機電控制工程基礎(chǔ)考試復(fù)習(xí)題

1、重點題：1.Nyquist圖2.Bode 圖。3. 穩(wěn)定性分析及勞斯判據(jù)4. 穩(wěn)態(tài)誤差5. 時域性能指標(biāo)，頻率性能指標(biāo)求?。ǚ€(wěn)定裕量的指標(biāo)求?。╳c，r ）第一章習(xí)題答案一、簡答1什么是自動控制？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 )運行或變化。2控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？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。3什么是自動控制系統(tǒng)？指能夠?qū)Ρ豢刂茖ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控制裝置和被控制對象組成4反饋控制系統(tǒng)是指什么反饋？反饋控制系統(tǒng)是指負(fù)反饋。5什么是反饋？什么是正反饋？什么是負(fù)反

2、饋？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)果有利于加強輸入信號的作用時叫正反饋。反之，符號相反抵消輸入信號作用時叫負(fù)反饋。6什么叫做反饋控制系統(tǒng)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)）。7控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3 類？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)。8舉例說明什么是隨動系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的控制作用是時間的未知函數(shù)，即給定量的變化規(guī)律是事先不能確定的，而輸出量能夠準(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)

3、稱之為隨動系統(tǒng)。隨動系統(tǒng)應(yīng)用極廣，如雷達自動跟蹤系統(tǒng)，火炮自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，各種電信號筆記錄儀等等。9自動控制技術(shù)具有什么優(yōu)點？ 極大地提高了勞動生產(chǎn)率；提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；減輕了人們的勞動強度，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現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程則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，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情況？單調(diào)過程衰減振蕩過程持續(xù)振蕩過程發(fā)散振蕩

4、過程1二、判斷1自動控制中的基本的控制方式有開環(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，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)的特點是當(dāng)被控制量與給定值不相等時，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。錯誤6對于一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以工作。錯誤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系數(shù)為常數(shù)時，稱為定常系統(tǒng)。正確

5、第二章習(xí)題答案1什么是數(shù)學(xué)模型？描述系統(tǒng)在運動過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達式叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。正確2建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法哪些？建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有解析法和實驗法。3什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？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)。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？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G ( s)1G (s)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？二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為n2 /(s22 n sn2 ) ，其中稱為系統(tǒng)的阻尼比

6、，n 為無阻尼自振蕩角頻率。6微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達式各是什么？微分環(huán)節(jié)： G s s 。1積分環(huán)節(jié) G ss7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，其運動方程式和傳遞函數(shù)是什么？運動方程式為T 2 d 2 xcTkdxcxc Kx rdt 2dt其傳遞函數(shù)為G (s)KT 2 s2Tk s 1一、判斷1 傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無關(guān)。正確2對于非線性函數(shù)的線性化方法有兩種：一種方法是在一定條件下，忽略非線性因素。另2一種方法就是切線法，或稱微小偏差法。正確3在自動控制系統(tǒng)中，

7、用來描述系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學(xué)模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統(tǒng)為研究目標(biāo)的經(jīng)典控制理論中， 常用的模型有微分方程、 傳遞函數(shù)、 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性等。 正確4. 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。正確5傳遞函數(shù)是復(fù)變量s 的有理真分式，分母多項式的次數(shù)n 高于分子多項式的次數(shù)m，而且其所有系數(shù)均為實數(shù)。正確6在復(fù)數(shù)平面內(nèi)，一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點分布圖與之相對應(yīng)。正確7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)。（錯誤）8自然界中真正的線性系統(tǒng)是不存在的。許多機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等，在變量之間都包含著非

8、線性關(guān)系。正確9實際的物理系統(tǒng)都是線性的系統(tǒng)。（錯誤）10 某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為y t Kx t ，K 是一個常數(shù)，則稱其為慣性環(huán)節(jié)。錯誤11. 慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)越大，則系統(tǒng)的快速性越好。（錯誤 ）12系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分母中的最高階若為n，則稱系統(tǒng)為n 階系統(tǒng)13已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出 y(t)，傳遞函數(shù) G(s) ，則 Y (s) G ( s) X ( s) 。正確14線性化是相對某一額定工作點進行的。工作點不同， 得到線性化微分方程的系數(shù)也不同。正確15若使線性化具有足夠精度，調(diào)節(jié)過程中變量偏離工作點的偏差信號必須足夠小。正確三、設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程T c (

