機(jī)械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

1、填空題(每空1 分，共20 分)1.線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應(yīng)用_疊加_原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。2反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和_反饋量_的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。3在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，0 型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。4當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實(shí)部都是_負(fù)數(shù)_時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。5. 方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和 _反饋 _連接。6線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在_ 初始條件為零 _時(shí)，系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換的比。7函數(shù) te-at的拉氏變換為1。a)2(s8線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系

2、稱為_相頻特性 _。9積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_20_dBdec。10二階系統(tǒng)的阻尼比為_ 0_時(shí)，響應(yīng)曲線為等幅振蕩。11在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_0_。120 型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為_0_dB/dec ，高度為 20lgKp 。13單位斜坡函數(shù) t 的拉氏變換為1。s214. 根據(jù)系統(tǒng)輸入量變化的規(guī)律， 控制系統(tǒng)可分為 _恒值 _控制系統(tǒng)、 _隨動(dòng) _ 控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、 _快速性 _和準(zhǔn)確性。16. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，與_輸入

3、量、擾動(dòng)量 _的形式無關(guān)。17.決定二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)重要參數(shù)是阻尼系數(shù)和 _無阻尼自然振蕩頻率 wn 。18.設(shè)系統(tǒng)的頻率特性(j )=R( )+jI( ), 則幅頻特性|G(j)|=R2 (w)I 2 ( w) 。19. 分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)， 將系統(tǒng)分為 0 型系統(tǒng)、I 型系統(tǒng)、II 型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的 _積分 _環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。20. 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是它的特征方程式的所有根均在復(fù)平面的 _左_部分。21從0 變化到 +時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖在_第四 _象限，形狀為 _半 _圓。22. 用頻域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是 _正弦函數(shù) _。23二階衰

4、減振蕩系統(tǒng)的阻尼比的范圍為01。24 G(s)=K的環(huán)節(jié)稱為 _慣性 _環(huán)節(jié)。Ts125系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與_輸出量的希望值_之間的偏差稱為誤差。26線性控制系統(tǒng)其輸出量與輸入量間的關(guān)系可以用_線性微分_方程來描述。27 穩(wěn)定性、 快速性和準(zhǔn)確性是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求。28二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是wn2s22 wn s wn2 。29設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為 G( j )R( j )jI ( ) ，則 R() 稱為實(shí)頻特性 。30.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為_線性 _ 控制系統(tǒng)、非線性 _控制系統(tǒng)。31.對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性和 _準(zhǔn)確性

5、 _。32. 二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率r與阻尼系數(shù)的關(guān)系為r =n 1 22。33. 根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來分類，控制系統(tǒng)可分為_開環(huán) _控制系統(tǒng)、 _閉環(huán) _控制系統(tǒng)。34. 用頻率法研究控制系統(tǒng)時(shí)，采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法和_對(duì)數(shù)坐標(biāo) _圖示法。35. 二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù) =時(shí)，為最佳阻尼系數(shù)。 這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。1. 傳遞函數(shù)的定義是對(duì)于線性定常系統(tǒng) , 在初始條件為零的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。2.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。3. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根或負(fù)

6、實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。K在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為0 ，在單4. I 型系統(tǒng) G (s)s(s2)位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 。5.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。6. 如果系統(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( 漸進(jìn) ) 穩(wěn)定的系統(tǒng)。7. 傳遞函數(shù)的組成與輸入、 輸出信號(hào)無關(guān)， 僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的線性定常系統(tǒng)。8. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號(hào)的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。9. 如果在系統(tǒng)中只有離

7、散信號(hào)而沒有連續(xù)信號(hào)， 則稱此系統(tǒng)為離散 ( 數(shù)字 ) 控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。10. 反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以 （c截止頻率）附近的區(qū)段為中頻段， 該段著重反映系統(tǒng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)定性和快速性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。11. 對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性和精確或準(zhǔn)確性。單項(xiàng)選擇題 ：1. 當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出已知時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為()A.最優(yōu)控制B. 系統(tǒng)辯識(shí)C. 系統(tǒng)校正D. 自適應(yīng)控制2. 反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有( )A.反饋回路B. 慣性環(huán)節(jié)C.積分環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)器3.()=1,(a為常數(shù) )。s

