機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集(精簡)2015年匯總

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》習(xí)題及解答第1章緒論第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第3章控制系統(tǒng)的時域分析第4章 控制系統(tǒng)的頻域分析第5章控制系統(tǒng)的性能分析第6章控制系統(tǒng)的綜合校正第7章模擬考試題型及分值分布機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答第1章緒論一、選擇填空題開環(huán)控制系統(tǒng)在其控制器和被控對象間只有（正向作用）。P2A.反饋?zhàn)饔?B.前饋?zhàn)饔?C.正向作用 D.反向作用閉環(huán)控制系統(tǒng)的主反饋取自（被控對象輸出端）。P3A.給定輸入端 B.干擾輸入端 C.控制器輸出端D.系統(tǒng)輸出端閉環(huán)系統(tǒng)在其控制器和被控對象之間有（反向作用）。P3A.反饋?zhàn)饔?B.前饋?zhàn)饔?C.正向作用 D.反向作用A.輸入量 B.輸出量C.反饋量 D.干擾量自動控制系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程是以偏差消除（偏差的過程）。P2-3A.偏差的過程 B.輸入量的過程 C.干擾量的過程 D.穩(wěn)態(tài)量的過程一般情況下開環(huán)控制系統(tǒng)是（穩(wěn)定系統(tǒng)）。P2A.不穩(wěn)定系統(tǒng) B.穩(wěn)定系統(tǒng) C.時域系統(tǒng) D.頻域系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)除具有開環(huán)控制系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)外，還必須有 （B）。p5A.給定環(huán)節(jié) B.比較環(huán)節(jié) C.放大環(huán)節(jié) D.執(zhí)行環(huán)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)必須通過（C）。p3A.輸入量前饋參與控制 B.干擾量前饋參與控制C.輸出量反饋到輸入端參與控制 D.輸出量局部反饋參與控制隨動系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號能跟隨（C的變化）。P6A.反饋信號 B.干擾信號 C.輸入信號 D.模擬信號若反饋信號與原系統(tǒng)輸入信號的方向相反則為（負(fù)反饋）。P3A.局部反饋B.主反饋C.正反饋 D.負(fù)反饋10．輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響的控制系統(tǒng)是（開環(huán)控制系統(tǒng)） 。P2A.開環(huán)控制系統(tǒng) B.閉環(huán)控制系統(tǒng) C.反饋控制系統(tǒng) D.非線性控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中一般具有（ B）。p5A..給定元件 B.檢測元件 C.放大元件 D.執(zhí)行元件控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)的〔B〕p8A.快速性 B.準(zhǔn)確性 C.穩(wěn)定性D.動態(tài)性輸出量對系統(tǒng)的控制作用有直接影響的系統(tǒng)是（ B）p3

