控制工程2習(xí)題解答

1、二題目：已知，則其【】A. B. C. D. 分析與提示：由拉氏變換的定義計(jì)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)為基本函數(shù)。答案：題目：若，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(duì)，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：已知，則其【】A. B. C. D. 分析與提示：由拉氏變換的定義計(jì)算，這是兩個(gè)基本信號(hào)

2、的和，由拉氏變換的線性性質(zhì)，其拉氏變換為兩個(gè)信號(hào)拉氏變換的和。答案：C題目：若，則)=(      )。 【 】A. 1  B. 4    C.   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：基本函數(shù)的拉氏變換為，由拉氏變換的平移性質(zhì)可知。答案：題目：若，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：此為基本函數(shù)，拉氏變換為。答案：題目：拉氏反變換的求法有多種方法

3、，其中比較簡(jiǎn)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，其中比較簡(jiǎn)單的方法是由查拉氏變換表得出及部分分式展開(kāi)法。答案：部分分式展開(kāi)法題目：已知，則其為多少？分析與提示：首先對(duì)F(s)進(jìn)行因式分解，即解得因此答案：題目：的拉氏反變換為 。分析與提示：此為基本函數(shù)。答案：題目：的拉氏反變換為 。分析與提示：此為基本函數(shù)。答案：題目：的拉氏反變換為 。分析與提示：此為基本函數(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(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&

4、#160;  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(xué)模型表達(dá)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(duì)于一個(gè)線性定常系統(tǒng) 【 】   A、如有多個(gè)輸入，則輸出是多個(gè)輸入共同作用的結(jié)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(gè)輸入所引起的輸出不可分別單獨(dú)計(jì)算，因多個(gè)輸入之間互相影響   D、可用線性微分方程式來(lái)描述   E、不能在頻率域

5、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：某系統(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(shí)變系統(tǒng)分析與提示：數(shù)學(xué)模型表達(dá)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(dòng)態(tài)性能，揭示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為系統(tǒng)的 。分析與提示：數(shù)學(xué)模型是定量地描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，揭示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式答案：數(shù)學(xué)模型題目：線性系統(tǒng)滿足兩個(gè)重要性質(zhì)，分別為： 、 。分析與提示：線性系統(tǒng)滿足疊加性和均

6、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(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)滿足迭加原理分析與提示：數(shù)學(xué)模型表達(dá)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(xiě)如下圖所示電網(wǎng)絡(luò)的微分方程  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(xiě)中間環(huán)節(jié)的微分方程；最后

7、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：下圖是一機(jī)械系統(tǒng)，試寫(xiě)出系統(tǒng)的微分方程。xicx。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(xiě)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(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型都可以應(yīng)用 來(lái)建立；電氣系統(tǒng)主要根據(jù) 來(lái)建立的數(shù)學(xué)模型。分析與提示：任何機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型都可以應(yīng)用牛頓定理來(lái)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(lái)建立的數(shù)學(xué)模型。答案：牛頓定理、基爾霍夫電流定律和電壓定律題目：機(jī)械系統(tǒng)中以各種形式出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，都可以使

8、用 、 和 三個(gè)要素來(lái)描述。分析與提示：機(jī)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(zhì)量、彈性和阻尼三個(gè)要素來(lái)描述。答案：質(zhì)量、彈性、阻尼題目：系統(tǒng)的某輸入輸出的拉氏變換分別記為Xi(S)，Xo(S)，對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)記為G（S），則 【 】 A、在零初始條件下，G（S）=Xi(S)/Xo(S)B、在任何初始條件下，G(S)=Xo(S)/Xi(S)  C、G(S)可以有量綱，也可以無(wú)量綱  D、若以g(t)表示其脈沖響應(yīng)函數(shù)，則G(S)=Lg(t)  E、在零初始條件下，G(S)=Xo(S)/Xi(S) 分析與提示：對(duì)于線性定常系統(tǒng)，當(dāng)輸入及輸出的初始條件為零時(shí)，