8、aA. L eat B. L eat C. L e(ta) D. L e(t+a) t2e2t =()A.1B.1(s2) 3a( s a)C.(s2D. 22) 3s35. 若 F(s)=41，則 Lim f (t ) =()2st 0A. 4B. 2C. 0at ,(a為實(shí)數(shù) ) ，則 LD. 6. 已知 f(t)=ef( t)dt =()tA.C.0aB.1saa(s a)1D.1s(sa)a( s a)(t)=3t20t2，則 L f(t)=()A.3B. 1 e 2 sssC.3 e 2sD. 3 e2sss8. 某系統(tǒng)的微分方程為5x 0 (t) 2x 0 (t) x 0 (t)

9、x i (t ) , 它是 ()A.線性系統(tǒng)B. 線性定常系統(tǒng)C. 非線性系統(tǒng)D. 非線性時(shí)變系統(tǒng)9. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=e 2s，它是 ( )A.比例環(huán)節(jié)B. 延時(shí)環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)D. 微分環(huán)節(jié)10. 圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ( )A.1RCs1B.RCsRCs1C. RCs+1D. RCs 1RCs11.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=3, 其無阻尼固有頻率n 是4s2s 100()A. 10B. 5C.D. 2512.一階系統(tǒng)K 的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0 處的斜率為 ( )1TsA.KB. KTC.KD. KTT 2T 213.某 系 統(tǒng) 的 傳 遞 函 數(shù) G(s)=K, 則其

10、單位階躍響應(yīng)函數(shù)為Ts 1()A.1 e Kt / TB. K e t /TC. K(1 et/T )D. (1 eKt/T )TT14. 圖示系統(tǒng)稱為 ( )型系統(tǒng)。A. 0B.C.D.15. 延時(shí)環(huán)節(jié) G(s)=e s 的相頻特性 G(j ) 等于 ()A.B. C.°D.°16. 對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s) 為( )A. 1+TsB.11 TsC.1D. (1+Ts)2Ts17. 圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為()A. TsB.11TsC. 1+TsD. 1Ts18. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為 D(s)=s 3+14s2+40s+40 =0，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的值范

11、圍為 ( )A.>0B. 0< <14C. >14D. <019. 典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時(shí)間與()有關(guān)。A. 增益B. 誤差帶C. 增益和阻尼比D. 阻尼比和無阻尼固有頻率20. 若系統(tǒng)的 Bode 圖在 =5 處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折 ( 如圖所示 ) ，這說明系統(tǒng)中有()環(huán)節(jié)。A. 5s+1B. (5s+1)2C. +1D.1( 02.s1) 221. 某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=(s7)( s2), 其零、極點(diǎn)是 ()(4s1)( s3)A. 零點(diǎn) s= ,s=3;極點(diǎn) s= 7,s=2B. 零點(diǎn) s=7,s= 2;極點(diǎn) s=,s=3C. 零點(diǎn) s= 7,s=2; 極點(diǎn)

12、 s= 1,s=3D. 零 點(diǎn) s= 7,s=2;極點(diǎn) s= ,s=322. 一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為3(s2), 則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次s(2s3)(s5)依次為 ()A. 0.4，B.，C.3 ，D.3，23. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=Ke ts ，其幅頻特性 G(j ) 應(yīng)為1 Ts()A.KeB.KTe11TC.K 2D.KT2 2 e1 T 22124. 二階系統(tǒng)的阻尼比，等于()A. 系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)B. 臨界阻尼系數(shù)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比C. 系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比D. 系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)的倒數(shù)25. 設(shè) c 為幅值穿越 ( 交界 ) 頻率， ( c) 為開環(huán)頻率特

13、性幅值為1時(shí)的相位角，則相位裕度為()A. 180° ( c)B. ( c)C. 180° + ( c)D. 90 °+ ( c)26. 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=4，則系統(tǒng)在s(s5)r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為()A.10B.5C.4D. 044527. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)= 21ns2 , 在0 2 時(shí)，其s2n2無阻尼固有頻率n 與諧振頻率 r 的關(guān)系為 ()A. n<rB. n= rC. n> rD.兩者無關(guān)28. 串聯(lián)相位滯后校正通常用于()A.提高系統(tǒng)的快速性B. 提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度C. 減少系統(tǒng)的阻