A.開環(huán)控制系統(tǒng) B.閉環(huán)控制系統(tǒng) C.線性控制系統(tǒng) D.非線性控制系統(tǒng)通過動態(tài)調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)定后，被控量與期望值一致的控制系統(tǒng)為(無差系統(tǒng))。p6A.有差系統(tǒng) B.無差系統(tǒng) C.連續(xù)系統(tǒng) D.離散系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程是以偏差消除 (A)。P5-6A.偏差的過程 B.輸入量的過程 C.干擾量的過程D.穩(wěn)態(tài)量的過程閉環(huán)控制系統(tǒng)除具有開環(huán)控制系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)外，還必須有 (B)。P4-5A.給定環(huán)節(jié)B.比較環(huán)節(jié) C.放大環(huán)節(jié) D.執(zhí)行環(huán)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)必須通過 (C)。P3-4A.輸入量前饋參與控制B.干擾量前饋參與控制C.輸出量反饋到輸入端參與控制C.輸出量反饋到輸入端參與控制D.輸出量局部反饋參與控制輸出信號對控制作用有影響的系統(tǒng)為 (B)。p3A.開環(huán)系統(tǒng) B.閉環(huán)系統(tǒng) C.局部反饋系統(tǒng) D.穩(wěn)定系統(tǒng)19.把系統(tǒng)擾動作用后又重新平衡的偏差稱為系統(tǒng)的A.靜態(tài)誤差B.19.把系統(tǒng)擾動作用后又重新平衡的偏差稱為系統(tǒng)的A.靜態(tài)誤差B.穩(wěn)態(tài)誤差C.動態(tài)誤差(B)。p8D.累計(jì)誤差20.干擾作用下，偏離原來平衡狀態(tài)的穩(wěn)定系統(tǒng)在干擾作用消失后 (B)。P7A.將發(fā)散離開原來的平衡狀態(tài)A.將發(fā)散離開原來的平衡狀態(tài)C.將在原平衡狀態(tài)處等幅振蕩無差系統(tǒng)是指 (B)。P6干擾誤差為零的系統(tǒng)C.動態(tài)誤差為零的系統(tǒng)將衰減收斂回原來的平衡狀態(tài)D.將在偏離平衡狀態(tài)處永遠(yuǎn)振蕩B.穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)D.累計(jì)誤差為零的系統(tǒng)把系統(tǒng)從一個穩(wěn)態(tài)過渡到新的穩(wěn)態(tài)的偏差稱為系統(tǒng)的 (B)p8A.靜態(tài)誤差 B.穩(wěn)態(tài)誤差 C.動態(tài)誤差 D.累計(jì)誤差以同等精度元件組成的開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)其精度比較為( B)p2-4A.開環(huán)高B.閉環(huán)高C.相差不多D.一樣高隨動系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號能跟隨( C)p6A.反饋信號的變化 B.干擾信號的變化 C.輸入信號的變化 D.模擬信號的變化對于抗干擾能力強(qiáng)系統(tǒng)有( B)p3-4A.開環(huán)系統(tǒng) B.閉環(huán)系統(tǒng) C.線性系統(tǒng) D.非線性系統(tǒng)對于一般控制系統(tǒng)來說(A)p2A.開環(huán)不振蕩 B.閉環(huán)不振蕩 C.開環(huán)一定振蕩 D.閉環(huán)一定振蕩輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響的控制系統(tǒng)是(A)p2A.開環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng) C.反饋控制系統(tǒng) D.非線性控制系統(tǒng)二、填空題.任何閉環(huán)系統(tǒng)都存在信息的傳遞與反饋，并可利用（反饋進(jìn)行控制）。P3.對控制系統(tǒng)性能的基本性能要求是（穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速）。P7.控制系統(tǒng)校正元件的作用是（改善系統(tǒng)性能） 。P5.開環(huán)控制系統(tǒng)比閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度（ 差或低 ）。P2-3.恒值控制系統(tǒng)的輸出量以一定的精度保持（希望值）。P6.通過動態(tài)調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)定后，被控量與期望值一致的控制系統(tǒng)為（無差系統(tǒng)）p6.干擾作用下，偏離原來平衡狀態(tài)的穩(wěn)定系統(tǒng)在干擾作用消失后將（重新恢復(fù)到）原來的平衡狀態(tài)。無差系統(tǒng)是指（穩(wěn)態(tài)誤差）為零的系統(tǒng)。P6.負(fù)反饋系統(tǒng)通過修正偏差量使系統(tǒng)趨向于（給定值）。P3（6.16）三、名詞解釋題.自動控制：沒有人直接參與的情況下，使生產(chǎn)過程或被控對象的某些物理量準(zhǔn)確地按照預(yù)期規(guī)律變化的控制調(diào)節(jié)過程。P1.開環(huán)控制系統(tǒng)：在控制器和被控對象間只有正向控制作用的系統(tǒng)。P2.閉環(huán)控制系統(tǒng)：輸出端和輸入端之間有反饋回路，輸出量對系統(tǒng)直接參與控制作用的系統(tǒng)。P3.穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指擾動消失后，控制系統(tǒng)由初始偏差回復(fù)到原平衡狀態(tài)的性能。P7.快速性：是指在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，消除系統(tǒng)輸出量與給定輸入量之間偏差的快慢程度。P7.準(zhǔn)確性：是指系統(tǒng)響應(yīng)的動態(tài)過程結(jié)束后，被控量與希望值之間的誤差值，誤差值越小準(zhǔn)確性越高。P8四、簡答題簡述開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：）輸出端和輸入端之間無反饋回路； 2）無自糾正偏差的能力，控制精度低； 3）結(jié)構(gòu)簡單，成本低；4）一般是穩(wěn)定的，工作可靠。P2.簡答閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）輸出端和輸入端之間有反饋回路； 2）有自糾正偏差的能力，控制精度高； 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。P3.簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制原理：1）檢測輸出量的實(shí)際值； 2）將實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比較得出偏差值； 3）用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差。P3-4.簡述對控制系統(tǒng)的基本要求：1）穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指擾動消失后，控制系統(tǒng)由初始偏差回復(fù)到原平衡狀態(tài)的性能；2）準(zhǔn)確性：被控量與希望值之間的穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差值越小準(zhǔn)確性越高； 3）快速性：消除系統(tǒng)輸出量與給定輸入量之間偏差的快慢程度。P7-85.簡答反饋控制系統(tǒng)的組成：答：反饋控制系統(tǒng)主要包括給定元件、反饋元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件及校正元件等。P4第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一、選擇填空題.線性定常系統(tǒng)對某輸入信號導(dǎo)數(shù)（積分）的時域響應(yīng)等于（B）。P10A.該輸入信號時域響應(yīng)的積分（導(dǎo)數(shù)）B.該輸入信號時域響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)（積分）C.該輸入信號頻率響應(yīng)的積分（導(dǎo)數(shù)） D.該輸入信號頻率響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)（積分）機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答.若系統(tǒng)中的齒輪或絲杠螺母傳動存在間隙，則該系統(tǒng)的換向工作狀態(tài)為（A）。P11A.本質(zhì)非線性狀態(tài) B.非本質(zhì)非線性狀態(tài) C.本質(zhì)線性狀態(tài) D.非本質(zhì)線性狀態(tài).描述系統(tǒng)零輸入狀態(tài)的齊次微分方程的根是系統(tǒng)的（A）。P12、17A.閉環(huán)極點(diǎn)B.開環(huán)極點(diǎn) C.開環(huán)零點(diǎn) D.閉環(huán)零點(diǎn).線性定常系統(tǒng)輸入信號導(dǎo)數(shù)的時間響應(yīng)等于該輸入信號時間響應(yīng)的（D）A.傅氏變換 B.拉氏變換 C.積分 D.導(dǎo)數(shù).微分方程的通解是描述系統(tǒng)固有特性的（B） 。P12、15A.強(qiáng)迫運(yùn)動解 B.自由運(yùn)動解C.全響應(yīng) D.穩(wěn)態(tài)響應(yīng).傳遞函數(shù)G（s）的零點(diǎn)是（A）。P17A.G（s）=0的解B.G（s尸剃解C.G（s）＞0的不等式解 D.G（s）v0的不等式解.線性定常系統(tǒng)輸入信號積分的時間響應(yīng)等于該輸入信號時間響應(yīng)的 （C）A.傅氏變換 B.拉氏變換 C.積分 D.導(dǎo)數(shù).傳遞函數(shù)的分母反映系統(tǒng)本身（ C）。P17A.振蕩特性B.阻尼特性 C.與外界無關(guān)的固有特性 D.與外界之間的關(guān)系.系統(tǒng)的特征方程是（ C）。P28A.1+（閉環(huán)傳遞函數(shù)）=0 B.1+（反饋傳遞函數(shù)）=0C.1+（開環(huán)傳遞函數(shù)）=0 D.1+（前向傳遞函數(shù)）=0.實(shí)際的物理系統(tǒng)G（s）的零點(diǎn)映射到G（s）復(fù)平面上為（A）。p17A.坐標(biāo)原點(diǎn) B.極點(diǎn) C.零點(diǎn) D.無窮遠(yuǎn)點(diǎn).同一個控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程和開環(huán)傳遞函數(shù)（ A）。P29A.是唯一的，且與輸入或輸出無關(guān) B.是相同的，且與輸入或輸出無關(guān)C.是唯一的，且與輸入和輸出有關(guān) D.是相同的，且與輸入和輸出有關(guān)TOC\o"1-5"\h\z.求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是（C） 。p16A.穩(wěn)定條件 B.穩(wěn)態(tài)條件 C.零初始條件 D.瞬態(tài)條件.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）,則單位反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)為（A）p27-28△G⑸RG（s）H（s） G（s） H⑸A. B. C. D.G（s）1G（s）H（s）1G（s）H（s） 1G（s）H（s）.微分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)（A） p20A.輸出提前B.輸出滯后 C.輸出大于輸入 D.輸出小于輸入.閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是（C） p27A.輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比B.輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比C.輸出信號的拉氏變換與誤差信號的拉氏變換之比D.誤差信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的（A） p17A.數(shù)學(xué)模型 B.被控對象 C.被控參量 D.結(jié)構(gòu)參數(shù).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)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)與 （C）p27-28A.反饋傳遞函數(shù)相同 B.閉環(huán)傳遞函數(shù)相同C.開環(huán)傳遞函數(shù)相同 D.誤差傳遞函數(shù)相同TOC\o"1-5"\h\z.可以用疊加原理的系統(tǒng)是（D） p10A.開環(huán)控制系統(tǒng) B.閉環(huán)控制系統(tǒng) C.離散控制系統(tǒng) D.線性控制系統(tǒng).對于一個確定的系統(tǒng)，它的輸入輸出傳遞函數(shù)是（A） p17A.唯一的 B.不唯一的C.決定于輸入信號的形式 D.決定于具體的分析方法.微分環(huán)節(jié)是高通濾波器，將使系統(tǒng)（A） p21A.增大干擾誤差 B.減小干擾誤差 C.增大階躍輸入誤差 D.減小階躍輸入誤差.控制框圖的等效變換原則是變換前后的（ B）p30（1.2）A.輸入量和反饋量保持不變 B.輸入量和輸出量保持不 變C.輸入量和干擾量保持不變 D.輸出量和反饋量保持不變.線性控制系統(tǒng)（B） p10A.一定是穩(wěn)定系統(tǒng) B.是滿足疊加原理的系統(tǒng)C.是穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng) D.是不滿足疊加原理的系統(tǒng).同一系統(tǒng)由于研究目的的不同，可有不同的（B） p17A.穩(wěn)定性 B.傳遞函數(shù) C.諧波函數(shù) D.脈沖函數(shù).非線性系統(tǒng)的最主要特性是（B） p11-12A.能應(yīng)用疊加原理 B.不能應(yīng)用疊加原理 C.能線性化 D.不能線性化.