9、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(dāng)滿足 條件時(shí)，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量x(t)的拉氏變換X(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。分析與提示：當(dāng)滿足零初始條件時(shí)，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量x(t)的拉氏變換X(s)之比叫做系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。答案：零初始題目：當(dāng)滿足零初始條件時(shí)，線性定常系統(tǒng)的輸入量x(t)的拉氏變換X(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(dāng)滿足零初始條件時(shí)，線性定常系統(tǒng)的輸出量y(t)的拉氏變換Y(s)與輸入量x(t)的拉氏變換X(s)之比叫做

10、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。答案：錯(cuò)題目：傳遞函數(shù)的定義中包括三個(gè)基本要素： 、 、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(gè)基本要素為：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(dǎo)數(shù)，輸出及其各階導(dǎo)數(shù)在0時(shí)刻均為零。答案：（1）輸入在時(shí)才開(kāi)始作用于系統(tǒng)，即輸入及其各階導(dǎo)數(shù)在時(shí)刻均為0；（2）系統(tǒng)在時(shí)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，即輸出及其各階導(dǎo)數(shù)在時(shí)刻均為0。題目：下圖是一機(jī)械系統(tǒng)，試寫(xiě)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。xiB2B1x。k2k1x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(duì)微分方程做拉氏變換

11、，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(duì)上式進(jìn)行拉氏變換+s=s= 消去得G(s)=題目：若系統(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(duì)微分方程兩邊進(jìn)行拉氏變化，為傳遞函數(shù)為答案：題目：傳遞函數(shù)有兩種方法： 、實(shí)驗(yàn)法。分析與提示：傳遞函數(shù)的兩種求法為解析法和實(shí)驗(yàn)法。答案：解析法題目：對(duì)于實(shí)際系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分子多項(xiàng)式的階次應(yīng)大于分母多項(xiàng)式的階次。分析與提示：實(shí)際系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)分子多項(xiàng)式的階次應(yīng)不大于分母多項(xiàng)式的階次。答案：錯(cuò)題目：傳遞函數(shù)中如果 （填分母或

12、分子）s的最高階次等于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(dǎo)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)不表明所描述系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，不同的物理系統(tǒng)，只要它們動(dòng)態(tài)特性相同，就可用同一傳遞函數(shù)來(lái)描述。這樣的系統(tǒng)稱為 。分析與提示：傳遞函數(shù)不表明所描述系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，不同的物理系統(tǒng)，只要它們動(dòng)態(tài)特性相同，就可用同一傳遞函數(shù)來(lái)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(guān)于傳遞函數(shù)正確的說(shuō)法有 【 】A. 傳遞函數(shù)的分母與系統(tǒng)的輸入無(wú)關(guān)B. 實(shí)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

13、無(wú)量綱的D. 不同物理類型的系統(tǒng)，可以具有相同形式的傳遞函數(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)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)所決定的系統(tǒng)的固有特性，與輸入無(wú)關(guān)；實(shí)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(wú)量綱，也可以有量綱；不同物理類型的系統(tǒng)，可以具有相同形式的傳遞函數(shù)，稱為相似系統(tǒng)；系統(tǒng)的初始條件為零時(shí)，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(dòng)態(tài)歷程分析與提示：當(dāng)系統(tǒng)的初始條件不為零時(shí)，傳遞函數(shù)不能完全反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)歷程。答案：錯(cuò)題目：傳遞函數(shù)既描

14、述了系統(tǒng)的外部特性，又描述系統(tǒng)的內(nèi)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(xué)關(guān)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(guān)系（描述系統(tǒng)的內(nèi)部特性）答案：錯(cuò)題目：對(duì)于傳遞函數(shù)的極點(diǎn)、零點(diǎn)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(yīng)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(duì)于傳遞函數(shù)的極點(diǎn)、零點(diǎn)、和放大系數(shù)，一般，極點(diǎn)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；零點(diǎn)影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)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(diǎn)、零點(diǎn)、放大系數(shù)題目：某典型環(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)

