《控制工程基礎(chǔ)》習(xí)題集.doc

控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集機(jī)電系“控制工程基礎(chǔ)”教研小組 編二OO五年十一月目 錄 第一部分：?jiǎn)芜x題1 第二部分：多選題（多選、少選、錯(cuò)選均不得分）13 第三部分：簡(jiǎn)答題24 第四部分：建模題27 第五部分：穩(wěn)定性分析題36 第六部分：結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化題37 第七部分：時(shí)域分析題41 第八部分：頻域分析題44 第九部分：穩(wěn)態(tài)分析題47 第十部分：校正分析題50第一部分：?jiǎn)芜x題1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有 b a.給定元件 b檢測(cè)元件c放大元件 d執(zhí)行元件2. 在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是 a a比例環(huán)節(jié) b積分環(huán)節(jié) c慣性環(huán)節(jié) d微分環(huán)節(jié)3. 如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng) a a.不能工作 b可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大 c可以工作，但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間很長(zhǎng) d可以正常工作4. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器通常采用 B 調(diào)節(jié)器。 a比例 b比例積分 c比例微分 d比例積分微分5.單位階躍函數(shù)1(t)的拉氏變換式L1(t)為 B ：aS b. c. d. S26. 在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是 A A比例環(huán)節(jié) B積分環(huán)節(jié) C慣性環(huán)節(jié) D微分環(huán)節(jié)7如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng) A A. 不能工作 B可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大 C可以工作，但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間很長(zhǎng) D可以正常工作8. 已知串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)(最小相位環(huán)節(jié))的漸近對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖所示。試判斷該環(huán)節(jié)的相位特性是 A ：A相位超前B相位滯后C相位滯后超前D相位超前滯后9. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器通常采用 B 調(diào)節(jié)器。 A比例 B比例積分 C比例微分 D比例積分微分10. 已知某環(huán)節(jié)的幅相頻率特性曲線(xiàn)如下圖所示，試判定它是何種環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié) ：11. PI調(diào)節(jié)器是一種（ a ）校正裝置。A相位超前 B. 相位滯后 C. 相位滯后超前 D. 相位超前滯后12. 開(kāi)環(huán)增益K增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ c ）：A變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定13. 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)v增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ ）：A變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定14. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( c ):AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. D. 15.自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有（ b ）：A.給定元件 B檢測(cè)元件C放大元件 D執(zhí)行元件16.PD調(diào)節(jié)器是一種（ a）校正裝置。A相位超前 B. 相位滯后 C. 相位滯后超前 D. 相位超前滯后17.已知最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)如下圖所示，試確定其開(kāi)環(huán)增益K（ c ）。 A、0 ； B、5 ； C、10 ； D、12 0 L() （-20） （+20） dB (rad/s) 3 5 10 12 3018.已知系統(tǒng)的特征方程為S3+S2+S+5=0，則系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍為（ c ）。0； B. 5 ； D. 01 C. 1 D. 0121. 振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（ a ）。A. n /(S2+2nS+1) (01) ； B. n /(S2+2nS+1) （=1）；C. T2/（T2S2+2TS+1） (01 C. 1 D. 0125 如果自控系統(tǒng)微分方程的特征方程的根在復(fù)平面上的位置均在右半平面，那么系統(tǒng)為（ b ）系統(tǒng)：A穩(wěn)定 B. 不穩(wěn)定 C. 穩(wěn)定邊界 D. 不確定26.在右圖所示的波特圖中，其開(kāi)環(huán)增益K = （ ）。A、c2/1； B、c3/12； C、2c/1； D、1c/21 2 c-20-40-20L()27.某機(jī)械平移系統(tǒng)如圖所示，則其傳遞函數(shù)的極點(diǎn)數(shù)P為( )。 