理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于（B） p19A.反饋量的微分 B.輸入量的微分 C.反饋量D.輸入量.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的（A） p17A.傳遞函數(shù)B.反函數(shù) C.正弦函數(shù) D.余弦函數(shù).比例環(huán)節(jié)能立即地響應(yīng)（B） p18A.輸出量的變化 B.輸入量的變化 C.誤差量的變化D.反饋量的變化.滿足疊加原理的系統(tǒng)是（C） p10A.定常系統(tǒng)B.非定常系統(tǒng) C.線性系統(tǒng) D.非線性系統(tǒng).彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運(yùn)動構(gòu)件的（B） p13A.相對位移成正比 B.相對速度成正比機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答C.相對加速度成正比.傳遞函數(shù)的量綱是C.相對加速度成正比.傳遞函數(shù)的量綱是（B） p16-17A.取決于輸入與反饋信號的量綱C.取決于干擾與給定輸入信號的量綱.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（C）A.—1— B.- C.sTs s32.一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（D）A.—— B.- C.s1Ts s.實(shí)際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次（C）A.小于分子階次C.大于等于分子階次.若積分環(huán)節(jié)時間常數(shù)為p21A.T B.1/T.傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)（A）A.自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)D.相對作用力成正比B.取決于輸出與輸入信號的量綱D.取決于系統(tǒng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)配置p19D.1+Tsp23D.1+Tsp17B.等于分子階次D.大于或小于分子階次T,則輸出量隨時間的增長而不斷地增加，增長斜率為（B）C.1+1/T D.1/T2p16-17B.輸入信號有關(guān) C.輸出信號有關(guān) D.干擾信號有關(guān).閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是（C）p27A.輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比B.輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比C.反饋信號的拉氏變換與誤差信號的拉氏變換之比D.誤差信號的拉氏變換與反饋信號的拉氏變換之比.實(shí)際物理系統(tǒng)微分方程中輸入輸出及其各階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性的（A）p12A.結(jié)構(gòu)參數(shù)組成 B.輸入?yún)?shù)組成 C.干擾參數(shù)組成 D.輸出參數(shù)組成.實(shí)際物理系統(tǒng)的微分方程中輸入輸出及其各階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性（A）p12A.特征參數(shù)組成 B.輸入?yún)?shù)組成 C.干擾參數(shù)組成D.輸出參數(shù)組成.傳遞函數(shù)代表了系統(tǒng)的固有特性，只與系統(tǒng)本身的（D）p16-17A.實(shí)際輸入量B.實(shí)際輸出量 C.期望輸出量 D.內(nèi)部結(jié)構(gòu)，參數(shù).慣性環(huán)節(jié)不能立即復(fù)現(xiàn)（ B）p22-23A.反饋信號 B.輸入信號 C.輸出信號 D.偏差信號.衡量慣性環(huán)節(jié)慣性大小的參數(shù)是（C）p22機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答A.固有頻率 B.阻尼比 C.時間常數(shù)D.增益系數(shù).微分環(huán)節(jié)可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性并能（C）p19-21A.增加其固有頻率 B.減小其固有頻率 C.增加其阻尼 D.減小其阻尼.慣性環(huán)節(jié)含有貯能元件數(shù)為（B）p22A.2 B.1 C.0 D.不確定.積分器的作用是直到輸入信號消失為止，其輸出量將（A）p21A.直線上升 B.垂直上升 C.指數(shù)線上升 D.保持水平線不變.系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系為xo xo xo cosxi，則該系統(tǒng)為（B）p11-12A.線性系統(tǒng) B.非線性系統(tǒng) C.線性時變系統(tǒng) D.線性定常系統(tǒng).開環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（A）p16A.輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比B.輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比C.反饋信號的拉氏變換與誤差信號的拉氏變換之比D.誤差信號的拉氏變換與反饋信號的拉氏變換之比47.積分調(diào)節(jié)器的輸出量取決于（ B）p21A.干擾量對時間的積累過程C.A.干擾量對時間的積累過程C.反饋量對時間的積累過程48.積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為A.1 B.1/TD.誤差量對時間的積累過程T,其脈沖響應(yīng)為（B）p21C.TD.1＋1/T49.實(shí)際的物理系統(tǒng)G（s）的極點(diǎn)映射到G（s）復(fù)平面上為（D）。p17A.坐標(biāo)原點(diǎn) B.極點(diǎn) C.零點(diǎn) D.無窮遠(yuǎn)點(diǎn)、填空題1.系統(tǒng)的齊次微分方程描述系統(tǒng)在零輸入下的（自由運(yùn)動狀態(tài)或模態(tài)）。P12本質(zhì)非線性系統(tǒng)在工作點(diǎn)附近存在（不連續(xù)直線、跳躍、折線以及非單值關(guān)系）等嚴(yán)重非線性性質(zhì)情況。P12若輸入已經(jīng)給定，則系統(tǒng)的輸出完全取決于（傳遞函數(shù)）。P17實(shí)際系統(tǒng)具有慣性且系統(tǒng)能源有限，系統(tǒng)輸出不會超前于輸入，故傳遞函數(shù)分母 s的階數(shù)n必須（大于等于）分母 s的階數(shù)m。p17同一閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和（閉環(huán)特征方程）是唯一的。P29同一閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項(xiàng)式和開環(huán)特征多項(xiàng)式具有（相同）的階次。P29同一閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的（零點(diǎn)），單不存在（公共極點(diǎn)）。P29積分環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是它的輸出量為輸入量對（時間）的積累。P21滿足疊加原理的系統(tǒng)是（線性）系統(tǒng)。P10TOC\o"1-5"\h\z不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的（數(shù)學(xué)模型） 。P17閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是輸出信號的拉氏變換與（偏差信號）的拉氏變換之比。 P27理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于（輸入量）的微分。 P19求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是（零初始條件） 。P16微分環(huán)節(jié)是高通濾波器，將增大系統(tǒng)（干擾誤差） 。P21控制框圖的等效變換原則是變換前后的（輸入量和輸出量）保持不變。 P30積分環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是它的輸出量為輸入量對（時間）的積累。 P21實(shí)際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次（大于等于）分子階次。實(shí)際的物理系統(tǒng) G（s）的極點(diǎn)映射到G（s）復(fù)平面上為（無窮遠(yuǎn)點(diǎn)）。P17理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（ Ts）。P19比例環(huán)節(jié)能立即地響應(yīng)（輸入量）的變化。 P18積分環(huán)節(jié)輸出量隨時間的增長而不斷地增加，增長斜率為（時間常數(shù)的倒數(shù)） 。P21三、名詞解釋題.本質(zhì)非線性系統(tǒng)：系統(tǒng)在工作點(diǎn)附近存在不連續(xù)直線、跳躍、折線以及非單值關(guān)系等嚴(yán)重非線性性質(zhì)的系統(tǒng)。P12.系統(tǒng)微分方程的通解：系統(tǒng)由于初始條件引起的瞬態(tài)響應(yīng)過程。P12、15.開環(huán)傳遞函數(shù)：指閉環(huán)系統(tǒng)中前向通道傳遞函數(shù)與反饋傳遞函數(shù)之積。P27.傳遞函數(shù)：線性定常系統(tǒng)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。P16.系統(tǒng)微分方程的特解：系統(tǒng)由輸入引起的強(qiáng)迫響應(yīng)。P12、15.比例環(huán)節(jié)：輸出量能立即成比例地復(fù)現(xiàn)輸入量的環(huán)節(jié)。P18.微分環(huán)節(jié)：輸出量與輸入量的微分成比例的環(huán)節(jié)。P19TOC\o"1-5"\h\z.積分環(huán)節(jié)：輸出量正比于輸入量的積分的環(huán)節(jié)。 P21.延時環(huán)節(jié)：輸出量滯后輸入量但不失真的環(huán)節(jié)。 P25.慣性環(huán)節(jié)：輸出量 x0和輸入量 xi的動力學(xué)關(guān)系為一階微分方程 Tx&o x0 Kxi形式的環(huán)節(jié)。P22.振動環(huán)節(jié)：輸出量 Xo和輸入量Xi的動力學(xué)關(guān)系為二階微分方程 T2&&2T&X0 KXi形式的環(huán)節(jié)。P23四、簡答題.簡答線性定常系統(tǒng)的2個重要特性。P10機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答答：1）滿足疊加原理；2）線性定常系統(tǒng)對某輸入信號導(dǎo)數(shù)（積分）的時域響應(yīng)等于該輸入信號時域響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)（積分）。.簡答常見的幾種非線性特性。 P10、11答：1）傳動間隙非線性；2）死區(qū)非線性；3）摩擦力非線性；4）飽和非線性；5）平方律非線性。.若輸入為電流、輸出為電壓，分別寫出如圖所示電阻、電容及電感的復(fù)數(shù)阻抗（傳遞函數(shù)）。坦田電亞答：1）電阻電容O-o-■iL4.若力為輸入、位移為輸出時,2）粘性阻尼:3）質(zhì)量：Fm2)電容H式t)=-3）電感Zr（5）=心⑺=L-■—L 由UL(s)=乙(砂=器2=口4(0寫出如圖所示機(jī)械系統(tǒng)的彈簧、粘性阻尼以及質(zhì)量的傳Fk(s)kX(s)Fcc& Fc(s)csX(s)m&&Fm(s)ms2X(s)X(s)Fk(s)X(s)Fc(s)X(s)Fm(s)1—?cs12ms3131圖b）所示系統(tǒng)函5.已知控制系統(tǒng)如圖 a）所示，利用系統(tǒng)匡圖等效變換原則確定題數(shù)方框中的內(nèi)容A、B。p30-31答：根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原則，由圖 a)得XJs) 1-^(-)G1(s)G2(s)G2(s)( G1(s)1)A(BG1(s)1)Xi(s) G2(s)由此可知，AG2(s)6.已知控制系統(tǒng)如圖a)所示，利用系統(tǒng)匡圖等效變換原則確定圖 b)所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容A.B。p30-31(b)(a)圖答：根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原則，由圖 a)及圖b)得Xo(s)G(s) 1G(s)G2(s)Xi(s) 1G1(s)G2(s)G2(s)1G1(s)G2(s)BG1(s)1BG1(s) 1由此可知，A G2(s)BG2(s)7.簡述同一閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)與開環(huán)傳遞函數(shù)之間的特性關(guān)系。 P29答：1)閉環(huán)特征方程為開環(huán)傳遞函數(shù)有理分式的分母多項(xiàng)式與分子多項(xiàng)式之和;2)閉環(huán)特征多項(xiàng)式和開環(huán)特征多項(xiàng)式具有相同的階次；3)閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的零點(diǎn)，但不存在公共極點(diǎn)。8.說明同一閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的零點(diǎn)。答：設(shè)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為： G(s)B(s),反饋傳遞函數(shù)為:A(s)P27-29系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:Gk(s)G(s)H(s)B(S)H(S)A(s)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:

(s) B^A(s)B(s)H(s)B(s)0,方程的根即答：典型環(huán)節(jié)包括的基本類型有：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、振湯環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)等。10.寫出線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的三種數(shù)學(xué)表達(dá)模型。P16-171)傳遞函數(shù)的基本模型:G(s)Xo(s) bmsB(s)0,方程的根即答：典型環(huán)節(jié)包括的基本類型有：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、振湯環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)等。10.寫出線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的三種數(shù)學(xué)表達(dá)模型。P16-171)傳遞函數(shù)的基本模型:G(s)Xo(s) bmsmm1bm1sbis b0Xi(s) ansnann11saisao(nm)分別令開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù)的分子為零可得同一方程:為傳遞函數(shù)的零點(diǎn)，故閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的零點(diǎn)。9.簡答典型環(huán)節(jié)的基本類型。 P18-252)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)增益模型G(s)2kXi(s)(sZi)(sZ2)(sPi)(sPG(s)2kXi(s)(sZi)(sZ2)(sPi)(sP2)式中，K——控制系統(tǒng)的增益；Zi(i1,2,,m)——控制系統(tǒng)的零點(diǎn);(sZm)(sPn)Pj(jm(sZi)i1n(sPj)j11,2,(nm),n)控制系統(tǒng)的極點(diǎn)。3)傳遞函數(shù)的時間常數(shù)模型Xo(s)G(s)XiXo(s)G(s)Xi(s)(Tksk1