14、尼D. 減少系統(tǒng)的固有頻率29. 下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率 c=4 處提供最大相位超前角的是 ()A.4s 1B.s1C.01. s1D.s 14s10.625s10.625s101. s130. 從某系統(tǒng)的 Bode 圖上，已知其剪切頻率 c 40，則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是()A.0.004s1B.0.4s 1C.4s1D.4s10.04s14s110s1.10 4s單項(xiàng)選擇題 ( 每小題 1 分，共30 分)二、填空題 ( 每小題 2 分，共 10 分)1. 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)

15、的增益、_和_有關(guān)。2.一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為K，則該閉環(huán)系統(tǒng)的5s2s34s特征方程為 _開環(huán)增益為 _。3.二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下，其調(diào)整時(shí)間t s 與阻尼比、 _和 _有關(guān)。4. 極坐標(biāo)圖 (Nyquist 圖 ) 與對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 (Bode 圖 ) 之間對(duì)應(yīng)關(guān)系為：極坐標(biāo)圖上的單位圓對(duì)應(yīng)于 Bode 圖上的 _；極坐標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對(duì)應(yīng)于 Bode 圖上的 _。5. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與 _有關(guān)，與 _無關(guān)。填空題 ( 每小題 2 分，共 10 分)21. 型次輸入信號(hào)+5s +4s+K=0， K 3. 誤差帶無阻尼固有頻4率分貝線180°線5. 本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入1線

16、性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于 ( C )A線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無外加輸入。B線性系統(tǒng)無外加輸入，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。2令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，則可得到系統(tǒng)的 ( B )A代數(shù)方程B特征方程C差分方程D狀態(tài)方程3 時(shí)域分析法研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)最常用的典型輸入信號(hào)是（ D ）A脈沖函數(shù)B斜坡函數(shù)C拋物線函數(shù)D階躍函數(shù)4設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10，該系統(tǒng)為s(s1)(s2)（ B）A0 型系統(tǒng)B I 型系統(tǒng)CII型系統(tǒng)D III型系統(tǒng)5二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特

17、性() ，當(dāng)時(shí)，其相位移() 為( B )A-270 °B -180 °C-90 °D 0°6. 根據(jù)輸入量變化的規(guī)律分類，控制系統(tǒng)可分為( A )A. 恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B. 反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)C. 最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)D. 連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)7采用負(fù)反饋連接時(shí)，如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s) ，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)，則其等效傳遞函數(shù)為( C )ACG (s)1 G(s)G(s)1G(s)H (s)BD11G(s)H( s)G(s)1G(s)H (s)8 一階系統(tǒng) G(s)=K的時(shí)

18、間常數(shù)T 越大，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達(dá)Ts + 1到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間( A )A越長(zhǎng)B越短C不變D不定9拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成（ D ）A正弦函數(shù)B單位階躍函數(shù)C單位脈沖函數(shù)D復(fù)變函數(shù)10線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（ D ）A系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比11若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K，則其頻率特性的實(shí)部R( )Ts1是（ A）AKB -12T 2CKTD -1K12 T 2K1T12. 微 分 環(huán) 節(jié) 的 頻 率 特 性 相 位 移 ( )= ( A )A.9

19、0 °B. -90°C.0 °D. -180°13. 積 分 環(huán) 節(jié) 的 頻 率 特 性 相 位 移 ( )=( B )A.90 °B. -90°C.0 °D. -180°14. 傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)（ C ）A. 輸入信號(hào)B. 初始條件C. 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D. 輸入信號(hào)和初始條件15. 系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的( C )A. 充分條件B.必要條件C.充分必要條件D. 以上都不是16.有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t)和 u2(t) 時(shí)，輸出分別為y1(

20、t) 和 y2(t) 。當(dāng)輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(shí) (a 1,a 2 為常數(shù) ) ，輸出應(yīng)為（B）A. a 1y1(t)+y 2(t)B. a 1y1(t)+a 2y2(t)C. a 1y1(t)-a2y2(t)D. y1(t)+a2y2(t)17. I 型系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為（ B ）A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)18.G(s)=25設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為s25s 25 ，則系統(tǒng)的阻尼比為（C ）A.25B.5C.1219 正弦函數(shù)sint（ B）D. 1的拉氏變換是A.C.1sss22