A. 3 ； B. 4 ； C.5 ； D. 6m1m228.典型二階振蕩系統(tǒng)的（ ）時(shí)間可由響應(yīng)曲線(xiàn)的包絡(luò)線(xiàn)近似求出。A、峰值 ； B、延時(shí) ； C、調(diào)整 ； D、上升29. cos2t的拉普拉斯變換式是 A. B. C.D.30. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)的 A. 快速性 B. 穩(wěn)態(tài)性能 C. 穩(wěn)定性D.動(dòng)態(tài)性能31. 對(duì)于典型二階系統(tǒng)，在欠阻尼狀態(tài)下，如果增加阻尼比的數(shù)值，則其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的最大超調(diào)量將 A. 增加B. 不變 C. 不一定D.減少32. 開(kāi)環(huán)增益K增加，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能（ ）：A變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定33. 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)v增加，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能（ ）：A變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定34.已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為: G(S)H(S) = K(S+1)/(T1S+1)(T2S+1)(T2S2+2TS+1)，則它的對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線(xiàn)在趨于無(wú)窮大處的斜率為（ ）（單位均為dB/十倍頻程）。A、-20 ； B、-40 ； C、-60 ； D、-8035.以下頻域性能指標(biāo)中根據(jù)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)來(lái)定義的是（ ）。截止頻率b； B、諧振頻率r與諧振峰值Mr；C、頻帶寬度； D、相位裕量與幅值裕量Kg36.開(kāi)環(huán)增益K減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ ）：A變好 B. 變壞 C. 不變 D. 不一定37 如果自控系統(tǒng)微分方程特征方程的根在復(fù)平面上的位置均在右半平面，那么系統(tǒng)為（ ）系統(tǒng)：A穩(wěn)定 B. 不穩(wěn)定 C. 穩(wěn)定邊界 D. 不確定38. 以下性能指標(biāo)中不能反映系統(tǒng)響應(yīng)速度的指標(biāo)為（ ）A上升時(shí)間tr B調(diào)整時(shí)間ts C幅值穿越頻率c D相位穿越頻率g39. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( ):AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. D. 40.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的（ ）表征著系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。A. 低頻漸近線(xiàn)（或其延長(zhǎng)線(xiàn)）在=1處的高度；B.中頻段的斜率 ；C.中頻段的寬度 ；D.高頻段的斜率41.對(duì)于典型二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼比不變時(shí)，如果增加無(wú)阻尼振蕩頻率n的數(shù)值，則其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts( )。 A、增加； B、減少 ； C、不變 ； D、不定42.對(duì)于典型二階系統(tǒng)，當(dāng)（ ）時(shí)，最大超調(diào)量為0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、043.下列函數(shù)既可用初值定理求其初值又可用終值定理求其終值的為： （ ）。A. 5/（S2+25）； B.5/（S2+16）； C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）44.已知系統(tǒng)的頻率特性為G（j）=K(1+j0.5)/(1+j0.3)(1+j0.8)，其相頻特性G（j）為（ ）。A、 arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8 B、 -arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8C、 -arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.8D、 arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.845.根據(jù)下面的開(kāi)環(huán)波德圖，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ ）。 A、穩(wěn)定 ； B、不穩(wěn)定 ； C、條件穩(wěn)定 ； D、臨界穩(wěn)定20lgL(dB)-180 046.函數(shù)b + ce-at(t0)的拉氏變換是( )。A、 bS + c/(S+1) ；B、bS c/(S+a) ； C、b/S + c/(S+a) ；D 、b/S + c/(S-a)47.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的（ ）表征著系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。A、 頻漸近線(xiàn)（或其延長(zhǎng)線(xiàn)）在=1處的高度；B.中頻段的斜率 ；C.中頻段的寬度 ；D.高頻段的斜率48.對(duì)于典型二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼比不變時(shí)，如果增加無(wú)阻尼振蕩頻率n的數(shù)值，則其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts( )。 