15、C微分環(huán)節(jié)D比例環(huán)節(jié)分析與提示：應(yīng)熟記各個(gè)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，微分方程。答案：B 題目：某傳遞函數(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(gè)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(shè)一慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)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(biāo)準(zhǔn)形式。即時(shí)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(dòng)力學(xué)方程來(lái)劃分的，一個(gè)環(huán)節(jié)代表一個(gè)物理元件（物理環(huán)

16、節(jié)或子系統(tǒng)），一個(gè)物理元件就是一個(gè)傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)。分析與提示：傳遞函數(shù)框圖中的環(huán)節(jié)是根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程來(lái)劃分的，一個(gè)環(huán)節(jié)并不一定代表一個(gè)物理元件（物理環(huán)節(jié)或子系統(tǒng)），一個(gè)物理元件也不一定就是一個(gè)傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)（也許幾個(gè)物理元件的特性才組成一個(gè)傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)，也許一個(gè)物理元件的特性分散在幾個(gè)傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)中）。答案：錯(cuò)題目：當(dāng)振蕩環(huán)節(jié)的時(shí)，輸出無(wú)振蕩，為非振蕩環(huán)節(jié)，而是兩個(gè) 的組合。分析與提示：當(dāng)振蕩環(huán)節(jié)的時(shí)，輸出無(wú)振蕩，為非振蕩環(huán)節(jié)，而是兩個(gè)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(chǔ)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(chǔ)能元件和耗能元件

17、，階躍輸入下，輸出不能立即達(dá)到穩(wěn)定值。答案：D題目：環(huán)節(jié)有三種基本聯(lián)接方式，為： 、 、 。分析與提示：環(huán)節(jié)的三種基本聯(lián)接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、反饋聯(lián)接。答案：串聯(lián)、并聯(lián)、反饋聯(lián)接題目：由串聯(lián)環(huán)節(jié)所構(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)負(fù)載效應(yīng)影響時(shí)，它的總傳遞函數(shù)等于個(gè)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(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)負(fù)載效應(yīng)影響時(shí)，它的總傳遞函數(shù)等于個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積。由并聯(lián)環(huán)節(jié)所構(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)負(fù)載效應(yīng)影響時(shí)，它的總傳遞函數(shù)等于個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù)和。答案：錯(cuò) 題目：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)稱為開(kāi)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)與反饋回路傳遞函數(shù)H(s)之乘積G(s)H(s)稱為

18、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。答案：錯(cuò)題目：求如下反饋系統(tǒng)的輸出。分析與提示：系統(tǒng)輸出為的輸出和干擾輸出的總和。答案：（1）在輸入量X(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X(s)看作為零，系統(tǒng)的輸出為，則（3）系統(tǒng)總的輸出量題目：?jiǎn)挝环答佅到y(tǒng)，其反饋反饋回路傳遞函數(shù)為 。分析與提示：?jiǎn)挝环答佅到y(tǒng)，其反饋反饋回路傳遞函數(shù)為1。答案：1題目：化簡(jiǎn)如下圖所示的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。分析與提示：首先消除交錯(cuò)回路，將A點(diǎn)前移至B點(diǎn)；然后依次從內(nèi)向外化簡(jiǎn)反饋回路。1分1分1分1分答案：題目：化簡(jiǎn)如下圖所示的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。+分析與提示：同習(xí)題一，首先消除里邊兩個(gè)反饋通道的交錯(cuò)；然后依次從內(nèi)向外化簡(jiǎn)反饋回路。答案：+-+-+（1）+-（2）（3）題目：求如下圖所示方框圖的傳遞函數(shù)。分析與提示：首先化簡(jiǎn)系統(tǒng)方框圖，然后得到傳遞函數(shù)。答案：（1）（2