《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》整理

1、一、不定項(xiàng)選擇題1.  控制系統(tǒng)的基本要求可歸結(jié)為 D. 穩(wěn)定性；準(zhǔn)確性和快速性。 2.  反饋控制系統(tǒng)一般是指什么反饋？ B. 負(fù)反饋3.  以下控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分類正確的是 A. 開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)？ 4.  以下不屬于隨動系統(tǒng)的是 D. 恒溫控制系統(tǒng)。5.  自動控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以下 A. 極大地提高勞動生產(chǎn)率B. 提高產(chǎn)品的質(zhì)量C. 減輕人們的勞動強(qiáng)度，使人們從繁重的勞動中解放出來D. 原子能生產(chǎn)，深水作業(yè)以及火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)。6.  自動控制就是

2、在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使 A. 生產(chǎn)過程B. 被控對象 的某一物理量準(zhǔn)確地按照給定的規(guī)律運(yùn)行或變化。 7.  反饋結(jié)果有利于加強(qiáng)輸入信號的作用時(shí)叫 C. 正反饋8.  系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類系統(tǒng)是 A. 反饋控制 系統(tǒng)B. 閉環(huán)控制 系統(tǒng)9.  自動控制系統(tǒng)一般由 A. 控制裝置和被控制對象組成。 10.  對于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動量突然增加某一給定值時(shí)，輸出量的暫態(tài)過程可能出現(xiàn)以下 A. 單調(diào)過程B. 衰減振蕩過程C. 持續(xù)振蕩過程D. 發(fā)散振蕩過程11. &#

3、160;單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是( D. )。 12.  以下屬于一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特點(diǎn)的是 D. 沒有超調(diào)量？ 13.  階躍響應(yīng)從終值的10上升到終值的90所需的時(shí)間叫 A. 上升時(shí)間14.  勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性？D. 線性定常系統(tǒng)15.   已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：則系統(tǒng)的n為 C. 216.   已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：則系統(tǒng)的超調(diào)為 D. 0.04317.  二階系統(tǒng)的臨界阻尼比是 B. 118.  單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換

4、結(jié)果是( A. )19.  峰值超出終值的百分比叫 B. 超調(diào)量20.   已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：則系統(tǒng)的ts（5）是 C. 2.1s21.  在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為 A. 振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡諧振蕩22.  階躍響應(yīng)到達(dá)并保持在終值誤差帶內(nèi)所需的最短時(shí)間；有時(shí)也用終值的誤差帶來定義叫 D. 調(diào)節(jié)時(shí)間23.  階躍響應(yīng)第一次達(dá)到終值的50所需的時(shí)間叫 B. 延遲時(shí)間24.  以下為二階系統(tǒng)阻尼比，其中一定不穩(wěn)定的是 D. 025. 

5、 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點(diǎn)？ A. 單調(diào)上升26.   已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：則系統(tǒng)的阻尼比為 B. 0.70727.  階躍響應(yīng)越過穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間叫 C. 峰值時(shí)間28.  時(shí)間t滿足什么條件時(shí)（系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T），一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的當(dāng)誤差為5%2%。 A. 3T< t<4T29.  臨界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出為A. 單調(diào)上升 曲線。 二、判斷題1.  自動控制中的基本的控制方式有開

6、環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。 （正確）2.  系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)主要有調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)誤差。（正確） 3.  如果系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)就稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 （正確）4.  凡是系統(tǒng)的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，叫做閉環(huán)系統(tǒng)。 （正確）5.  無靜差系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)被控制量與給定值不相等時(shí)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。 （錯(cuò)誤）6.  對于一個(gè)閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以

7、工作。 （錯(cuò)誤）7.  疊加性和齊次性是鑒別系統(tǒng)是否為線性系統(tǒng)的根據(jù)。 （正確）8.  線性微分方程的各項(xiàng)系數(shù)為常數(shù)時(shí)，稱為定常系統(tǒng)。 （正確）9.  給定量的變化規(guī)律是事先能夠確定的，輸出量也能夠準(zhǔn)確、迅速的復(fù)現(xiàn)給定量(即輸入量)的變化，這樣的系統(tǒng)稱之為隨動系統(tǒng)。 （錯(cuò)誤）10.  用來比較控制信號和反饋信號并產(chǎn)偏差信號的元件.是反饋元件。 （錯(cuò)誤）1.  所謂自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是系統(tǒng)在使它偏離穩(wěn)定狀態(tài)的擾動作用終止以后，能夠返回原來穩(wěn)態(tài)的性能。 （正確）2.  線性

8、系統(tǒng)穩(wěn)定,其開環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。 （錯(cuò)誤）3.  二階系統(tǒng)阻尼比越小，上升時(shí)間tr則越小；越大則tr越大。固有頻率n越大，tr越小，反之則tr越大。 （正確）4.  勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不可以判斷相對穩(wěn)定性。 （錯(cuò)誤）5.  的拉氏變換為。 （正確）6.  單位階躍輸入()時(shí)， 0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一定為0。 （錯(cuò)誤）7.  閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。 （錯(cuò)誤）8.  若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1，則其階躍響應(yīng)不會出現(xiàn)超調(diào)，最佳