A、增加； B、減少 ； C、不變 ； D、不定49.振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（ ）。A.n /(S2+2nS+1) (01) ；B.n /(S2+2nS+1)（=1）； C. T2/（T2S2+2TS+1） (01) ； D.1/S（TS+1） 50.對(duì)于典型二階系統(tǒng)，當(dāng)（ ）時(shí)，最大超調(diào)量為0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、051.下列函數(shù)既可用初值定理求其初值又可用終值定理求其終值的為：（ ）。A. 5/（S2+25）； B. 5/（S2+16）； C. 1/（S-2）； D.1/（S+2）52. 典型二階系統(tǒng)在無(wú)阻尼情況下的阻尼比等于 A. =0B. 0 C. 01的二階系統(tǒng) D. 阻尼比0的二階系統(tǒng)43. 系統(tǒng)的頻率特性這一數(shù)學(xué)模型取決于A. 輸入量的大小 B. 擾動(dòng)量 C. 系統(tǒng)內(nèi)部的固有參數(shù) D. 系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)44. 下列穩(wěn)定的系統(tǒng)是A. 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為的系統(tǒng) B. 相位裕量0的系統(tǒng) C. 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（ab）的系統(tǒng)45. 對(duì)于開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為的系統(tǒng)，減少開(kāi)環(huán)增益 K將使系統(tǒng)的A. 開(kāi)環(huán)相頻特性曲線(xiàn)下移 B. 開(kāi)環(huán)幅頻特性曲線(xiàn)下移 C. 幅值穿越頻率C變小，系統(tǒng)的快速性變差 D. 相位裕量增大，穩(wěn)定性變好46. 線(xiàn)位移檢測(cè)元件有 A. 差動(dòng)變壓器B. 熱電阻 C. 熱電偶D. 感應(yīng)同步器47. 線(xiàn)性系統(tǒng)在正弦輸入信號(hào)作用下，其穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的 A. 相位可能相等 B. 頻率相等 C. 幅值可能相等 D. 頻率不相等48. 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型取決于 A. 系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu) B. 擾動(dòng)量 C. 系統(tǒng)內(nèi)部的固有參數(shù) D. 輸入量的大小49. 某開(kāi)環(huán)系統(tǒng)增加如下的某一環(huán)節(jié)后，致使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差的是 A. 積分環(huán)節(jié) B. 慣性環(huán)節(jié) C. 比例微分 D. 振蕩環(huán)節(jié)50. 增加系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益 K將使系統(tǒng)的 A. 開(kāi)環(huán)相頻特性曲線(xiàn)不變 B. 開(kāi)環(huán)幅頻特性曲線(xiàn)上移 C. 幅值穿越頻率C變大，系統(tǒng)的快速性變好 D. 相位裕量增大，穩(wěn)定性變好第三部分：簡(jiǎn)答題1.對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的主要要求是什么？而MP、N反映了系統(tǒng)的什么，TS反映了系統(tǒng)的什么，eSS又反映了系統(tǒng)的什么；2.試說(shuō)明串聯(lián)校正的優(yōu)點(diǎn)與不足。3.試分析 PI調(diào)節(jié)器性能。4. 在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋校正，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有何影響?5敘述系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K的大小、積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)v的多少與系統(tǒng)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)性能的關(guān)系；6. 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么？(從系統(tǒng)特征根的分布來(lái)分析)7. 簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)內(nèi)容；8. 敘述系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性L(fǎng)()低頻段漸近線(xiàn)斜率大小，L()在1處的高度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的影響。9. 對(duì)PWM控制的大功率晶體管直流調(diào)壓電路，采用調(diào)制頻率為400Hz的方波較 50Hz方波供電的優(yōu)點(diǎn)是什么?10. 試述“傳遞函數(shù)”、“頻率特性”的定義；11. 經(jīng)典控制理論的數(shù)學(xué)模型有幾種形式？寫(xiě)出時(shí)域中數(shù)學(xué)模型的通式。12.試分析比較串聯(lián)校正與反饋校正的優(yōu)點(diǎn)與不足。13. 試分析積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，并說(shuō)出理由。14. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=多少？15. 