí)間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達(dá)到Ts+1穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間(A)A,越長B,越短C.不變D.不定.拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成A.正弦函數(shù)A.正弦函數(shù)C.單位脈沖函數(shù)B.單位階躍函數(shù)D.復(fù)變函數(shù).線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下A.系統(tǒng)輸由信號與輸入信號之比B.系統(tǒng)輸入信號與輸生信號之比C.系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸由信號的拉氏變換之比D.系統(tǒng)輸由信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比11.若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s尸號，則其頻率特性的實(shí)部R(CO)是12.A.C.KKT分環(huán)節(jié)B.K12TTKT性相位移。CO)=A.90A.90C.0B.-90D.-18013.積分環(huán)節(jié)性相位移。CO)=A.90C.A.90C.0D.y《t)和出應(yīng)為B.-90D.-180.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)？(C)A.輸入信號B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸入信號和初始條件.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.充分必要條件以上都不是.有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為U1(t)和U2(t)時(shí)，輸由分別為y2(t)。當(dāng)輸入為a1U1(t)+a2U2(t)時(shí)(a1,a2為常數(shù))，輸aiyi(t)+y2(t)aiyi(t)+a2y2(t)aiyi(t)-a2y2(t)yi(t)+a2y2(t)i7.I型系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為-40(dB/dec)-20(dB/dec)C.0(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)i8.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=25~2~s5s25,則系統(tǒng)的阻尼比為19A.25B.5C.D.1sin拉氏變換A.C.)iss22sB.-sD..二階系統(tǒng)當(dāng)0V<1時(shí)，如果增加，則輸由響應(yīng)的最大超調(diào)量％將（B）A.增加B.減小C.不變D.不定.主導(dǎo)極點(diǎn)的特點(diǎn)是A.距離實(shí)軸很遠(yuǎn)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cost的拉氏變A.C.)1ss22sB?sD.1~~2C.距離虛軸很遠(yuǎn)D.距離虛軸很近22余弦函cost的拉氏變A.C.)1ss22sB?sD.1~~22s23.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sM()=24.C)A.KC.1B3D.4比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移eA.90B.-90C.0D.-18025.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的(C)來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)判別準(zhǔn)則。A.開環(huán)幅值頻率特性A.開環(huán)幅值頻率特性C.開環(huán)幅相頻率特性26.系統(tǒng)的B.開環(huán)相角頻率特性D.閉環(huán)幅相頻率特性傳遞函數(shù)(C)A.與輸入信號有關(guān)B.與輸由信號有關(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，也與輸入信號有關(guān)

.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.無振蕩.二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性相位移e(3)在(D)之間。A.0和90B.0和一90C.0和180D.0和一180.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D.等幅振蕩二.設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)如圖1所示，ki=1000N/m,k2=2000N/m,D=10N/(m/s),當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號xi當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號xi(t)5sint的作用時(shí)，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸由Xo(t)。(15分)k1Ds0.01sk1k2Dsk1k20.015s1然后通過頻率特性求生Xot0.025sint89.14三.一個(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)過測試,

得知閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖2所示。（10分）問：（1）系統(tǒng)的開環(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)，試寫由其近似閉環(huán)傳遞函數(shù);(5分)Ko7閉環(huán)傳遞函數(shù);(5分)Ko7解：（1）』0-1K08,(2)Xo^_7?,Xis0.025s8四.已知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖3所示。（10分）1.寫由開環(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。1.寫由開環(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）100s(s0.01)(s100)1.G(s)五.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，試求：（15分）.繪制系統(tǒng)的信號流圖。（5分）RG1G2i1Xo(s)G1G2Xi(s)1G2HlG1G2H2R111G2HlXo(s)1G2H1N(s)1G2H1G1G2H2六.系統(tǒng)如圖5所示，r（t）1（t）為單位階躍函數(shù)，試求：（10分）1.系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率n1.系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率n。（5分）.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間ts（5%）o（5分）S(S2)S(S2)s(s2n)0.5C122.Mpe100%16.5%ts30.52ts30.523(s)KSU"/C(SJKSU"/C(SJ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ess<2.25時(shí)，K的數(shù)值。(10分)D(s)s(s3)2KsD(s)s(s3)2Ks3*6s29s由勞斯判據(jù)：3s2s1s1654K6

KK9K0三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(y%=9.6%三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(y%=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第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得0K54又有：ess-<2.25K可得：K>44<KV54八.已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(s)3,試求系統(tǒng)的相位裕s3量。(10分)解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)理221W(s)s11G(jc)IJ21,解得c7nn180(c)180tg1c18060120的值。解：:%e1100%=9.6%，E=0.6=0.2