9、工程常數(shù)為阻尼比等于0.707 。 （正確）9.  最大超調(diào)量只決定于阻尼比。越小，最大超調(diào)量越大。 （正確）10. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩（錯(cuò)誤）11.  用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 （正確）12.  系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布。 （正確）13.  某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為等幅振蕩。 （正確）14.  線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)

10、特征方程的根（系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)）全部具有負(fù)實(shí)部，也就是所有閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)都位于s平面的左側(cè)。 （正確）15.  對穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)19。以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提。（正確） 16.  一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)為2。 （正確）17.  二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，調(diào)整時(shí)間ts與n近似成反比。但在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，阻尼比通常由要求的最大超調(diào)量所決定，所以只有自然振蕩角頻率n可以改變調(diào)整時(shí)間ts。 （正確）18.  0型系統(tǒng)（其開環(huán)增益為K）在單位階躍輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 。 （正確）1

11、9.  線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點(diǎn)均應(yīng)在s平面的左半平面。 （正確）20.  系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的一種度量。 （正確）三、計(jì)算題1.   某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖所示。1）阻尼比A. 0.4  2）由峰值時(shí)間tpC. 2s 。 3） B. 1.74)根據(jù)二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)表達(dá)式得系統(tǒng)得閉環(huán)傳遞函數(shù)為B. 2.   系統(tǒng)的特征方程為1) 計(jì)算勞斯表中各元素的數(shù)值，并填空排列成下表      

12、60;      S5       1       B. 1        4                    S4     

13、;  2       C. 3        5             S3       -1      3        &#

14、160;             0             S2       9        D. 5        0 &#

15、160;           S1       A. 32             S0       5            &

16、#160;         2) 由上表可以看出，第一列各數(shù)值的符號改變了B. 2次。3) 此該系統(tǒng)有B. 2個(gè)正實(shí)部的根，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。平時(shí)作業(yè)3一、不定項(xiàng)選擇題1. 有開環(huán)零點(diǎn)時(shí)的二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，其根軌跡為 A. 圓形2. 三階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為其根軌起點(diǎn)為A. 0C. 3. 關(guān)于根軌跡的起點(diǎn)，以下正確的說法是 B. Kg 0時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn)就是閉環(huán)極點(diǎn) C. 開環(huán)極點(diǎn)是閉環(huán)根軌跡曲線的起點(diǎn)D. 起點(diǎn)數(shù)n就是根軌跡曲線的條數(shù)4.三階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為其根軌跡有C. 2條終點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)。5

17、. 三階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為其根軌跡終點(diǎn)為B. 無窮遠(yuǎn) D. 6. 關(guān)于根軌跡的漸近線，以下說法正確的是 A. 設(shè)在無窮遠(yuǎn)處有特征根Si，則s平面內(nèi)所有開環(huán)有限零點(diǎn)和極點(diǎn)至Si的矢量長度都相等 C. 對于無限遠(yuǎn)閉環(huán)極點(diǎn)而言，所有開環(huán)極、零點(diǎn)都可以看作集中在一點(diǎn)，它就是所求的漸近線交點(diǎn)7. 所謂根軌跡是指控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的某一參數(shù)從A. 0變化到無窮時(shí)，閉環(huán)特征根在s平面上移動的軌跡。8. 關(guān)于根軌跡的終點(diǎn)，以下正確的說法是A. 當(dāng)Kg時(shí)，閉環(huán)特征方程式為 B. 系統(tǒng)的開環(huán)零點(diǎn)就是Kg=時(shí)的閉環(huán)極點(diǎn)，即根軌跡曲線的終點(diǎn) C. 開環(huán)零點(diǎn)個(gè)數(shù)為m D. nm個(gè)根軌跡終點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)9. 在一般控制系

18、統(tǒng)的特征方程中，A. 各項(xiàng)系數(shù)都是實(shí)數(shù)B. 特征根是實(shí)數(shù)或共扼復(fù)數(shù)C. 根軌跡一定是對稱于實(shí)軸10. 當(dāng)根軌跡和虛軸出現(xiàn)交點(diǎn)時(shí)A. 特征根的實(shí)部等于零B. 系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)C. 該交點(diǎn)所對應(yīng)的Kg值求解可以用勞斯判據(jù)求解D. 該交點(diǎn)所對應(yīng)的Kg值可由特征方程求解11. 關(guān)于分離點(diǎn)和會和點(diǎn)，以下說法正確的是 B. 分離點(diǎn)和會合點(diǎn)可能位于復(fù)平面上 C. 在復(fù)平面上的分離點(diǎn)和會合點(diǎn)也必然對稱于實(shí)軸12. 開環(huán)傳遞函數(shù)為：，其實(shí)軸上的根軌跡 A. 位于0-1區(qū)間 C. 位于和-4-區(qū)間13. 當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù)有實(shí)數(shù)極點(diǎn)、零點(diǎn)時(shí)， C. 實(shí)軸上有根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)14. 無開環(huán)零點(diǎn)的二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞

19、函數(shù)為，以下說法正確的是 A. 式中Kg為開環(huán)根軌增益，即Kg=Kk/T B. 式中Kk為開環(huán)增益 C. 該系統(tǒng)有兩條根軌跡，其起點(diǎn)分別為p00和 D. 實(shí)軸上有根軌跡15. 三階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，其根軌跡有C.3條16. 開環(huán)傳遞函數(shù)為其根軌跡的起點(diǎn)是 A. 0 B. -1 C. -417. 當(dāng)Kg值增大時(shí)， A. 一些根軌跡向左延伸 B. 另一些根軌跡必然向右延伸18. 通常我們繪制根軌跡時(shí)， A. 首先求出Kg0和Kg時(shí)的特征根 B. 然后根據(jù)繪制法則畫出0Kg時(shí)的根軌跡草圖19. 根軌跡一般 B. 一般取開環(huán)增益為可變參數(shù)，但也可以用系統(tǒng)中的其他參數(shù)20. 無開環(huán)零點(diǎn)的二階系統(tǒng)的開

20、環(huán)傳遞函數(shù)為：，其根軌跡的漸近線傾斜角為 A. 二、判斷題1. 二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，實(shí)軸上根軌跡的分離點(diǎn)(×)2. 當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù)有實(shí)數(shù)極點(diǎn)、零點(diǎn)時(shí)，實(shí)軸上不一定有有根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)。(×)3. 在開環(huán)系統(tǒng)中增加零點(diǎn)，可使根軌跡向左方移動。()4. 在開環(huán)系統(tǒng)中增加極點(diǎn)，可使根軌跡向右方向移動。()5. 開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n，分子階次為m(nm)，則其根軌跡有n條分支，其中m條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)，n-m條分支終止于無窮遠(yuǎn) 。()6. 設(shè)系統(tǒng)無窮遠(yuǎn)處有特征根Si，則有復(fù)平面上所有開環(huán)有限零點(diǎn)和開環(huán)極點(diǎn)到Si的矢量幅角都可認(rèn)為是相等的。()7. 實(shí)軸上二開環(huán)極點(diǎn)

21、間有根軌跡，則它們之間必有匯合點(diǎn)。(×)8. 根軌跡在s平面上的分支數(shù)（條數(shù)）等于開環(huán)特征方程的階數(shù)n-2。(×)9. 根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的某個(gè)參數(shù)為參變量而畫出的開環(huán)極點(diǎn)的根軌跡圖。(×)10. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，是其一段實(shí)軸上的根軌跡。()11. 控制系統(tǒng)特征方程的特征根為復(fù)數(shù)，則根軌跡一定不對稱于實(shí)軸。(×)12. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，0.5是其實(shí)軸上根軌跡的分離點(diǎn)。(×)13. 在繪制根軌跡時(shí)，通常首先求出Kg0和Kg時(shí)的特征根，再根據(jù)繪制法則畫出0Kg時(shí)的根軌跡草圖。()14. 根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)零極點(diǎn)分布而繪制出的

22、閉環(huán)極點(diǎn)運(yùn)動軌跡。()15. 實(shí)軸上二開環(huán)零點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間必有匯合點(diǎn)。()16. 繪制根軌跡時(shí)，我們通常是從Kg 0時(shí)的閉環(huán)極點(diǎn)畫起，即開環(huán)極點(diǎn)是閉環(huán)根軌跡曲線的起點(diǎn)。起點(diǎn)數(shù)n就是根軌跡曲線的條數(shù)。()17. 系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)。()18. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，系統(tǒng)有3條根軌跡。()19. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，系統(tǒng)實(shí)軸上的根軌跡為，。(×)20. 根軌跡法就是利用已知的開環(huán)極、零點(diǎn)的位置，根據(jù)閉環(huán)特征方程所確定的幾何條件，通過圖解法求出Kg由0時(shí)的所有閉環(huán)極點(diǎn)。()平時(shí)作業(yè)4一、選擇題1. Error! Reference source not fo

23、und.A. 一階微分環(huán)節(jié)2. 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)的有 D. 3. 最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如下圖所示，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 。Error! Reference source not found. C. 4. B. 5. B. 6. PI校正是 A. 相位滯后 校正。7. C. PI校正8. B. 9. B. 慣性環(huán)節(jié)10. 理想微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為 A. 11. A. 12. A. 13. B. 17dB14. 一階微分環(huán)節(jié)波德圖漸近線斜率為 C. 20dB/dec15. C. 16. A. 無源滯后17. D. 二、判斷題1. （×）2.