gq1)i1

h22(Tis2is1)22—(Tis1) (T；s2 2j/s1)(p2q式中，K(p2q式中，K——控制系統(tǒng)的增益；m,vg2hTi，Tj，Tp，Tqj1n,nm)—為控制系統(tǒng)的各種時間常數(shù)。11.簡述控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式。11.簡述控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式。P26-281)環(huán)節(jié)的串聯(lián)聯(lián)接方式由n個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的系統(tǒng)，則其系統(tǒng)傳遞函數(shù)為各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之積，即nG(s)Gi(s)

i12)環(huán)節(jié)的并聯(lián)聯(lián)接方式由n個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的系統(tǒng)，則其系統(tǒng)傳遞函數(shù)為各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之和，即nG(s) Gi(s)13)環(huán)節(jié)的反饋聯(lián)接若系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為 G(s);反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s),則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

(s)日G(s)P18-251G(s)P18-25122T2s22Ts+1答：比仞^環(huán)節(jié)G(s)K、微分環(huán)節(jié)G(s)Ts、振蕩環(huán)節(jié)Tse. .. 1 1 Tse積分環(huán)節(jié)G(s)一、慣性環(huán)節(jié)G(s)——、延時環(huán)節(jié)G(s)Ts Ts+1.簡述傳遞函數(shù)的特點(diǎn)。P171)是以系統(tǒng)參數(shù)表示線性定常系統(tǒng)輸出量與輸入量之間關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式;2)若系統(tǒng)的輸入給定，則系統(tǒng)的輸出完全取決于傳遞函數(shù)；3)實(shí)際的物理系統(tǒng)其傳遞函數(shù)的分母階次一定大于或等于分子的階次；4)傳遞函數(shù)的量綱取決于系統(tǒng)的輸入與輸出；5)傳遞函數(shù)不能描述系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。.簡述微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的控制作用。 P19-21(5.32)答：1)使輸出提前，改善系統(tǒng)的快速性； 2)增加系統(tǒng)阻尼，減小系統(tǒng)超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3)強(qiáng)化系統(tǒng)噪聲干擾作用，提高噪聲靈敏度，增大因干擾引起的誤差。.簡述基于分支點(diǎn)和求和點(diǎn)移動的傳遞函數(shù)方框圖模型的等效變換原理。答：1)分支點(diǎn)移動：分支點(diǎn)逆(信號)流移動，則在各分支支路上乘以所跨過的傳遞函數(shù)；分支點(diǎn)順流移動，則在各分支支路上除以所跨過的傳遞函數(shù)。2)求和點(diǎn)移動：求和點(diǎn)逆流移動，則在各輸入支路上除以所跨過的傳遞函數(shù)；求和點(diǎn)順流移動，則在各輸入支路上乘以所跨過的傳遞函數(shù)。3)分支點(diǎn)和求和點(diǎn)不能互跨移動。五、計(jì)算應(yīng)用題. P12-18解：對m進(jìn)行受力分析由牛頓第二定律得m&(t)F(t)(k1k2)x(t)整理得系統(tǒng)的微分方程為： mX&t)(匕k2)x(t) F(t)傳遞函數(shù)為