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的最本質(zhì)區(qū)別及其優(yōu)缺點(diǎn)比較。16.從能量轉(zhuǎn)換方面討論慣性環(huán)節(jié)與振蕩環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)特點(diǎn)。17傳遞函數(shù)。18.系統(tǒng)穩(wěn)定性。19.試說(shuō)明增設(shè)比例加積分調(diào)節(jié)器后，對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能的影響。20.最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)。21.說(shuō)明開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。22.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。23.為什么穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng)的前向通道中含有積分環(huán)節(jié)能實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制。24.什么叫系統(tǒng)校正。25. 為什么在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋會(huì)得到普遍的應(yīng)用？26. 時(shí)域分析中常用的性能指標(biāo)有哪些？27. 幅頻特性和相頻特性。28. 頻域分析中如何來(lái)表征系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。29. 經(jīng)典控制理論的數(shù)學(xué)模型有幾種形式？寫(xiě)出時(shí)域中數(shù)學(xué)模型的通式。30.在經(jīng)典控制理論中，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有幾種形式。31. 有源校正網(wǎng)路和無(wú)源校正網(wǎng)路有什么不同特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)校正規(guī)律時(shí)其作用是否相同？32. 試舉出能夠?qū)崿F(xiàn)超前和遲后校正的元件，并從原理上說(shuō)明這些元件所起的作用。33. 一階無(wú)差系統(tǒng)加入加速度信號(hào)時(shí)能否工作，為什么？在什么情況下能工作。34. 為什么一階無(wú)差系統(tǒng)加入速度反饋校正后能夠改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，用物理概念來(lái)解釋。35. 二階無(wú)差系統(tǒng)加入微分反饋后對(duì)系統(tǒng)的無(wú)差度和時(shí)間常數(shù)有什么影響？36. 有差系統(tǒng)加入微分反饋后對(duì)系統(tǒng)的無(wú)差度、時(shí)間常數(shù)和開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)有什么影響？37. 有哪些元件可作為速度反饋用，試舉例說(shuō)明。38. 要實(shí)現(xiàn)比例加微分校正作用，應(yīng)采用什么樣的反饋校正元件，其傳遞函數(shù)如何？39. 比例加積分控制規(guī)律，能否有反饋校正來(lái)實(shí)現(xiàn)？40. 設(shè)有一系統(tǒng)其超調(diào)量%=20%，調(diào)整時(shí)間t=0.5秒，求系統(tǒng)的相位裕度和剪切頻率。41. 設(shè)原系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=,要求校正后系統(tǒng)的復(fù)數(shù)主導(dǎo)極點(diǎn)具有阻尼比=0.75。試用根軌跡法求K=15時(shí)的串聯(lián)超前校正裝置。42. 設(shè)原系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=,要求校正后系統(tǒng)的相位裕度=65，幅值裕度K=6分貝。試求串聯(lián)超前校正裝置。第四部分：建模題1. 下圖為熱水器電加熱器。為了保持希望的溫度，由溫控開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)電加熱器的電源。在使用熱水時(shí)，水箱中流出熱水并補(bǔ)充冷水。試畫(huà)出這一閉環(huán)系統(tǒng)的原理方塊圖，若要改變所需溫度時(shí)，定性地說(shuō)明應(yīng)怎樣改變和操作。2. 試說(shuō)明上圖所述系統(tǒng)，當(dāng)水箱向外放熱水和向里補(bǔ)充冷水時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)如何工作并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)方塊圖。3. 機(jī)械系統(tǒng)如下圖所示，其中，外力f(t)為系統(tǒng)的輸入，位移x(t)為系統(tǒng)的輸出，m為小車(chē)質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（小車(chē)與地面的摩擦不計(jì)）4. 下圖是手控調(diào)壓系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的負(fù)載改變或發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓就要隨之波動(dòng)。為了保持端電壓的恒定，需不斷調(diào)節(jié)電阻RJ,以改變激磁電流If,使端電壓保持不變，這樣做很不方便，現(xiàn)將其改成自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)。試畫(huà)出系統(tǒng)原理圖并標(biāo)出各點(diǎn)應(yīng)具有的正、負(fù)號(hào)。5. 下圖為一電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)原理圖。在這個(gè)圖中除速度反饋外又增加了一個(gè)電流反饋，以補(bǔ)償負(fù)載變化的影響。