24、 （）3. 對于實(shí)際的“低通”控制系統(tǒng)，在頻率較低時(shí)，輸入信號基本上可以原樣地在輸出端復(fù)現(xiàn)出來，而不發(fā)生嚴(yán)重失真。 （）4. （）5. （×）6. 頻率特性是線性系統(tǒng)在三角輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)輸出和輸入之比。 （×）7. （）8. 時(shí)滯環(huán)節(jié)的幅相頻率特性為一個(gè)以原點(diǎn)為圓心的圓。 （）9. （×）10. （）11. I型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性的低頻段是一條斜率為20db/dec的直線。 （）12. 系統(tǒng)校正的方法，按校正裝置在系統(tǒng)中的位置和連接形式區(qū)分，有串聯(lián)校正、并聯(lián)(反饋)校正和前饋（前置）校正三種。 （）13. （）14. （）15. 系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性有

25、一一對應(yīng)關(guān)系，則它必是最小相位系統(tǒng)。 （）16. （）17. 利用相位超前校正，可以增加系統(tǒng)的頻寬，提高系統(tǒng)的快速性，但使穩(wěn)定裕量變小。 （×）18. （）19. 對數(shù)頻率特性是將頻率特性表示在對數(shù)坐標(biāo)中，對數(shù)坐標(biāo)橫坐標(biāo)為頻率w，頻率每變化2倍，橫坐標(biāo)軸上就變化一個(gè)單位長度。 （×）20. （×）三、綜合題（共 2 道試題，共 40 分。）1. （20分）已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：1）該系統(tǒng)是由 B由積分、放大和2個(gè)慣性環(huán)節(jié) 串聯(lián)構(gòu)成的。2）其頻率特性曲線的低頻段在，K=20分貝處作 A-20dB/10倍頻3）其頻率特性曲線在處，作D-40dB/10倍頻線。4）其

26、頻率特性曲線穿越頻率最接近以下 C92. 參考答案：（1）A （2）C （3）A （4）B3.參考答案：（1）D （2）C （3）A （ 4）B4. 參考答案：（1）A校正后曲線 B校正前曲線 C校正環(huán)節(jié)曲線 （2）B一、填空(每小題3分，共30分)1傳遞函數(shù)的分母就是系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式，分母多項(xiàng)式的根稱為系統(tǒng)的極點(diǎn)。2控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為_開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、和復(fù)合控制系統(tǒng)。3對控制系統(tǒng)的基本要求可歸結(jié)為穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。4單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是1/s 。5系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和外輸入有關(guān)。6線性系統(tǒng)的特點(diǎn)是信號具有_齊次性性和疊加性性。7在零初始條件下，輸出量

27、的拉氏變換與_輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。8系統(tǒng)的頻率特性是由描述的，稱為系統(tǒng)的幅頻特性；稱為系統(tǒng)的相頻特性。9根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán) 傳遞函數(shù)中的某個(gè)參數(shù)為參變量而畫出的閉環(huán)極點(diǎn)根軌跡圖。10根據(jù)Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)的描述，如果開環(huán)是不穩(wěn)定的，且有P個(gè)不穩(wěn)定極點(diǎn)，那么閉環(huán)穩(wěn)定的條件是：當(dāng)由0時(shí)，的軌跡應(yīng)該逆時(shí)針繞（1，）點(diǎn)P/圈。7在零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。8三種基本的控制方式有開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。9對于單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為_ 。10系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為則

28、該系統(tǒng)有2個(gè)極點(diǎn)，有2條根軌跡分支。11若一個(gè)動態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1s，說明對該系統(tǒng)串聯(lián)了一個(gè)積分環(huán)節(jié)。12慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，系統(tǒng)的快速性越差。13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(xué)表達(dá)式是2，相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是90。14頻率特性包括幅頻特性和相頻特性。15單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為1。16傳遞函數(shù)的零點(diǎn)為一3 ，O，極點(diǎn)為一2，一O25。7系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則閉環(huán)特征方程為_。8對于單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為。9. 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則此系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為0。10. 一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，其時(shí)間常數(shù)為

29、2。11若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.65，則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為衰減振蕩。12負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)，則該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 。13頻率特性是線性系統(tǒng)在正弦信號輸入作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。14頻率特性包括幅頻特性和相頻性。15單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為1。16傳遞函數(shù)的零點(diǎn)為-3 0，極點(diǎn)-2， -0.25。7.負(fù)反飲結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道.上的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞H(s)，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) H(s)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 。8.單位階躍函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是。對數(shù)相頻特性圖中的-1800線對應(yīng)于奈奎斯特圖中的負(fù)實(shí)軸。10.線性系

30、統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和_外輸人。11.傳遞函數(shù)召的零點(diǎn)為-0.5 ， 0，極點(diǎn)為 -1 -0.4 。12.慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，系統(tǒng)的快速性越差。13.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(xué)表達(dá)式是2w，相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是90°。14.頻率特性包括幅頻特性和相頻特性。15.三種基本的控制方式有開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。16.某單位負(fù)反箭系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則此系統(tǒng)在單位位階躍輸人下的穩(wěn)態(tài)誤差為0。1.傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的極點(diǎn)，分子多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的零點(diǎn).2.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點(diǎn)均應(yīng)在s平面的左半平面。3傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，

31、與輸出量、輸人量無關(guān)。4.慣性環(huán)節(jié)的慣性時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)快速性越好。5.用勞斯表判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。6.開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n，分子階次為m（nm）則其根軌跡有 n 條分支，其中m 條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)， nm條分支終止于無窮遠(yuǎn)。7.單位脈沖函數(shù)拉氏變換結(jié)果為1。8建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有解析法法和實(shí)驗(yàn)法法。9.在零初始條件下，輸出量的拉氏變換_與輸人量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。10.實(shí)軸上二開環(huán)極點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間必有分離點(diǎn)點(diǎn)。1傳遞函數(shù)階次為n的分母多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的 極點(diǎn)，共有 n 個(gè)。2系統(tǒng)輸出