，3n=—==—31419.6rad/stn.120.210.62p四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=^—2—2,試求最大超調(diào)量s2nsn(y%=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)已和3n的值。解：:%e12100%=5%，E=0.69/ts=—=2

n，an=2.17rad/s五、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gk五、設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gk(s)25s(s6)求(1)系統(tǒng)的阻尼比(和無阻尼自然頻率COn；(2)系統(tǒng)的峰值時(shí)間(2)系統(tǒng)的峰值時(shí)間tp、超調(diào)量＞%、調(diào)整時(shí)間tS(4=0.02);25TOC\o"1-5"\h\z解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)Gb(S)*^625-225125s(s6)25s6s25s(s6)與標(biāo)準(zhǔn)形式對比，可知2Wn6,w225故wn5,0.6又wdwn125.10.624tp———0.785Wd4

0.6%e———；16.03s0.2.10.22100%———；16.03s0.2.10.224ts——1.33Wnan,阻尼比an,阻尼比工,超調(diào)量b%,峰值時(shí)間tp,調(diào)整時(shí)間ts(A=0.02)相(5。占+4)10。解：對于上圖所示系統(tǒng)，首先應(yīng)求由其傳遞函數(shù),后可用公式求生各項(xiàng)特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。100XoSs50s4100Xis1—1000.02s50s4s50s42與標(biāo)準(zhǔn)形式對比，可知2Wn0.08化成標(biāo)準(zhǔn)形式，然20.08s0.04,w；0.04n0.2rad/s0.20.210.2210.2252.7%tptsn0.20.2100s七、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:Gk(s)100s(s2)求：(1)試確定系統(tǒng)的型次v和開環(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Gk⑸100Gk⑸100

s(s2)50s(0.5s1)可見，v=1,這是一個(gè)I型系統(tǒng)開環(huán)增益K=50;(2)討論輸入信號，r(t)13t,即A=1,B=3艱據(jù)表3—4,誤差ess—A——-^――00.060.061KpKV150p八、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：2Kss2(s0.1)(s0.2)求：(1)試確定系統(tǒng)的型次V和開環(huán)增益K；(2)試求輸入為r(t)52t4t2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2100Gk(s)-2-2s(s0.1)(s0.2)s(10s1)(5s1)可見，v=2,這是一個(gè)II型系統(tǒng)開環(huán)增益K=100;(2)討論輸入信號，r(t)52t4t2,即A=5,B=2,C=4艱據(jù)表3—4,誤差ess—A—旦—-5---000.040.041KpKVKa1100九、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:GkGk(s)20(0.2s1)(0.1s1)求：(1)試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K;(2)試求輸入為r(t)25t2t2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，V=0,這是一個(gè)0型系統(tǒng)開環(huán)增益K=20;(2)討論輸入信號，(2)討論輸入信號，r(t)25t2t2,即A=2,B=5,C=2根據(jù)表3—4,誤差根據(jù)表3—4,誤差essA1KpBC252_2KVKa1200021十、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,ai=4,a0=5均大于零，且有24001350402400135TOC\o"1-5"\h\z20231420234225414120535(12)600所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的

卜一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為432s6s12s10s30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=1,33=6,32=12,均大于零，且有610001123040610001123606121106206121066310110512033351215360所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十二、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s45s32s24s30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，34=1,33=5,32=2,均大于零，31=10,331=10,30=331=4,30=31230405400123TOC\o"1-5"\h\z50521460524553414510333(51)1530所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十三、設(shè)系統(tǒng)特征方程為2s34s26s10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410326004140462122046144012160所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。30s(0.02s1)解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K=30;有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v=1;低頻漸近線通過(1,201g30)這點(diǎn)，斜率為—20dB/dec；有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為Wi，50,斜率增加—0.02'20dB/deCo系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十五、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。?、100G(s)s(0.1s1)(0.01s1)解：該系統(tǒng)開環(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(1,201g100)這點(diǎn)，即通過(1,40)這點(diǎn)斜率為—20dB/dec；有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為WiA10,W2I、100,斜率分別增加—20dB/dec系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。

十六、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。G(s)0.1s1解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K=1;無積分、微分環(huán)節(jié)，即v=0,低頻漸近線通過(1,20lg1)這點(diǎn),即通過(1,0)這點(diǎn)斜率為0dB/dec;有一個(gè)一階微分環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為W1—10,斜率增加0.120dB/deCo系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。10(rad/s)Al()/dB10(rad/s)20dB/

0十七、如下圖所示，將方框圖化簡，并求由其傳遞函數(shù)。解:C(s)C(s)-I-*0——AG1⑸G2(s)——，Gj(s)―1-0G3H24Hi+G】HiGiGag4(o6面小⑼g網(wǎng)G-Ha+H1田汨1GiGjK(s)GjGjG3Xr41+GaGfHz+G^Hi+G]G?H]K(s)GjGjG3Xr41+GaGfHz+G^Hi+G]G?H]十八、如下圖所示，將方框圖化簡，并求由其傳遞函數(shù)。解:R(S)G1G2C(S)>?

1+G2H2+GiHi十九、如下圖所示，將方框圖化簡，并求由其傳遞函數(shù)。解:C(S)C(S)JER(S)GiG2G31+G2H1+G1G2H1C(S)三、簡答題（共16分）.（4分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為亍求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式。s24s3.（4分）已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,試問該系統(tǒng)為幾型s（7s1）系統(tǒng)？系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值為多少？.（4分）已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位