試標(biāo)出各點(diǎn)信號(hào)的正、負(fù)號(hào)并畫(huà)出方塊圖。6.今測(cè)得最小相位系統(tǒng)漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)如下圖所示，試求其傳遞函數(shù)G(S)的表達(dá)式。7. 下圖（a）與（b）均為自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)?，F(xiàn)在假設(shè)空載時(shí)（a）與（b）的發(fā)電機(jī)的端電壓相同均為110伏。試問(wèn)帶上負(fù)載后（a）與（b）哪個(gè)能保持110伏電壓不變，哪個(gè)電壓要低于110伏，其道理何在？8.某PID調(diào)節(jié)器的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖所示，求傳遞函數(shù)。9. 如圖所示，以u(píng)SC(t)為輸出量，以u(píng)Sr(t)為輸入量的系統(tǒng)，試求出其傳遞函數(shù)。并指出它屬于哪些典型環(huán)節(jié)組成？10. 機(jī)械系統(tǒng)如圖所示，其中，A點(diǎn)的位移X1(t)為系統(tǒng)的輸入，位移X2(t)為系統(tǒng)的輸出， K1、K2分別為兩彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。11. 下圖為一隨動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)控制電位器的滑臂轉(zhuǎn)角1與反饋電位器的滑臂轉(zhuǎn)角2不同時(shí)，則有U送入放大器，其輸出電壓UD加到執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的電樞兩端，電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載和滑臂一起轉(zhuǎn)動(dòng)直到反饋電位器滑臂位置與控制電位器滑臂位置一致時(shí)，即2=1時(shí)才停止。試將這個(gè)系統(tǒng)繪成方塊圖，并說(shuō)明該系統(tǒng)的控制量，被控制量和被控制對(duì)象是什么？12. 今測(cè)得最小相位系統(tǒng)漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)如下圖所示，試求其傳遞函數(shù)G(S)的表達(dá)式。13. 下圖所示為二級(jí)電路網(wǎng)絡(luò)圖。已知ui(t)為該網(wǎng)絡(luò)的輸入，uo(t)為該網(wǎng)絡(luò)的輸出，i1(t)、i2(t)、ua(t)為中間變量。試畫(huà)出以u(píng)i(t)為輸入，uo(t)為輸出的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖；根據(jù)畫(huà)出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。14. 彈簧-阻尼系統(tǒng)如右圖所示，其中K1、K2為彈簧彈性系統(tǒng)，B1、B2為粘性阻尼系數(shù)。若位移x(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量。試求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。y (t)B1x(t)K1K2B215. 下圖為一溫度控制系統(tǒng)。試分析這個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)溫過(guò)程并說(shuō)明這個(gè)系統(tǒng)的輸出量和干擾量是什么？16.已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)，其對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)如圖所示，試求其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G（s）的表達(dá)式（其中阻尼比=1/2）。 dB L() 20 0dB/dec -20dB/dec 0dB/dec -40dB/dec 0 (rad/s) 0.1 2 5 10 17. 如下圖為一機(jī)械系統(tǒng)（小車(chē)的質(zhì)量為m ，彈簧的彈性系數(shù)為K ，不計(jì)小車(chē)與地面的摩擦），若以沖擊力F(t)為輸入量，小車(chē)位移x(t)為輸出量。 求此系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ； 當(dāng)F(t)為一單位脈沖函數(shù)(t)時(shí)，求小車(chē)的位移x(t)=？18. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)（設(shè)為最小相位系統(tǒng)）的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)漸近線(xiàn)如下，求該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。19. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)（設(shè)為最小相位系統(tǒng)）的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)漸近線(xiàn)如下，求該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。20. 圖1-13是一晶體管穩(wěn)壓電源。試將其畫(huà)成方塊圖并說(shuō)明在該電源里哪些元件起著測(cè)量、放大、執(zhí)行的作用以及系統(tǒng)里的干擾量和給定量是什么。21. 圖1-14是電阻加熱爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)。電阻絲電源的通斷由接觸式水銀溫度計(jì)控制。水銀溫度計(jì)的兩個(gè)觸點(diǎn)a和b接在常閉繼電器的線(xiàn)圈電路中，它將隨著水銀柱的升降而接通或斷開(kāi)，從而控制繼電器的觸點(diǎn)K，把電阻絲的電源接通或斷開(kāi)，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)溫的目的。