32、全部或部分地返回到輸入端，此類系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)(或閉環(huán)控制系統(tǒng)。3線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點(diǎn)均應(yīng)在s平面的左半平面。4二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為，其中稱為系統(tǒng)的阻尼比 ，為無阻尼自振蕩角頻率。5用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)系統(tǒng)才能穩(wěn)定。6開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n，分子階次為m(nm)，則其根軌跡有一條分支，和n _ nm條獨(dú)立漸近線。7頻率響應(yīng)是系統(tǒng)在正弦輸入信號下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 8建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有解析法法和實(shí)驗(yàn)法法。 9在零初始條件下，輸出量的拉氏變換 與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。 10系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性

33、有一一對應(yīng)關(guān)系，則它必是最小相位系繞。1. 在零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。2三種基本的控制方式有開環(huán)控制和閉環(huán)控制復(fù)合控制。3控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和外輸入。4單位階躍函數(shù)的拉氏變換結(jié)果為 。5若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1，則其階躍響應(yīng)不會出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于0707 。6開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n，分子階次為m(nm)，則其根軌跡有n 條分支，其中，m條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)，nm條分支終止于無窮遠(yuǎn)。7單位脈沖函數(shù)的拉氏變換結(jié)果為1。8單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為。9頻率特性是線

34、性系統(tǒng)在正弦穩(wěn)態(tài)輸入信號作用下的輸出和輸入之比。10實(shí)軸上二開環(huán)零點(diǎn)間有根軌跡，則它們之間必有匯合點(diǎn)點(diǎn)。1傳遞函數(shù)階次為n的分母多項(xiàng)式的根被稱為系統(tǒng)的極點(diǎn)。2系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類系統(tǒng)稱為_反饋控制系統(tǒng)(或閉環(huán)控制系統(tǒng)) 。3傳遞函數(shù)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無關(guān)。4慣性環(huán)節(jié)的慣性時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)快速性越好。5若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1，則其階躍響應(yīng)不會出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于O707。6開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n，分子階次為m(nm)，則其根軌跡有n條分支，其中m條分支終止于開環(huán)有限零點(diǎn)，nm條分支終止于無窮遠(yuǎn)。7單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則

35、閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)/(1十G(s)。8系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)主要有調(diào)節(jié)時(shí)問和超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)誤差。9根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)中的某個(gè)參數(shù)為參變量而畫出的開環(huán)閉環(huán)極點(diǎn)根軌跡圖。10根據(jù)Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)的描述，如果開環(huán)是不穩(wěn)定的，且有P個(gè)不穩(wěn)定極點(diǎn)，那么閉環(huán)穩(wěn)定的條件是：當(dāng)由時(shí)，的軌跡應(yīng)該逆時(shí)針繞(-1，j0)點(diǎn) P 圈。二、選擇題(每小題5分，共15分)11勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷( A )系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 A線性定常系統(tǒng) B線性時(shí)變系統(tǒng) C非線性系統(tǒng) D任何系統(tǒng)12一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)為( C )。 A025 B4 C2 D113PI校正為( A )校正。 A滯后 B超

36、前 C滯后超前 D超前滯后1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)為( D )。 A025 B4 C2 D12已知線性系統(tǒng)的輸人為單位階躍函數(shù)，系統(tǒng)傳遞函數(shù)式是( A )。 3PD校正為( B )校正。 A滯后 B超前 C滯后超前 D超前滯后1. 勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷( A )系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 A.線性定常系統(tǒng) B線性時(shí)變系統(tǒng) C.非線性系統(tǒng) D任何系統(tǒng)2. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為( B )。 A.單調(diào)衰減 B單調(diào)上升 C.等幅振蕩 D振蕩衰減3系統(tǒng)的根軌跡( A )。 A.起始于開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn) B起始于閉環(huán)極點(diǎn)，終止于閉環(huán)零點(diǎn) C.起始于

37、閉環(huán)零點(diǎn)，終止于閉環(huán)極點(diǎn) D起始于開環(huán)零點(diǎn)，終止于開環(huán)極點(diǎn)1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)為（ B ）。A. 0.25 B. 4 C. 2 D. 12.已知線性系統(tǒng)的輸入sc(t)，輸出y(c)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是( B )。3.PI校正為( A )校正。 A滯后 B超前 C滯后超前 D超前滯后1勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷（ A ）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 A線性定常系統(tǒng) B線性時(shí)變系統(tǒng) C非線性系統(tǒng) D任何系統(tǒng)2某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為（ B ）。A單調(diào)衰減 B單調(diào)上升 C等頓振蕩 D振蕩衰減3.系統(tǒng)的根軌跡（ A ）。A.起始于開環(huán)極點(diǎn)，終