X⑸ 1F(s)ms2k1k2.已知圖中，ki、k2為彈簧剛度，c為阻尼器阻尼系數(shù)，xi為輸入量，xo為輸出量，求圖中所示彈簧阻尼系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。 P16-18進(jìn)行受力分析，可寫出如下微分,dxo

ki(xixo)f(o0)k2(xo0)dt可得：Xo(s) kiXi(s) fs(kik2).圖所示為電感L、電阻R與電容C的串、并聯(lián)電路，Ui為輸入電壓，uo為輸出電壓。求此系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。P16-18RLC電路RLC電路解:根據(jù)克希荷夫定律，有：U解:根據(jù)克希荷夫定律，有：Ui(t) L&&Uo(t)1Uo(t)iR(t)R石ic(t)dt八⑴iR(t)ic(t)拉氏變換后，將后兩式代入第一式，整理得：-2 LLCsUo(s)—sUo(s)Uo(s)R故傳遞函數(shù)為：Ui(s)G(s)Uo(s)G(s)Uo(s)

Ui(s)12LLCs2-s1R2

ns2ns式中，n.系統(tǒng)如圖所示，k為彈簧剛度，c為阻尼器阻尼系數(shù)，為為系統(tǒng)的輸入信號,統(tǒng)的輸出信號X。為系解：對系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定理得:k(xxo)cX&mX&故系統(tǒng)的微分方程為：m&&cX&kx式中，n.系統(tǒng)如圖所示，k為彈簧剛度，c為阻尼器阻尼系數(shù)，為為系統(tǒng)的輸入信號,統(tǒng)的輸出信號X。為系解：對系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定理得:k(xxo)cX&mX&故系統(tǒng)的微分方程為：m&&cX&kxo kxi對方程兩邊取拉氏變換得2msXo(s)csXo(s)kXo(s)kXi(s)由傳遞函數(shù)定義得G(s)Xo(s)Xi(s)k“2rmscsk.無源R—C—L網(wǎng)絡(luò)如題38圖所示，其中5為輸入電壓，u。為輸出電壓，i為電流,R為電阻，C為電容，L為電感，求其傳遞函數(shù)。 P16-18,p23-24題38題38圖網(wǎng)絡(luò)的方程為di 1uiLiRidtdt C1muo—idtC進(jìn)行拉氏變換后得1Ui(s)LsI(s)RI(s)I(s)Cs1

Uo(s)-I(s)

Cs消去中間變量I(s)得傳遞函數(shù)為6.G(s)Uo(s)UT(^)1-Z~2 ~~LCsRCs1試寫出系統(tǒng)的雌甘方程.并求取傳詡函故.P12-18解系統(tǒng)1的微分方程為J嚇⑴+(/-F/;)xo+ky(t}=F(t)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)2的微分方程為『⑸_傳遞函數(shù)為系統(tǒng)2的微分方程為F⑶w?+d+^)$+k那y(f)+W+/i)MO+如⑴="⑴+砥。傳遞函數(shù)為-5) #+￡工㈤nts-+(fx+f2)s+kxo為輸出量，求圖7.已知圖中，k1、k2為彈簧剛度，c為阻尼器阻尼系數(shù)，xxo為輸出量，求圖中所示彈簧阻尼系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 P16-18解：設(shè)中間變量為x,則k[(Xix)dxdxof(——

dtk?x。對上述二式取拉氏變換得:ki(Xi(s)X(s))cs(X(s)Xo(s))cs(X(s)Xo(s))kzXo(s)消去中間變量X(s)得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：Xo(s) k1csXi(s) (k1k2)csk1k28.電路系統(tǒng)如圖所示，建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 P16-18口的(c) (d)(e) (f)口的(c) (d)(e) (f)解：(a)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼?1)i3i1i2(1)1uiR1i2——i3dtC2(2)1一i1dtR1i2R2i1(2)C11

Uo%—i3dtC2將(1)式代入(2)式并在零初始條件下取拉氏變換得：Ui(s) Ril2(s)C2s[Ii(s)"s)]iCisIi(s)Ril2(s) R2"s)(3)1

Uo(s)Ii(s)R2—[Ii(s)I2(s)]

C2s由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：Ui(s)Uo(s)CisIi(s)(4)(3)式的第2式得L(s)Ii(s)(i R2Cs)RC1sRiCGs2Ii(s),將其代入(3)式的第3式得:2RiR2CiC2s(R)CiR2G)siUo(s)(5)(5)式代入(Uo(s)Ui(s)4)式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：RR2CQ2S2(RGRG)s1 一2一一一—一一、 ?RR2cle2s(R1C1R2clRC2)s1(6)R=R2=R、G=C2=C時，Uo(s)Ui(s)(b)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ? 22R2C2s22RCsiR2C2s23RCsii3iii2(i)CiUiR2I3Ciii2dti2dt Riii ——i1dtC21(2)Uoi3R2—iidtC2將(1)式代入(2)式并在零初始條件下取拉氏變換得：1Ui⑸R2(I1⑸I2⑼葭2⑸1C1s1C1sl2（S）1,，、RJi(s) "s)C2s(3)1Uo⑸ (I1(s)I2⑸)R2CsI1(S)由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到:(4)Ui(s)Uo(s) R"s)(4)由（3）式的第2式得I2（s）（C—RCQ2-I1（s）,將其代入（3）式的第3式得:C2l1(S)2R1R2cle2l1(S)2R1R2cle2s(R2clR2c2)s1Uo(s)(5)將(5)式代入(4)式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：Uo(s) RRC1C2s2(R2c2RG)s1ui(s) R1R2e1e2s2(R2c2r2GRe2)s1當(dāng)R1=R2=R、c1=c2=c時，則Uo(s)R2c2s22Rcs12 22Ui(s)R2c2s23Rcs1(c)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼?6)i3i1i2

di2 1Ui L1^fc-i3dtdt C21 di2 di1i1dt L1— L2—1\o"CurrentDocument"C1 dt 出\o"CurrentDocument"di1 1Uo L2 i3dtdt C2將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得:1Ui(s)Lsl2(s)—[I1(s)L(s)]C2s1 I1(s) L1sI2(s) L2sli(s) (3)C1s1Uo(s) LzsIKs)——["s)I2(s)]C2s由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到:1(4)Ui(s)Uo(s)Ii(s)(4)Cis由(3)式的第2式得L(s)Ii(S)2iC^s2