試畫(huà)出這個(gè)系統(tǒng)的方塊圖并與15題的溫控系統(tǒng)比較，說(shuō)明兩者有何區(qū)別。22. 設(shè)計(jì)一個(gè)以電壓為指令的內(nèi)燃機(jī)車(chē)速度控制系統(tǒng)，并說(shuō)明系統(tǒng)的工作過(guò)程。23. 求下述函數(shù)的拉氏變換 f(t)=1/a2 (at0) f(t)=1/(- a2) (at2a) f(t)=0 (t2a) 并求當(dāng)a0時(shí)F(s)的極限值。24. 試列寫(xiě)右圖所示機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。25. 試列寫(xiě)右圖所示機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。26. 列寫(xiě)圖2-13所示系統(tǒng)的輸出電壓u2與輸入為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速間的微分方程；Ks是隔離放大器。（其中CC1; C1C2）27. 下圖所示電路，起始處于穩(wěn)太，在t=0時(shí)刻開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。試求電感L兩端電壓對(duì)t的函數(shù)關(guān)系，并畫(huà)出大致圖形和用初值定理和終值定理演算。28. 試列寫(xiě)右圖所示發(fā)電機(jī)的電樞電壓與激磁電壓間的微分方程。（忽略發(fā)電機(jī)電感）。29. 試畫(huà)出以電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸出，以干擾力矩為輸入的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖，并求其傳遞函數(shù)。第五部分：穩(wěn)定性分析題1.利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2. 利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)，確定下圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.下圖所示潛艇潛水深度控制系統(tǒng)方塊圖。試應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4. 已知高階系統(tǒng)的特征方程為 s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 試求特征根。5.為使具有特征方程D(S)=S3+dS2+(d+3)S+7=0的系統(tǒng)穩(wěn)定，求的取值范圍。6.某典型二階系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)=請(qǐng)應(yīng)用對(duì)數(shù)穩(wěn)定判據(jù)分析當(dāng)K增加時(shí)，此系統(tǒng)穩(wěn)定性如何變化。7. 某系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，求該系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K的取值范圍。8. 已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試求當(dāng)為多少時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。9. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=(as+1)/s2，試確定使相位裕量=+450時(shí)的a值（a0）。第六部分：結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化題1.用等效變換規(guī)則化簡(jiǎn)如下動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：2.簡(jiǎn)化下面框圖，求出C(S)=?3.用等效變換規(guī)則化簡(jiǎn)如下動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：4. 基于方框圖簡(jiǎn)化法則，求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)（s）=XO（s）/Xi（s）。G1(s)G2(s)G3(s)H(s)Xi（s）XO（s）+5.求右圖的輸出信號(hào)C(s)。6. 求下圖的輸出信號(hào)C(s)。7. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。8. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。9. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。10. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。11. 試求下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。12. 簡(jiǎn)化下列方塊圖求其傳遞函數(shù) 。13. 簡(jiǎn)化下列方塊圖求其傳遞函數(shù) 。第七部分：時(shí)域分析題1. 已知系統(tǒng)的輸出與輸入信號(hào)之間的關(guān)系用下式描述：c(t)=5r(t-3),試求在單位階躍函數(shù)作用下系統(tǒng)的輸出特性。2.系統(tǒng)如圖所示，r(t)=1(t)為單位階躍函數(shù)，試求： 系統(tǒng)的阻尼比和無(wú)阻尼自然頻率n； 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量MP和調(diào)節(jié)時(shí)間tS()3. 下圖所示為飛行器控制系統(tǒng)方塊圖。已知參數(shù)：KA=16,q=4及KK=4。試求?。?（1）該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。 （2）該系統(tǒng)的阻尼比及無(wú)阻尼自振頻率n （3）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過(guò)渡過(guò)程的超調(diào)量、峰值時(shí)間及過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。