38、止于開環(huán)零點(diǎn) B.起始于閉環(huán)極點(diǎn)，終止于閉環(huán)零點(diǎn)C.起始于閉環(huán)零點(diǎn)，終止于閉環(huán)極點(diǎn) D.起始于開環(huán)零點(diǎn)，終止于開環(huán)極點(diǎn)1某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為( B )。 A單調(diào)上升 B等幅振蕩 C衰減振蕩 D振蕩發(fā)散2傳遞函數(shù)G(s)=1/s表示( B )環(huán)節(jié)。 A微分 B積分 C比例 D滯后3系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于( C )。 A系統(tǒng)干擾的類型 B系統(tǒng)干擾點(diǎn)的位置 C系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布 D系統(tǒng)的輸入1一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)為( B )。 A025 B4 C2 D12已知線性系統(tǒng)的輸入sc(t)，輸出y(c)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是( B )。3PI校正為

39、( A )校正。 A滯后 B超前 C滯后超前 D超前滯后1傳遞函數(shù)G(s)1/s表示( B )環(huán)節(jié)。 A微分 B積分 C比例 D滯后2. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為( B )。 A單調(diào)衰減 B單調(diào)上升 C等幅振蕩 D振蕩衰減3. 已知線性系統(tǒng)的輸入z(f)，輸出y(f)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是( B )。三、判斷題(共10分)14傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，但不能反映物理系統(tǒng)的性質(zhì)，因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同的傳遞函數(shù)。( 錯(cuò)誤 )15某環(huán)節(jié)的輸出量與輸人量的關(guān)系為，K是一個(gè)常數(shù)，則稱其為比例環(huán)節(jié)。( 正確 )16反饋控制系統(tǒng)是指正反

40、饋。(錯(cuò)誤 )4. 積分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成正比關(guān)系。 ( × )5. 適合于應(yīng)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)。 ( × )6. I型系統(tǒng)的開環(huán)增益為10，系統(tǒng)在單位斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為。 ( × )4勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常及時(shí)變系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ( 錯(cuò)誤 )5某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)共軛純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。 ( 正確 )6一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其開環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。 ( 錯(cuò)誤 )4.（ 錯(cuò)誤 ）一個(gè)動態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1/s，說明對該環(huán)節(jié)串聯(lián)了一個(gè)徽分環(huán)節(jié)。5.（ 正確

41、）某二階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和其特征根的虛部大小有關(guān)。虛部數(shù)值越大，動分節(jié)時(shí)間越短。6.（ 錯(cuò)誤 ）一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其閉環(huán)零點(diǎn)位于s平面的左半平面。1二階系統(tǒng)的超調(diào)量越大，則系統(tǒng)的快速性越差。( 錯(cuò)誤 )2系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外輸人有關(guān)。(錯(cuò)誤 )3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差不儀與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸人無關(guān)。( 錯(cuò)誤 )1勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不可以判斷相對穩(wěn)定性。( 錯(cuò)誤 )2閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。( 錯(cuò)誤 )3實(shí)際的物理系統(tǒng)都是非線性的系統(tǒng)。( 正確 )1勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。( 正確 )2某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的

42、共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。( 錯(cuò)誤 )3線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其開環(huán)極點(diǎn)一定均位于s平面的左半平面。( 錯(cuò)誤 )1.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。( 錯(cuò)誤 )2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外輸入有關(guān)。( 錯(cuò)誤 )3反饋控制系統(tǒng)是指正反饋。( 錯(cuò)誤 )4.（ 錯(cuò)誤 ）一個(gè)動態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1/s，說明對該環(huán)節(jié)串聯(lián)了一個(gè)徽分環(huán)節(jié)。5.（ 正確 ）某二階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和其特征根的虛部大小有關(guān)。虛部數(shù)值越大，動分節(jié)時(shí)間越短。6.（ 錯(cuò)誤 ）一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其閉環(huán)零點(diǎn)位于s平面的左半平面。四、計(jì)算題(25分)已知

43、一個(gè)n階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為17寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；18寫出該系統(tǒng)的特征方程；19當(dāng)，時(shí)，試評價(jià)該二階系統(tǒng)的如下性能：、和。答：17系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)：18系統(tǒng)的特征方程：19各值如下： 五、(10分) 20已知系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，試求從到的傳遞函數(shù)及從到的傳遞函數(shù)。答：六、(10分) 21某電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，為輸入，為輸出，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。答：17設(shè)某系統(tǒng)可用下列二階微分方程近似描述，其中c(t)為輸出，r(t)為輸入。在零初始條件下，試確定該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。答：五、(15分)18單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(1)求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；(2)若要求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，試

44、確定K的取值范圍。答：六、(10分)19.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳函為，計(jì)算系統(tǒng)的、。及超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間(5)。答：四、(15分)17已知一階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。要求：(1)寫出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(5分)；(2)要求系統(tǒng)閉環(huán)增益，調(diào)節(jié)時(shí)間，試確定參數(shù)K1，K2的值(10分)。圖117解：(1)由結(jié)構(gòu)圖寫出閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)(2)令閉環(huán)增益，得：=0.5令調(diào)節(jié)時(shí)間，得：。五、(10分)18如圖2所示系統(tǒng)，求：(1)該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；(2)圖218(1)開環(huán)傳遞函數(shù)為：(2) 六、(10分)19對于圖3所示的系統(tǒng)，用勞斯穩(wěn)定判據(jù)確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)系數(shù)K的取值范圍。圖319解：列出勞斯表得閉環(huán)穩(wěn)定的