9、t )c (t )r ( t )r ( t )近似描述，在零初始條件下，試確定該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。C( s)s1R( s)Ts1四、如圖所示為一具有彈簧、阻尼器的機械平移系統(tǒng)。當(dāng)外力作用于系統(tǒng)時，系統(tǒng)產(chǎn)生位移為 xo。求該系統(tǒng)以 xi (t) 為輸入量， xo(t) 為輸出量的運動微分方程式。解取 A、B 兩點分別進行受力分析。3AB得 k 1 (x ix A ) f( x Ax 0 ) k 2 x 0由 k1 ( x ix A ) k1 x A解出 x Ax ik 2 x 0k 1代入 B 等式，得f( x ik 2 x 0 x 0 )k 2 x 0k1得f k 1k 2 x 0k 1k 2

10、x 0fk 1 x i（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)。六、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。解 根據(jù)基爾霍夫電路定律，有u(t)L dii RuCdt而 i C du c，則上式可寫成如下形式dtLC d 2 ucRC ducuC u(t)dt 2dt七、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)表達式。(1) 微分方程推導(dǎo)如下：uR1uc ， uiucuo ，可得 ucuiuo(式 1)4i1 R 1uR 1ucicc duc可得

11、，uccducu o(式 2)由dtR1dtR2i2R2uoi1ici 2聯(lián)立 1 和 2 式，得： ui uoc ( duiduo )uoR1dtdtR2兩邊同乘以 R1R2可得 R2 (uiuo )cR1R2( duiduo ) R1uodtdt即有： (R1R2 )uo CR1 R2duoR2uiCR1R2duidtdt(2) 傳遞函數(shù)可按下述方法快速求解：1令 Z1R1 Cs , Z2R ，那么就有：12R1CsU o (s)Z2R1 R2CsR2傳遞函數(shù) G (s)Z2=R2U i ( s) Z1R1 R2 Cs R1八、在齒輪傳動中，若忽略嚙合間隙，則主動齒輪輸入轉(zhuǎn)速n1 和從動齒

12、輪輸出轉(zhuǎn)速 n2之間的關(guān)系為 n2=Z 1.n1/Z 2，求其傳遞函數(shù)。G(s)=N 2(s)/N1(s)=Z 1/Z 2式中 Z l Z 2主動齒輪齒數(shù)和從動齒輪齒數(shù)之比。九、下圖所示RC 網(wǎng)絡(luò)，輸入為電壓ur，輸出為電壓uc，求其傳遞函數(shù)。輸入電壓 ur 消耗在電阻R 和電容 C 上，即 ur Ri1 i d t。c輸出電壓為uc1idt 。c將上兩式進行拉氏變換，得Ur (s)=RI+I/(Cs)5Uc(s)=I/(Cs)由上兩式消去中間變量I ，得(RCs+1)Uc(s)=U r (s)故得傳遞函數(shù)為G(s)=U c (s)/U r (s)=1/(RCs+1)=1/(Ts+1)C (s

13、)10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)( s)。R( s)解這是一個多回路系統(tǒng)?？梢杂卸喾N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a后移，比較點b后移，簡化成圖（a）所示結(jié)構(gòu)。第二步，對圖（ a）中 H 3（ s）和 G2 ( s)G4 ( s)串聯(lián)與 H 2（ s）并聯(lián)，再和串聯(lián)的G3 (s) , G 4 (s)組成反饋回路，進而簡化成圖（ b）所示結(jié)構(gòu)。第三步，對圖（ b）中的回路再進行串聯(lián)及反饋變換，成為如圖（ c）所示形式。最后可得系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為C( s)( s)R( s)G1 ( s)G2 ( s)G3 ( s)G4 ( s)1G2 ( s)G3

14、( s) H 3 (s)G3 (s)G4 (s) H 2 (s)G1 ( s)G2 (s)G3 (s)G4 ( s) H 1 (s)6第三章習(xí)題答案一、簡答1.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是什么？單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是什么？單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是1 。單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是1 。ss22什么是極點和零點？傳遞函數(shù)分母多項式的根被稱為系統(tǒng)的極點，分子多項式的根被稱為系統(tǒng)的零點3. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個互不相等的實數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點？單調(diào)上升4什么叫做二階系統(tǒng)的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出曲線。臨界阻尼 ( =1) ，c(t) 為

