機(jī)電控制工程基礎(chǔ)練習(xí)題2答案

1、機(jī)電控制工程基礎(chǔ)練習(xí)題2答案一 填空1、我們把輸出量直接式間接地反饋到 ，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作 。輸入端；閉環(huán)控制系統(tǒng)2、控制的任務(wù)實(shí)際上就是 ，使不管是否存在擾動(dòng)，均能使 的輸出量滿足給定值的要求。 形成控制作用的規(guī)律；被控制對(duì)象。3、描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式， 。 叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型4、 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 系統(tǒng)。 穩(wěn)定5、在初條件為零時(shí)， ，與 之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。 輸出量的拉氏變換；輸入量的拉氏變換6、二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型式為 。 7、的拉氏變換為 。 8、若，則 。 9、

2、單位階躍信號(hào)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的結(jié)果是 。 單位脈沖信號(hào)10、I型系統(tǒng)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e()為 。 0.111、控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從 到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時(shí)間t趨于 時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。 初始狀態(tài) 無窮12、頻率響應(yīng)是 響應(yīng)。 正弦輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)13、若系統(tǒng)輸入為，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為 。 14、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質(zhì)，可以分為 和非線性控制系統(tǒng)。 線性控制系統(tǒng)15、離散信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。 二、選擇1、圖示函數(shù)的拉氏變換為（ 1 ）。 a 0 t（1） ；（2）

3、 ；（3） ；（4） 2、已知 ，其原函數(shù)的終值（ 4 ）（1） ；（2）0 ；（3）0.6 ；（4）0.33、已知，其反變換f (t)為（ 3 ）。 （1） ；（2） ；（3） ；（4） 。 4、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；則其無阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ 4 ）（1）1 ， ；（2）2 ，1 ；（3）2 ，2 ；（4） ，15、表示了一個(gè)（ 1 ）（1） 時(shí)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)6、理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（ 1 ）（1），通過=1點(diǎn)的直線；（2）-，通過=1點(diǎn)的直線；（3）-，通過=0點(diǎn)的直線；（4），通過=0點(diǎn)的直線7、脈沖函數(shù)的拉氏變換為（

4、3 ）（1）0 ；（2）；（2） 常數(shù)；（4）變量8、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；其單位階躍響應(yīng)為（ 2 ）（1） ；（2） ；（3） ；（4）9、已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為 ,那么系統(tǒng)處于（ 3 ）（1）欠阻尼；（2）過阻尼；（3）臨界阻尼；（4）無阻尼10、 的變換為（ 3 ）（1） ；（2）；（3）；（4）三 判斷1、線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)、參數(shù)有關(guān)。（正確 ） 2、一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分和必要的條件是系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部 （正確）3、若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.65，則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為等幅振蕩 （錯(cuò)誤）4、兩個(gè)二階系統(tǒng)的超調(diào)量相等，則此二系統(tǒng)具有相同的和 （錯(cuò)誤）5、單位拋物線

5、函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果為 (錯(cuò)誤)6、系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸出（錯(cuò)誤）7、開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線，對(duì)數(shù)相頻特性曲線，當(dāng)增大時(shí)向上平移，不變。 (正確)8、串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，是屬于相位遲后校正。 （錯(cuò)誤）9、通過的反變換可以求出采樣函數(shù)脈沖序列的表達(dá)式；（ 正確 ）10、如果為函數(shù)有效頻譜的最高頻率，那么采樣頻率滿足時(shí)，則采樣函數(shù)能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)函數(shù) （ 正確 ） 四 綜合1、系統(tǒng)的微分方程如下： 試：求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)解答:解答：將微分方程進(jìn)行拉氏變換得： = 2、已知最小相位系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線如圖所示。試寫出開環(huán)傳遞函數(shù) 。解： 1) <1的低頻段斜率為-20，故

6、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，該環(huán)節(jié)為 。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 。增到3，斜率由-20轉(zhuǎn)為-40，該環(huán)節(jié)為,>3，斜率保持不變。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 2) 確定開環(huán)增益K當(dāng)=c時(shí)，A(c)=1 。 所以 故 所以，3、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為， 試?yán)L制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性并計(jì)算值。解：1） 首先將分成幾個(gè)典型環(huán)節(jié)。 顯見該系統(tǒng)由放大環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)，慣性環(huán)節(jié)，一階微分環(huán)節(jié)組成。2) 分別做各典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線。 K=7.5 20lgK=1

7、7.5dB ； 1=2, 2=3對(duì)數(shù)幅頻特性： 相頻特性： 其對(duì)數(shù)頻率特性曲線如圖所示。3) 計(jì)算 所以 由圖可知 部份，對(duì)-線無穿越，故系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。 4、根據(jù)圖（a）所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)以及誤差傳遞函數(shù)。解: (b)(c) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖首先將并聯(lián)和局部反饋簡化如圖（b）所示,再將串聯(lián)簡化如圖（c）所示。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為誤差傳遞函數(shù)為5、已知單位反饋控制系統(tǒng)，開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。 試求： （1）單位斜坡輸入時(shí)穩(wěn)態(tài)誤差的值。（2）過渡過程時(shí)間（3）穿越頻率（4）相角裕量 解答:（1）； （2）秒； （3）； （4） 6、 求圖示系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 r(t) e(t) e*(t) c(t) T