CiLis2LCGs3Ii(S),將其代入(3)式的第3式得:將(5)式代入(Uo由(3)式的第2式得L(s)Ii(S)2iC^s2

CiLis2LCGs3Ii(S),將其代入(3)式的第3式得:將(5)式代入(Uo(s)Ui(s)_ _ 4一 _ 2(CzLzCLs(CLCiLi)s i)4)式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：Uo(s)(5)4 2 .CzLzCiLis(C1L2C1L1)s1TT~~4一. ~Z 一?、~2?C2L2C1Lis(C1L2L1C2CiLi)s1(6)當(dāng)Li=L?=L、Ci=C2=C時,Uo(s)Ui(s)(d)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ鞢2L2s42CLs21C2L2s43CLs21i3iii2(1)Ui引31生LidtLi業(yè) RiidtL2di1dtUo i3&dt將(i)式代入(2)式并在零初始條件下取拉氏變換得：Ui(s) R2(Ii(s)I2(s))LisI2(s)L1sI2(s) RiIi(s)L2sli(s)Uo(s)(Ii(s)I2(s))R2LzsIi(s)由上式的第1式減去第3式,并將第2式代入其中得到:Ui(s)Uo(s)RiIi(s)由(3)式的第2式得I2(s)R, L2sLisI1(s),將其代入(3)式的第3式得:Ii(s)LiSUo(s)L2L1s2(R2L2R,Li)sR2Ri將(5)將(5)式代入(4)式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:2Uo(s) L1L2s R2(L1L2)sR1R2Uo(s) L1L2s R2(L1L2)sR1R2~~T- 7~； 2 7^77 ~~■ Ui(s) L1L2s (R2L1 R2L2 RL1)s R1R2(6)當(dāng)R1=R2=R、L1=L2=L時，Uo(s)Ui(s)(e)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ鞮2s22RLsR2L2s23RLsR2i3i1i2UiRi2L2di3dtdtRziiUoiiR2 L2di3dt將(1)式代入(2)式并在零初始條件下取拉氏變換得：Ui(s) Ril2(s)L2s(Ii(s) I2(s))R1I2(s) L1sI1(s)R2I1(s) (3)Uo(s) Ii(s)&L2s(Ii(s)I2(s))由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到:(4)Ui(s)Uo(s)L^s)(4)由(3)式的第2式得I2(s)L1SR2I由(3)式的第2式得I2(s)R1"s)RUo(s)L"s)RUo(s)L2L1s2(R2L2RL2)sR2R1(5)將(5)式代入(4)式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：2(6)Uo(s) L1L2sL2(RjR)sR1R2(6)~~~~2，—? ~ ~~'Ui(s) L1L2s(RL2R1L1RLz)sR1R2當(dāng)r=R2=RL〔=L2=L時，貝U22_2Uo(s)Ls2RLsR

Ui(s)L2s23RLsR2(f)由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼?1)i3i1i2

(1)uiL2dis

出i2dti2dtuoIdisL2dt將（1）式代入（2）uiL2dis

出i2dti2dtuoIdisL2dt將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：15（s）L2s［"s）Ms）］—L（s）C1s\o"CurrentDocument"1 1,,、——L（s）LsWs） I［（s）C1s C2s1Uo…"s)I2⑸CsI1⑸由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到:Ui(s)Uo(s)LNs)由（3）式的第2式得l2（s）C1 C1C2LR2C2l1（s）,將其代入（3）式的第3式得:l1(s)4C2L2C1LsC2s

(C2L2_ 2CDs1Uo⑸將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:(6)Uo(s) C2L2GLs4 (C2L2C1L2)s21(6)Ui(s)C2L2clL1s4(C2L2C1L2C2L1Ui(s)當(dāng)L1=L2=L、C1二C2=C時，貝UUo(s)C2L2s42CLs21Ui(s)C2L2s43CLs21