15、一無超調(diào)的單調(diào)上升曲線，如圖所示。5動態(tài)性能指標(biāo)通常有哪幾項？如何理解這些指標(biāo)？延遲時間 t d階躍響應(yīng)第一次達到終值h() 的 50所需的時間。上升時間 tr階躍響應(yīng)從終值的10上升到終值的90所需的時間； 對有振蕩的系統(tǒng)，也可定義為從0 到第一次達到終值所需的時間。峰值時間 t p階躍響應(yīng)越過穩(wěn)態(tài)值h() 達到第一個峰值所需的時間。調(diào)節(jié)時間 t s階躍響到達并保持在終值h()5 誤差帶內(nèi)所需的最短時間；有時也用終值的2 誤差帶來定義調(diào)節(jié)時間。7超調(diào)量峰值 h(t p ) 超出終值 h() 的百分比，即h(t p )h( )h(100)6勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性？勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷

16、線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。7一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有什么特點？當(dāng)時間 t 滿足什么條件時響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于 52%。？由于一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)沒有超調(diào)量，所有其性能指標(biāo)主要是調(diào)節(jié)時間，它表征系統(tǒng)過渡過程的快慢。當(dāng) t 3T 或 4T 時，響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于 52%。顯然系統(tǒng)的時間常數(shù) T 越小，調(diào)節(jié)時間越小，響應(yīng)曲線很快就能接近穩(wěn)態(tài)值。8在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)有什么特點？在欠阻尼的情況下， 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為一振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡諧振蕩時間函數(shù)。9阻尼比 0 時的二階系統(tǒng)有什么特點？ 0 時的二階系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的10已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：1(s)0.2

17、5s20.707s1則系統(tǒng)的 、 n 及性能指標(biāo) 、 ts （5）各是多少？ 0.707 n 2 4.3 ts （ 5） 2.1 （ s）二、判斷：1.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點均應(yīng)在s 平面的左半平面。正確2.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3系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)閉環(huán)極點的分布。正確4.閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。錯誤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0.707。正確6. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個具有負(fù)實部的共軛復(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。（錯誤）7最大超調(diào)量只決定

18、于阻尼比 。 越小，最大超調(diào)量越大。正確8二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，調(diào)整時間ts 與 n 近似成反比。但在設(shè)計系統(tǒng)時，阻尼比 通常8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)整時間ts。正確9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10線性系統(tǒng)穩(wěn)定,其開環(huán)極點均位于s 平面的左半平面。（錯誤）11 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1。正確K2112. 2e t 的拉氏變換為。正確s 113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。（錯誤）14. 某二階系統(tǒng)的特征根為

19、兩個純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為等幅振蕩。正確15一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為0.5，則其時間常數(shù)為2。正確s 0.516二階系統(tǒng)阻尼比 越小，上升時間 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17線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)特征方程的根（系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點）全部具有負(fù)實部，也就是所有閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點都位于s 平面的左側(cè)。正確18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19對穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計算穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)19。以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提。正確10 型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一定為0。錯誤20單位階躍輸入 ( R s)時，s三、已知一個

20、n 階閉環(huán)系統(tǒng)的微分方程為ay(n )an 1y( n 1)ay (2 )a y a0y b r b rn21101. 寫出該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；2. 寫出該系統(tǒng)的特征方程；3. 當(dāng) a01， a10.5 ，a2 0.25 ，ai0 (i2) ， b10 ，b02 ， r (t )1( t) 時，試評價該二階系統(tǒng)的如下性能：、n 、% 、 t s 和 y( ) 。1閉環(huán)傳遞函數(shù)為( s)b1 s b0an snan 1 sn 1a1 s a02、特征方程D ( s)an snan 1 sn 1a1sa0 03、 n 2；0.5；9% e/12 16.3%；ts （ 2%）= 4 /n =4；

21、y() 2四、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s)10(s1)(s2)( s5)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。G ( s)(s)101(s)s( s2)(s5)該系統(tǒng)的閉環(huán)極點均位于s 平面的左半平面，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。五、有一系統(tǒng)傳遞函數(shù)sK k，其中 Kk 4。求該系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)整時間；s2sK k【解】系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為sK kK k 4s2sK k與二階系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形式的傳遞函數(shù)2sn22n s2sn對比得： (1)固有頻率nK k42(2)阻尼比由 2n1得10.252 n(3)超調(diào)%e ( /1 2 ) n100%47%(4)調(diào)整時間 t s 5%36sn六、已知單位