21、B.D.s221s2220二階系統(tǒng)當(dāng)0< <1 時(shí)，如果增加，則輸出響應(yīng)的最大超調(diào)量%將（ B）A. 增加B. 減小C. 不變D.不定21主導(dǎo)極點(diǎn)的特點(diǎn)是（ D）A. 距離實(shí)軸很遠(yuǎn)B. 距離實(shí)軸很近C. 距離虛軸很遠(yuǎn)D. 距離虛軸很近22余弦函數(shù)cost的拉氏變換是（ C）A.C.1sss22B.D.s221s2223設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)= 1 ，則其頻率特性幅值M( )=s（ C ）A.KB.C.1D.K21224. 比 例 環(huán) 節(jié) 的 頻 率 特 性 相 位 移 ( )=( C )°°°°25.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的(

22、C)來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)判別準(zhǔn)則。A. 開環(huán)幅值頻率特性C. 開環(huán)幅相頻率特性26.系統(tǒng)( C )B.D.的傳開環(huán)相角頻率特性閉環(huán)幅相頻率特性遞 函數(shù)A. 與輸入信號(hào)有關(guān)B. 與輸出信號(hào)有關(guān)C. 完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定D. 既由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，也與輸入信號(hào)有關(guān)27.一階系統(tǒng)的階躍響( D )A.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T 較大時(shí)有振蕩B. 當(dāng)時(shí)間常數(shù)應(yīng) ， T 較小時(shí)有振蕩C.有振蕩D. 無振蕩28. 二階振蕩環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性相位移( ) 在 ( D ) 之間。°和 90° °和 90° °和 180° °和 180&#

23、176;29. 某二階系統(tǒng)阻尼比為，則系統(tǒng)階躍響應(yīng)為( C )A. 發(fā)散振蕩C. 衰減振蕩二設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)如圖B.D.1所示，單調(diào)衰減等幅振蕩k1=1000N/m,k2=2000N/m,D=10N/(m/s) ，當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號(hào) xi (t ) 5sin t 的作用時(shí)， 試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出 xo (t) 。 (15 分 )解：X o sk1 Ds0.01sX i sk1 k2 Dsk1k 20.015s1然后通過頻率特性求出xo t 0.025sin t 89.14三一個(gè)未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反饋閉環(huán)。經(jīng)過測(cè)試，得知閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖2 所示。 (10 分)問： (1)系統(tǒng)的

24、開環(huán)低頻增益K 是多少 (5 分 )(2) 如果用主導(dǎo)極點(diǎn)的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng)，試寫出其近似閉環(huán)傳遞函數(shù)； (5 分 )解：（ 1）K 07，K0 71K08(2)X o s7X i s0.025s8四已知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖3 所示。 (10 分)1. 寫出開環(huán)傳遞函數(shù) G(s) 的表達(dá)式； (5 分)2. 概略繪制系統(tǒng)的 Nyquist 圖。 (5 分)1 G(s)K100sss( s 0.01)(s 100)s(1)(1)0.011002 五已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4 所示 ,試求： (15 分 )1. 繪制系統(tǒng)的信號(hào)流圖。 (5 分 )2. 求傳遞函數(shù)X o (s) 及 X

25、 o ( s) 。 (10 分 )X i (s)N (s)六系統(tǒng)如圖 5 所示， r (t )1(t ) 為單位階躍函數(shù)，試求：(10 分)1. 系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率n 。 (5 分 )2. 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量M 和調(diào)節(jié)時(shí)間 ts(5%)。(5 分)p142nS(S2)s(s 2 n )2 M pe 12100% 16.5%七如圖6 所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下ess 2.25 時(shí)， K 的數(shù)值。 (10 分 )由勞斯判據(jù)：第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得0 K54又有： ess 9 K可得： K44 K54八已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(s)2 ，試求系統(tǒng)的相s3位

26、裕量。(10 分 )解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)W (s)21W (s)s1| G( j c) |21 ，解得 c32c12n三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=22s2n sn ，試求最大超調(diào)量 =%、峰值時(shí)間tp= 秒時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n 的值。解： % e 12100% =% = t p=12n n=314.st p 120.21 0.62四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc (s)=222 ，試求最大超調(diào)ns2n sn量 =5%、調(diào)整時(shí)間 t s=2 秒 ( =時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和 n 的值。解： % e 12100% =5% = t s= 3 2n n= rad/s五、設(shè)