45、充要條件是：由此解得。四、(15分)17.典型的二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如下圖1所示，試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。17.解 由系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線有由聯(lián)立求解的則系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為五、(10分)18.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(1)要求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；(2)若要求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圍。解：（1）閉環(huán)傳遞函數(shù)為（2）應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得0K12六、(10分)19.已知系統(tǒng)的特征方程如下，試判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：根據(jù)勞斯穩(wěn)定判據(jù)，得系統(tǒng)穩(wěn)定。四、(15分)某單位負(fù)反憤系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。解：該系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面，所級系統(tǒng)

46、穩(wěn)定。五、(15分)巳知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，為保證該系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圈。解：應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得：0K3六、(15分)由實(shí)驗(yàn)側(cè)得各最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如下圖所示，試分別確定各系統(tǒng)的傳遞畝數(shù)。解：對于圖a：對于圖b：四、(10分)如圖所示的電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中ui為輸入電壓，uo為輸出電壓，試寫出此系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)表達(dá)式。解：五、(20分)設(shè)系統(tǒng)的特征方程為：為使系統(tǒng)穩(wěn)定，求K的取值范圍。解：應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得：0K<30六、(15分)已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：,求系統(tǒng)的、及性能指標(biāo)、。解：四、(10分)設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程解：五、(20分)單位反饋系統(tǒng)

47、的開環(huán)傳遞函數(shù)為(1)要求系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圍。(2)要求系統(tǒng)特征根的實(shí)部不大于一1，試確定增益K的取值范圍。解：(1)閉環(huán)特征方程為：s(s+3)(s+5)十K0 應(yīng)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)得：0<K<120(2)令sz一1代人上面閉環(huán)特征方程，得到新的特征方程為六、(15分)解：四、(10分) 某電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，Ur為輸入，Uc為輸出，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：五、(15分) 某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為試求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并說明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。解：該系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。六、(20分) 由實(shí)驗(yàn)測得各最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如下圖所

48、示，試分別確定各系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：機(jī)電控制工程基礎(chǔ)作業(yè)評講第1次第1章一、簡答涉及的知識點(diǎn)及答題分析：這個(gè)題的考核知識點(diǎn)是自動控制的基本概念、分類和特點(diǎn)等，理解并記憶。1什么是自動控制？答：自動控制是相對于人工控制而言的，就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使生產(chǎn)過程或被控對象的某一物理量(輸出量)準(zhǔn)確地按照給定的規(guī)律(輸入量)運(yùn)行或變化。 2控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？答：控制系統(tǒng)的基本要求一般可歸納為：穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性(穩(wěn)態(tài)精度)，即穩(wěn)、快、準(zhǔn)。由于其重要性，總結(jié)如下。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性的要求乃是控制系統(tǒng)正常工作的首要條件，而且是最重要的條件。必須指出，穩(wěn)定性的要求應(yīng)該考慮到滿足一

49、定的穩(wěn)定裕度，以便照顧到系統(tǒng)工作時(shí)參數(shù)可能發(fā)生的變化。快速性：這是在系統(tǒng)是穩(wěn)定的前提下提出來的。所謂快速性就是指當(dāng)系統(tǒng)的輸出量與給定的輸入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差過程的快慢程度。準(zhǔn)確性：就是指在調(diào)整過程結(jié)束后輸出量與給定的輸入量之間的偏差。又稱之為靜態(tài)誤差或穩(wěn)態(tài)精度。這也是衡量系統(tǒng)工作性能的重要指標(biāo)。3什么是自動控制系統(tǒng)？答：自動控制系統(tǒng)指能夠?qū)Ρ豢刂茖ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控制裝置和被控制對象組成。被控制對象(簡稱被控對象)是指要求實(shí)現(xiàn)自動控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程。例如，飛機(jī)、鍋爐、機(jī)床以及化工生產(chǎn)過程等。4反饋控制系統(tǒng)是指什么反饋？答：反饋控制系統(tǒng)是指輸出的信號反

50、饋。5什么是反饋？什么是正反饋？什么是負(fù)反饋？答：反饋信號(或稱反饋)：從系統(tǒng)(或元件)輸出端取出信號，經(jīng)過變換后加到系統(tǒng)(或元件)輸入端，這就是反饋信號。當(dāng)它與輸入信號符號相同，即反饋結(jié)果有利于加強(qiáng)輸入信號的作用時(shí)叫正反饋。反之，符號相反抵消輸入信號作用時(shí)叫負(fù)反饋。6什么叫做反饋控制系統(tǒng)？答：反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對控制作用具有直接影響的系統(tǒng)，也稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。7控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3類？答：控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)型式可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)三種。9自動控制技術(shù)具有什么優(yōu)點(diǎn)？答：自動控制技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 極大地提高了勞動生產(chǎn)率；