4. 下圖為仿型機(jī)床位置隨動(dòng)系統(tǒng)方塊圖。試求該系統(tǒng)的： （1）阻尼比及無(wú)阻尼自振率n。 （2）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過(guò)渡過(guò)程的超調(diào)量、峰值時(shí)間tp、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts及振蕩次數(shù)N。5. 試求取圖3-18所示控制系統(tǒng)當(dāng)K=10秒-1及TM=0.1秒時(shí)： （1）阻尼比及無(wú)阻尼自振率n。 （2）反應(yīng)單位階躍函數(shù)過(guò)渡過(guò)程的超調(diào)量%及峰值時(shí)間tp。6. 設(shè)系統(tǒng)如下圖 (a)所示。這個(gè)系統(tǒng)的阻尼比為0.137，無(wú)阻尼自振率為3.16弧度/秒。為了改善系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，可以采用速度反饋。下圖 (b)表示了這種速度反饋系統(tǒng)。為了使系統(tǒng)的阻尼比等于0.5，試確定KH值。作出原系統(tǒng)和具有速度反饋系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。7. 設(shè)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為c(t)=5(1-e-0.5t)，求系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。8. 下圖系統(tǒng)的方塊圖。試求： (1) 各系統(tǒng)的阻尼比及無(wú)阻尼自振頻率n。 (2) 各系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)及超調(diào)量、上升時(shí)間、峰值時(shí)間和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，并進(jìn)行比較，說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)是如何影響過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)的？9. 下圖系統(tǒng)的方塊圖。試求： (1) 各系統(tǒng)的阻尼比及無(wú)阻尼自振頻率n。 (2) 各系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)及超調(diào)量、上升時(shí)間、峰值時(shí)間和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，并進(jìn)行比較，說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)是如何影響過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)的？10. 下圖系統(tǒng)的方塊圖。試求： (1) 各系統(tǒng)的阻尼比及無(wú)阻尼自振頻率n。 (2) 各系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)及超調(diào)量、上升時(shí)間、峰值時(shí)間和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，并進(jìn)行比較，說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)是如何影響過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)的？11.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)且初始條件為C(0)=-1, =0試求：系統(tǒng)在（）（）作用下的輸出響應(yīng)。第八部分：頻域分析題1.若系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為，試求系統(tǒng)的頻率特性。2. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=,其中T=0.1（秒），K=5，試?yán)L制開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性和閉環(huán)頻率特性，并求在=10（）時(shí)，對(duì)應(yīng)二個(gè)特性的二個(gè)相角及頻帶數(shù)值。3. 設(shè)系統(tǒng)的前向環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為G（s）=K，其反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為H（s）=（微分反饋），試?yán)L制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性。4. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s），試?yán)L制系統(tǒng)的閉環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性，確定系統(tǒng)的諧振峰值M與諧振頻率。5. 某調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，試?yán)L制系統(tǒng)的幅相頻率特性及對(duì)數(shù)頻率特性，并寫(xiě)出其等效傳遞函數(shù)，使誤差不超過(guò)3分貝6分貝。6. 設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=，當(dāng)=0.1秒與=0.2秒時(shí)，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)K的最大值。7. 設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=,用M圓繪制單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性（可