27、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gk ( s)25s(s6)求（ 1）系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 n；（ 2）系統(tǒng)的峰值時(shí)間t p、超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間 t S( =；25解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)GB ( s)s(s 6)25s22525s( s6)256s 251s(s6)與標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知2 wn 6， wn225故wn5，0.6又wd wn1251 0.624六、某系統(tǒng)如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率n，阻尼比，超調(diào)量，峰值時(shí)間t p ，調(diào)整時(shí)間t s ( =。解： 對(duì)于上圖所示系統(tǒng)，首先應(yīng)求出其傳遞函數(shù)，化成標(biāo)準(zhǔn)形式，然后可用公式求出各項(xiàng)特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。與標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)比，可知2 wn0

28、.08， wn20.04七、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1)試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益K；（ 2）試求輸入為r (t )13t 時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：（ 1）將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式可見， v 1，這是一個(gè)I 型系統(tǒng)開環(huán)增益 K 50；（ 2）討論輸入信號(hào)， r (t ) 13t ，即 A 1，B 3AB130 0.06 0.06根據(jù)表 3 4，誤差 essK V1501 K p八、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1)試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益K；（ 2）試求輸入為r (t )52t4t 2 時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：（ 1）將傳遞函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)形式可見，

29、v 2，這是一個(gè)II型系統(tǒng)開環(huán)增益 K 100；（ 2）討論輸入信號(hào)， r (t )52t4t 2 ，即 A 5， B 2, C=4根據(jù)表 3 4，誤差 essABC5240 0 0.04 0.04K pK VK a11001九、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：求： (1)試確定系統(tǒng)的型次v 和開環(huán)增益K；（ 2）試求輸入為r (t )25t2t 2 時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：（ 1）該傳遞函數(shù)已經(jīng)為標(biāo)準(zhǔn)形式可見， v0，這是一個(gè)0 型系統(tǒng)開環(huán)增益 K 20；（ 2）討論輸入信號(hào)， r (t ) 25t2t 2 ，即 A 2， B 5， C=2ABC2522根據(jù)表 3 4，誤差 essK

30、VKa 1 20 00211 K p十、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s4+2s3 +3s2+4s+5=0試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別， a4=1，a3=2，a2=3，a1=4，a0=5均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1， a3=6， a2=12，a1=10，a0=3 均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十二、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1，a3=5

31、，a2=2，a1=4，a0=3均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十三、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：（ 1）用勞斯 - 赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a3=2,a2=4,a1=6,a0=1均大于零，且有所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下， 試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益 K 30；有一個(gè)積分環(huán)節(jié)， 即 v 1；低頻漸近線通過 （ 1，20lg30 ）這點(diǎn)，斜率為 20dB/dec ；1有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為w150 ，斜率增加0.0220dB/dec 。系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L()/dB20lg30-20 d

32、B/dec0150-40 dB / dec十五、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K 100；有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v 1；低頻漸近線通過（1， 20lg100 ）這點(diǎn)，即通過（ 1， 40）這點(diǎn)斜率為 20dB/dec ；有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為w11， w21，101000.10.01斜率分別增加20dB/dec系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L()/dB40-20 dB / dec-40 dB / dec0110100-60 dB / dec十六、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K 1；無積分、微分環(huán)節(jié)，即 v

33、 0，低頻漸近線通過（ 1，20lg1 ）這點(diǎn)，即通過（ 1， 0）這點(diǎn)斜率為 0dB/dec ；有一個(gè)一階微分環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為w1110 ，斜率增加0.120dB/dec 。系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L()/dB20 dB / dec010十七、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。解：十八、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。H1解：一C(SR(SGG1212一H /GR(SHC(S一212H /GGG12R(S一H1/G 2一C(SGG21H2R(S一12C(SR(SGG1+ G HC(S12GG1+GH1+ G H+GH十九、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。R(SG123C(S一GG一H1解：R(SG1G23C(S一一GR(SG1G21G3C(S一H1+GHC(SR(SG1G2G3三、簡(jiǎn)答題 ( 共 16 分H)1H11+GH+GGH2，求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式。1.(4 分 ) 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為4ss232.(4 分 ) 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K，試問該系統(tǒng)為s(7s1)幾型系統(tǒng)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值為多少3.(4分 ) 已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如下，如果將阻尼比增大