51、提高了產(chǎn)品的質(zhì)量； 減輕了人們的勞動強(qiáng)度，使人們從繁重的勞動中解放出來，去從事更有效的勞動； 由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多生產(chǎn)過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實(shí)現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生產(chǎn)，深水作業(yè)以及火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等等。在這種情況下，自動控制更加顯示出其巨大的作用。第2章一、簡答1什么是數(shù)學(xué)模型？答：數(shù)學(xué)模型是指描述系統(tǒng)輸入變量、輸出變量以及系統(tǒng)內(nèi)部各變量間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法哪些？答：建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有兩種基本方法一種是根據(jù)控制系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)動規(guī)律，分析各種變量間的因果關(guān)系而建立起來的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。這種方法稱

52、為機(jī)理建?；蚶碚摲治龇ǎ涣硪环N則是根據(jù)實(shí)際測試的數(shù)據(jù)或計(jì)算數(shù)據(jù)，按一定的數(shù)學(xué)方法，歸納出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這種方法稱為系統(tǒng)辨識法或試驗(yàn)分析法。3什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？答：G(s)Xr(s)Xc(s)在線性定常系統(tǒng)中，初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)(或元件)輸出的拉氏變換Xc(s)和輸入的拉氏變換Xr(s)之比稱為系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)，即 或Xc(s)=G(s)Xr(s) 圖 傳遞函數(shù)圖示4單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)是什么？5二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么？其中的變量有什么含義？答：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 化成標(biāo)準(zhǔn)形式 （首1型） （尾1型） 式中，。 、分別稱為系統(tǒng)的阻尼

53、比和無阻尼自然頻率，是二階系統(tǒng)重要的特征參數(shù)。6微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)式各是什么？答：積分環(huán)節(jié)的輸出量xc(t)的變化率和輸入量xr(t)成正比，即其傳遞函數(shù)為： G(s)=Xc(s)/Xr(s)=K/s一階微分環(huán)節(jié)有理想微分環(huán)節(jié)和實(shí)際微分環(huán)節(jié)之分。理想微分環(huán)節(jié)的輸出x(t)為輸入xr(t)的微分。其運(yùn)動方程式為則傳遞函數(shù)為：G(s)=Xc(s)/Xr(s)=Ks二階微分環(huán)節(jié)的運(yùn)動方程為相應(yīng)地二階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為： 7振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲能元件，并且所儲存的能量相互轉(zhuǎn)換，輸出量具有振蕩的性質(zhì)。設(shè)振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為xc，輸入量為xr，其運(yùn)動方程式和傳遞函數(shù)是什么？答：運(yùn)動方程式

54、為：其傳遞函數(shù)為： 令，可寫成： 式中 T時(shí)間常數(shù)；阻尼比；K放大系數(shù)。四、如圖所示為一具有彈簧、阻尼器的機(jī)械平移系統(tǒng)。當(dāng)外力作用于系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生位移為xo。求該系統(tǒng)以xi(t)為輸入量，xo(t)為輸出量的運(yùn)動微分方程式。涉及的知識點(diǎn)及答題分析：這個(gè)題的考核知識點(diǎn)是控制系統(tǒng)微分方程。必修掌握彈簧的受力分析。掌握編寫控制系統(tǒng)微分方程的一般步驟：(l) 首先確定系統(tǒng)的輸入量和輸出量；(2) 將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)環(huán)節(jié)，確定每一環(huán)節(jié)的輸入量和輸出量。(3) 寫出每一環(huán)節(jié)(或元件)描述輸出信號和輸入信號相互關(guān)系的運(yùn)動方程式；找出聯(lián)系輸出量與輸入量的內(nèi)部關(guān)系，并確定反映這種內(nèi)在聯(lián)系的物理規(guī)律。(4) 消

55、去中間變量，列出各變量間的關(guān)系式。設(shè)法消去中間變量，最后得到只包含輸入量和輸出量的方程式。于是，就得到所要建立的元件或系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型了。解：取A、B兩點(diǎn)分別進(jìn)行受力分析，即可得 代入B等式，有 故得 式中：k1彈簧1的彈性系數(shù)； k2彈簧2的彈性系數(shù)； f阻尼器的阻尼系數(shù)。五、下圖為一具有電阻電感電容的無源網(wǎng)絡(luò)，求以電壓u為輸入，uc為輸出的系統(tǒng)微分方程式。涉及的知識點(diǎn)及答題分析：這個(gè)題的考核知識點(diǎn)是控制系統(tǒng)微分方程。掌握編寫控制系統(tǒng)微分方程的一般步驟。解 根據(jù)基爾霍夫電路定律，有而 ，則上式可寫成如下形式六、簡化下圖所示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。涉及的知識點(diǎn)及答題分析：這個(gè)題的考核知識點(diǎn)是系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及運(yùn)算法則。解：這是一個(gè)多回路系統(tǒng)，可以有多種解題方法，這里從內(nèi)回路到外回路逐步化簡。第一步，將引出點(diǎn)a后移，比較點(diǎn)b后