22、反饋系統(tǒng)開環(huán)傳函為10，求系統(tǒng)的 、 n 及性能指標(biāo) 、G (s)s(0.1s1)ts （ 5）。 0.5 n 10 16.3 ts （ 5） 0.6 （ s）七、系統(tǒng)的特征方程為10s52s4s33s24s50試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解 計算勞斯表中各元素的數(shù)值，并排列成下表s5114s4235s3130s2950s132s05由上表可以看出，第一列各數(shù)值的符號改變了兩次，由+2 變成 -1，又由 -1 改變成 +9。因此該系統(tǒng)有兩個正實部的根，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。八、某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。由 e/12 0.25，計算得 0.4由峰值時間 t p1

23、2 2，計算得n1.7n根據(jù)二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)表達式2 n得系統(tǒng)得閉環(huán)傳遞函數(shù)為：s2 2n s2n(s)2.9s21.36 s 2.9第五章習(xí)題答案一、判斷2. 系統(tǒng)的頻率特性是由 G ( j) 描述的， G( j) 稱為系統(tǒng)的幅頻特性；G( j) 稱為系統(tǒng)的相頻特性。正確5系統(tǒng)的頻率特性可直接由G(j )=X c(j )/X r (j )求得。只要把線性系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(s) 中的算子 s 換成 j ，就可以得到系統(tǒng)的頻率特性G(j )。正確6. 頻率特性是線性系統(tǒng)在正弦輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)輸出和輸入之比。117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，頻率每變化

24、2倍，橫坐標(biāo)軸上就變化一個單位長度。錯誤8. 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。正確9比例環(huán)節(jié)的 A( )和 ( )均與頻率無關(guān)。正確13. 系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性有一一對應(yīng)關(guān)系，則它必是最小相位系統(tǒng)。正確14凡是在 s 左半平面上沒有極、零點的系統(tǒng)，稱為最小相位系統(tǒng)，錯誤15若系統(tǒng)的開環(huán)穩(wěn)定，且在L() 0 的所有頻率范圍內(nèi)，相頻() -1800，則其閉環(huán)狀態(tài)是穩(wěn)定的。正確二、選擇1、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)的是（3）。As 1； B1Ts（T>0）； Cs 1；Ds 2(5s1)(2s1)1T1s(2s1)(3s1)s(s

25、3)(s 2)3、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。 DAs 1； B 1Ts （ T>0）； Cs 1； Ds 2；(5s1)( s 1)1T1 s(2s 1)(s 1)(s3)( s2)三、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)的傳遞函數(shù)。(a)(b)（ c）10a： G ( s)s(s1)12100b： G ( s)(10 s1)( s1)100c G (s)(0.5s1)(0.2s1)第六章習(xí)題答案一、判斷1 PI 校正為相位滯后校正。（正確）2系統(tǒng)如圖所示，Gc (s) 為一個并聯(lián)校正裝置，實現(xiàn)起來比較簡單。正確3系統(tǒng)校正的方法，按校正裝置在系

26、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。正確4按校正裝置Gc(s)的物理性質(zhì)區(qū)分，又有相位超前(微分 )校正，相位滯后(積分 )校正，和相位滯后超前(積分 -微分 )校正。正確1aTs5相位超前校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc (s)，系數(shù) a 大于 1。正確1Ts6假設(shè)下圖中輸入信號源的輸出阻抗為零，輸出端負(fù)載阻抗為無窮大，則此網(wǎng)絡(luò)一定是一個無源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。錯誤7下圖中網(wǎng)絡(luò)是一個無源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。正確139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。錯誤機電控制工程基礎(chǔ)練習(xí)題1 答案二、填空1、如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有

27、連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。離散2、系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，就叫做。反饋3、有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為.復(fù)合控制系統(tǒng)。4、對于函數(shù) f (t ) ，它的拉氏變換的表達式為。 F (s)f (t)e st dt05、單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是。1s6、單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換為。17、1 e t 的拉氏變換為。0.52s110的原函數(shù)的初值f (0) =，終值 f () =。8、 F ss(s 1)0 ，109、環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是Y sK慣性G s。X sTs 110、時間響應(yīng)由響應(yīng)和響應(yīng)兩部分組成。瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)11、當(dāng)采樣

28、頻率滿足s 2 max 時，則采樣函數(shù) f(t )到原來的連續(xù)函數(shù) f (t ) 。能無失真地恢復(fù)12、頻率響應(yīng)是響應(yīng)。正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)1413、離散信號 f(t ) 的數(shù)學(xué)表達式為。f(t )f (kT )(tkT )k14、 A(y()G ( j )為系統(tǒng)的，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號)x0的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值衰減（或放大）的特性。()G ( j) 為系統(tǒng)的，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，相位遲后(0)或超前 (0) 的特性。幅頻特性，相頻特性z32z21, y(T ) y(2T ) 依次15、 Y(z)z所對應(yīng)的 y(kT ) 的前三項是 y(0)z3是，。1，2 ，3二、選擇1

29、、已知 F ( s)s23s3，其原函數(shù)的終值f (t )（4）s( s2)(s22s5)t（ 1） ；（ 2）0 ；（ 3）0.6；（ 4） 0.32、已知 F ( s)1，其反變換f (t) 為（3）。s( s1)（） 1 et；（ ）1et ；（ ）1et ；（） e t1 。12343、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為1；則其無阻尼振蕩頻率n 和阻尼比為（4）4s24s1（1）1 ， 1；（2）2 ，1 ；（3）2 ，2 ；（4） 1， 1224、 傳遞函數(shù)G sY se TS 表示了一個（1）X s（ 1） 時滯環(huán)節(jié)；（ 2）振蕩環(huán)節(jié)；（ 3）微分環(huán)節(jié) ；（4）慣性環(huán)節(jié)5、理想微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特

30、性曲線是一條斜率為（1）（ 1） 20 dB dec ，通過 =1 點的直線；（ 2） - 20 dB dec ，通過 =1 點的直線；（ 3） - 20 dB dec ，通過 =0 點的直線；（ 4） 20 dB dec ，通過 =0 點的直線6、脈沖函數(shù)的拉氏變換為（3 ）（ 1） 0 ；（ 2）；（ 2） 常數(shù)；（4）變量153；其單位階躍響應(yīng)為（2）7、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為15stttt（ 1） 1 e 5；（ 2） 3 3e 5；（ 3） 5 5e 5；（ 4） 3 e 528、已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為Y(s)n2 ,那么系統(tǒng)處于（3）s sn（1）欠阻尼；（ 2）過阻尼；（3）臨

31、界阻尼；（ 4）無阻尼9、 f (t ) at 的 Z 變換 F (z) 為（3）z1；（3）z1（ 1）；（ 2）z aT；（ 4）z aTz aT1 aT三、判斷1、一個系統(tǒng)穩(wěn)定與否取決于系統(tǒng)的初始條件。（錯誤）2、開環(huán)對數(shù)幅頻曲線 L ( ) ，對數(shù)相頻特性曲線()，當(dāng) K 增大時 L() 向上平移，( )向上平移。（錯誤）3、把輸出量反饋到系統(tǒng)的輸入端與輸入量相減稱為正反饋。(錯誤 )4、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2，其時間常數(shù)為 0.25（錯誤）s0.255、二階系統(tǒng)的超調(diào)量% 與有關(guān)，但與n 無關(guān)。（正確）7、對二階欠阻尼系統(tǒng)，若保持不變，而增大n ，可以提高系統(tǒng)的快速性。（正確）8、圖

32、中所示的頻率特性是一個積分環(huán)節(jié)。（錯誤）9、增大系統(tǒng)開環(huán)增益K 值，可使系統(tǒng)精度提高。（正確）10、如果max 為 f (t ) 函數(shù)有效頻譜的最高頻率，那么采樣頻率滿足s 2 max 時，則采樣函數(shù) f * (t ) 能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)函數(shù)f (t) （正確）11、 y(z)z1，2，( z 1) 2所對應(yīng)的 y(kT ) 的前三項 y(0) , y(T ) y(2T ) 依次是( z 2)4 。（錯誤）16四 綜合2、已知最小相位系1 開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線如圖所示。試寫出開環(huán)傳遞函數(shù)Gk ( s)。解：1) < 1 的低頻段斜率為 -20 ，故低頻段為 K/ 。 增至 1，斜率由 -20轉(zhuǎn)為 -40，增加 -20，所以 1 應(yīng)為慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率，1該環(huán)節(jié)為。1s11 增至 2 ，斜率由 40轉(zhuǎn)為 20 ，增加 +20 ，所以 2 應(yīng)為一階微分環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率，該環(huán)節(jié)為1 s 1。2 增到 3，斜率由-20 轉(zhuǎn)為 -401, > 3，斜率保持不變。，該環(huán)節(jié)為1 s13故系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)由上述各典型環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，即K (11)sGk (s)21)( 1s( 1 ss 1)132) 確定開環(huán)增益 K當(dāng) = c 時， A( c)=1 。K(1c ) 21K 1c所以A( c )2211c ( 1c ) 2( 1c )21cc1