第3章控制系統(tǒng)的時域分析、選擇填空題1.高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)分量取決于（1.高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)分量取決于（A.系統(tǒng)實(shí)數(shù)極點(diǎn)B.系統(tǒng)虛數(shù)極點(diǎn)D）。P60-61C.復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部 D.控制輸入信號2.二階系統(tǒng)的固有頻率為 n,阻尼比為 ，其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 （C）。P54-554A.B.——A.n3.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)為（A）p45A.1etT B.tTTe*C」e；T D.TTe：TT4.系統(tǒng)的自由（固有）運(yùn)動屬性（A）p61A.取決于系統(tǒng)的極點(diǎn)C.取決于外部輸入信號B.取決于系統(tǒng)的零點(diǎn)D.取決于外部干擾信號.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的一階環(huán)節(jié)瞬態(tài)分量和取決于（A）。P60-61A.系統(tǒng)實(shí)數(shù)極點(diǎn) B.系統(tǒng)虛數(shù)極點(diǎn) C.復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部 D.控制輸入信號.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,其脈沖響應(yīng)為（C）。p46.1etT B.tTTetT C.）etT D.TTetTT.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的二階環(huán)節(jié)瞬態(tài)分量和取決于（C）。P60-61A.系統(tǒng)實(shí)數(shù)極點(diǎn) B.系統(tǒng)虛數(shù)極點(diǎn) C.復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部 D.控制輸入信號.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,其單位斜坡響應(yīng)為（B）p46-47.1etT B.tTTe'T C.工etT D.TTetTT.過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（ C）p52-53A.零B.常數(shù) C.單調(diào)上升曲線 D.等幅衰減曲線.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的各瞬態(tài)分量和為系統(tǒng)的（ D）。P60-61A.單位階躍響應(yīng) B.單位斜坡響應(yīng) C.單位正弦響應(yīng) D.自由運(yùn)動響應(yīng).一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（A）p45-461 tA.0 B.TC.— D.TTeTT.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（B）p40-41A.1/s B.1 C.1.S2 D.1+1/S.高（n）階系統(tǒng)的各極點(diǎn)為互不相等的實(shí)數(shù)極點(diǎn) pj（j1,2,L,n）時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式為（C）。P61Pjt Pjt Pjt Pjt. Pjt m1PjtA.esinjt B.ecosjt C.e D.e,te,L,te.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（B）P471 二A.0 B.TC.— D.TTeT.當(dāng)輸入量發(fā)生突變時，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不能突變，只能按（B）P22、P45-46A.正弦曲線變化 B.指數(shù)曲線變化 C.斜坡曲線變化 D.加速度曲線變化.線性定常二階系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間的關(guān)系是（ A）P49-55A.振蕩衰減關(guān)系 B.比例線性關(guān)系 C.指數(shù)上升關(guān)系 D.等幅振蕩關(guān)系.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在 t=0處的斜率越大，系統(tǒng)的（A）p45A.響應(yīng)速度越快 B.響應(yīng)速度越慢 C.響應(yīng)速度不變 D.響應(yīng)速度趨于零.控制系統(tǒng)的時域穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是時間（D）p42-43A.等于零的初值 B.趨于零的終值 C.變化的過程值 D.趨于無窮大時的終值.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（B）p49-52A.零B.常數(shù) C.單調(diào)上升曲線 D.等幅衰減曲線.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號振幅的衰減速度取決于（ A）p49-54TOC\o"1-5"\h\zA.nB. C.g D.c.單位加速度信號的拉氏變換為（D）p40A.1 B.— C. D.f\o"CurrentDocument"2 3s s s.三個一階系統(tǒng)的時間常數(shù)關(guān)系為 T2VT1VT3,則（A）P44-46A.T2系統(tǒng)響應(yīng)快于T3系統(tǒng) B.T1系統(tǒng)響應(yīng)快于T2系統(tǒng)C.T2系統(tǒng)響應(yīng)慢于T1系統(tǒng) D.三個系統(tǒng)響應(yīng)速度相等.閉環(huán)控制系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)是（C）P44A.相位裕量 B.輸入信號頻率 C.最大超調(diào)量 D.系統(tǒng)帶寬.輸入階躍信號穩(wěn)定的系統(tǒng)在輸入脈沖信號時（C）P59-62A.將變成不穩(wěn)定系統(tǒng) B.其穩(wěn)定性變好 C.其穩(wěn)定性不變 D.其穩(wěn)定性變差.二階欠阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（C）P49-52A.單調(diào)上升曲線 B.等幅振蕩曲線 C.衰減振蕩曲線 D.指數(shù)上升曲線.單位斜坡信號的拉氏變換為（C）P40TOC\o"1-5"\h\zA.1 B.— C.-2 D.f2 3s s s.若二階系統(tǒng)的阻尼比和固有頻率分別為 和n,則其共軻復(fù)數(shù)極點(diǎn)的實(shí)部為（B）機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答p49-50A.n B.n C.d D.d.一階系統(tǒng)的時間常數(shù) T越小，系統(tǒng)跟蹤余^坡信號的（C）p47A.穩(wěn)定性越女? B.穩(wěn)定性越差 C.穩(wěn)態(tài)性越好 D.穩(wěn)態(tài)性越差.二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（A）p52A.單調(diào)上升曲線 B.等幅振蕩曲線 C.衰減振蕩曲線 D.指數(shù)上升曲線.控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量（A）p56A.只與阻尼比有關(guān) B.只與固有頻率有關(guān)C.與阻尼比和固有頻率都有關(guān) D.與阻尼比和固有頻率都無關(guān).過阻尼的二階系統(tǒng)與臨界阻尼的二階系統(tǒng)比較，其響應(yīng)速度（A）p49-55A.過阻尼的小于臨界阻尼的 B.過阻尼的大于臨界阻尼的C.過阻尼的等于臨界阻尼的 D.過阻尼的反比于臨界阻尼的.二階過阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（ D）p52-53A.單調(diào)衰減曲線 B.等幅振蕩曲線 C.衰減振蕩曲線 D.指數(shù)上升曲線.一階系統(tǒng)在時間為 T時刻的單位階躍響應(yīng)為（D）p45-46A.1 B.0.98 C.0.95 D.0.632.當(dāng)二階系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面 S的負(fù)實(shí)軸上時，其系統(tǒng)（C）p50A.阻尼比為0 B.阻尼比大于0 C.阻尼比大于或等于 1 D.阻尼比小于0.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號的衰減振蕩角頻率為（B）p49-54A.無阻尼固有頻率 B.有阻尼固有頻率 C.幅值穿越頻率 D.相位穿越頻率.反映系統(tǒng)動態(tài)精度的指標(biāo)是（A）p44、p56A.超調(diào)量 B.調(diào)整時間 C.上升時間 D.振蕩次數(shù).典型二階系統(tǒng)在欠阻尼時的階躍響應(yīng)為（B）p50A.等幅振蕩曲線 B.衰減振蕩曲線 C.發(fā)散振幅曲線 D.單調(diào)上升曲線.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面 S的虛軸上時，其系統(tǒng)（A）p50A.阻尼比為0 B.阻尼比大于0C.阻尼比小于1大于0 D.阻尼比小于0.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面 S的H或出象限內(nèi)時，其系統(tǒng)（C）p50A.阻尼比等于0B.阻尼比等于1 C.阻尼比大于0而小于1D.阻尼比小于0.欠阻尼二階系統(tǒng)是（A）p50A.穩(wěn)定系統(tǒng) B.不穩(wěn)定系統(tǒng) C.非最小相位系統(tǒng) D.n型系統(tǒng).二階無阻尼系統(tǒng)的時間響應(yīng)為（B）p49-54A.單調(diào)上升曲線 B.等幅振蕩曲線 C.衰減振蕩曲線 D.指數(shù)上升曲線.工程中的二階系統(tǒng)總是（C）p49-54機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答A.開環(huán)系統(tǒng)B.閉環(huán)系統(tǒng)A.開環(huán)系統(tǒng)B.閉環(huán)系統(tǒng)C.穩(wěn)定系統(tǒng)D.非線性系統(tǒng).一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為 S.02時，其調(diào)整時間為（D）p46A.TB.2TC.3T44p46A.TB.2TC.3T44.線性定常系統(tǒng)輸出響應(yīng)的等幅振蕩頻率為D.4Tn,則系統(tǒng)存在的極點(diǎn)有（D）p50（1.11）A.1B.1jnC.D.jn.欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（B)B.常數(shù)C.等幅振蕩曲線p50-52D.等幅衰減曲線.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換是（A.1/SB.1.輸出量拉氏變換為Xo（S）A)p402S4D.1+1/SB.4s(s5)(s8)C.0.1用終值定理求得其的穩(wěn)態(tài)值為（D.0C)p43.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)曲線開始時刻的斜率為（C)p45A.TB.TD.A.1B.1jnC.D.jn.欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（B)B.常數(shù)C.等幅振蕩曲線p50-52D.等幅衰減曲線.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換是（A.1/SB.1.輸出量拉氏變換為Xo（S）A)p402S4D.1+1/SB.4s(s5)(s8)C.0.1用終值定理求得其的穩(wěn)態(tài)值為（D.0C)p43.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)曲線開始時刻的斜率為（C)p45A.TB.TD. 50.高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)離（A.實(shí)軸的距離大于其他極點(diǎn)的C.虛軸的距離大于其他極點(diǎn)的二、填空題D)p621/51/5（4.5）B.實(shí)軸的距離小于其他極點(diǎn)的D.虛軸的距離小于其他極點(diǎn)的1/51/5.高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量取決于系統(tǒng)（控制輸入信號）。P60-611-1.高階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量為（零）.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的一階環(huán)節(jié)瞬態(tài)分量和取決于.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤（.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的二階環(huán)節(jié)瞬態(tài)分量和取決于。P61(2.18)常數(shù))。P50-52（實(shí)數(shù)極點(diǎn)）斜坡信號。P60-61）的穩(wěn)態(tài)誤差也越小。（復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部）。P60-615-1高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的瞬態(tài)分量取決于系統(tǒng)的（極點(diǎn)）。P61(1.18).彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運(yùn)動構(gòu)件的（相對速度）成正比。P22.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的各瞬態(tài)分量和為系統(tǒng)的（自由運(yùn)動模態(tài)）。P60-61P47.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,其脈沖響應(yīng)為（.高階系統(tǒng)的極點(diǎn)出現(xiàn)相等的m.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為 T,其脈沖響應(yīng)為（.高階系統(tǒng)的極點(diǎn)出現(xiàn)相等的m重實(shí)數(shù)極點(diǎn)模態(tài)形式為（epit,tepit,L,tm1epit）。P61.過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（1tT一e'）。P46Tpi（i1,2,L,m）時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動常數(shù)）。P50-53.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在 t=0處的斜率越大，系統(tǒng)的（響應(yīng)速度）越快。P45-46.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面S的負(fù)實(shí)軸上時，其系統(tǒng)阻尼比（大于或等于 1）。P50-51.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（ 1）。P40.二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（單調(diào)上升）曲線。.當(dāng)輸入量發(fā)生突變時，慣性環(huán)節(jié)的輸出量按（指數(shù)曲線）單調(diào)上升變化。P22、P45-4616二階欠阻尼系統(tǒng)的時間響應(yīng)為（ 衰減振蕩）曲線。P49-55.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號以（有阻尼固有頻率）為角頻率衰減振蕩。 P52.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為 T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為 10.05時，其調(diào)整時間為（3T）。p46.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面S的虛軸上時，系統(tǒng)阻尼比為（ 0）。P50.控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量只與（阻尼比）有關(guān)。P56.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（ 1）。P40.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號隨阻尼比減小振蕩幅度（增大） 。P50-55.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線開始時刻的斜率為（ -）oP45-46T.一階系統(tǒng)在時間為T時刻的單位階躍響應(yīng)為穩(wěn)態(tài)值的（63.2%）。.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面S的二或三象限內(nèi)時，其系統(tǒng)阻尼比（大于0而小于1）。P50.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號隨（阻尼比 ）減小而振蕩幅度增大。.工程中的二階系統(tǒng)總是（穩(wěn)定 ）系統(tǒng)。P49-55.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為 T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為 10.02時，其調(diào)整時間為（4T）。P46.積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為 T,其脈沖響應(yīng)為（1/T）。p42-43.一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量為（ t+T）p46（6.18）三、名詞解釋題.時間響應(yīng)：系統(tǒng)在輸入信號作用下，輸出量隨時間的變化情況。 P42-43.瞬態(tài)響應(yīng)：指系統(tǒng)在某一輸入信號的作用下，系統(tǒng)輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的過渡過程。P43.主導(dǎo)極點(diǎn)：在高階系統(tǒng)中離虛軸最近的極點(diǎn)，其距離小于其余極點(diǎn)的 1/5倍且附近無零點(diǎn)的極點(diǎn)。P62.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：指t一時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)，表征系統(tǒng)輸出量最終復(fù)現(xiàn)輸入量的程度。 P43.瞬態(tài)分量：在瞬態(tài)響應(yīng)中取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)極點(diǎn)實(shí)部的部分，表示線性系統(tǒng)在沒有控制作用下由初始條件引起的運(yùn)動（即初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移項(xiàng)） 。P42-43.穩(wěn)態(tài)分量：在瞬態(tài)響應(yīng)中取決于控制輸入信號部分，即控制作用下的受控項(xiàng)。 P42TOC\o"1-5"\h\z.一階系統(tǒng)：由一階微分方程描述其動力學(xué)特性的系統(tǒng)。 P44.二階系統(tǒng)：由二階微分方程描述其動力學(xué)特性的系統(tǒng)。 P49.高階系統(tǒng)：由若干零階、一階和二階環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)等組合形成的三階以及三階以上的系統(tǒng)。P59-61系統(tǒng)的全響應(yīng)：線性系統(tǒng)在控制輸入信號作用下的強(qiáng)迫運(yùn)動。 P43四、簡答題.簡答一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的特性。 P45答：1）系統(tǒng)的唯一極點(diǎn)-工位于s復(fù)平面左側(cè)，系統(tǒng)單調(diào)上升無振蕩地收斂于穩(wěn)態(tài)值，T是穩(wěn)定系統(tǒng)；2）時間常數(shù)T越小系統(tǒng)慣性越小，響應(yīng)速度越快；3）調(diào)整時間ts=4T（誤差范圍△=受％）,響應(yīng)值Xo（4T）0.98,可調(diào)整時間ts=3T（誤差范圍△=5%）時，響應(yīng)值x0（3T）0.95。.簡述高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)組成及其影響因素。 P60-61答：1）穩(wěn)態(tài)分量，即取決于系統(tǒng)的控制輸入信號的受控項(xiàng)； 2）一階環(huán)節(jié)（指數(shù)曲線）的瞬態(tài)分量和，取決于系統(tǒng)的實(shí)數(shù)極點(diǎn)； 3）二階環(huán)節(jié)（振蕩曲線）的瞬態(tài)分量和，取決于共軻復(fù)數(shù)極點(diǎn)的實(shí)部。.簡述高階系統(tǒng)極點(diǎn)對時間響應(yīng)的影響。 P61-p62答：1）若所有極點(diǎn)均位于s復(fù)平面左半平面，即實(shí)數(shù)極點(diǎn)小于零、復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部小于零，則系統(tǒng)的時間響應(yīng)將隨時間的增長收斂于穩(wěn)態(tài)值，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；2）若系統(tǒng)有極點(diǎn)位于s復(fù)平面的右半平面，即實(shí)數(shù)極點(diǎn)大于零、復(fù)數(shù)極點(diǎn)實(shí)部大于零，則系統(tǒng)的時間響應(yīng)將隨時間的增長而發(fā)散，系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)；3）若系統(tǒng)有虛極點(diǎn)存在，其余極點(diǎn)均位于 s復(fù)平面左半平面，則系統(tǒng)的時間響應(yīng)將隨時間的變化而等幅振蕩，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。.簡述極點(diǎn)對穩(wěn)定系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。 P62答：1）極點(diǎn)在s復(fù)平面上距離虛軸越近，系統(tǒng)的自由運(yùn)動響應(yīng)模態(tài)幅值衰減越快，動態(tài)響應(yīng)的過渡過程時間越短； 2）極點(diǎn)距離實(shí)軸越遠(yuǎn)，系統(tǒng)的自由運(yùn)動響應(yīng)模態(tài)振蕩頻率越高；3）極點(diǎn)距離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，則對應(yīng)項(xiàng)模態(tài)幅值越小，對系統(tǒng)的過渡過程影響越小。.簡述控制系統(tǒng)的極點(diǎn)在S平面上不同位置時，其動態(tài)性能的變化情況。 P62答：1）控制系統(tǒng)極點(diǎn)處于S平面右半部分時，對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)發(fā)散或振蕩發(fā)散；2）控制系統(tǒng)極點(diǎn)處于S平面左半部分時，對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)衰減或振蕩衰減；3）控制系統(tǒng)極點(diǎn)處于S平面虛軸上時，對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)不變或等幅振蕩。.簡述二階系統(tǒng)的動態(tài)性能隨系統(tǒng)阻尼比的變化情況。 P49-511）當(dāng) 0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)均處于不穩(wěn)定的發(fā)散狀態(tài)。

2）當(dāng)0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)總是穩(wěn)定收斂的。3）當(dāng)0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)變?yōu)榈确袷幍呐R界穩(wěn)定系統(tǒng)。.簡述高階系統(tǒng)自由運(yùn)動模態(tài)的組成形式。 P61答：1）極點(diǎn)為互不相等的實(shí)數(shù)極點(diǎn) Pj（j1,2,L,n）時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式為：ePjt;2）極點(diǎn)中有共腕復(fù)數(shù)極點(diǎn) iji時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式將出現(xiàn)：eisinit或e,cosit；3）極點(diǎn)中出現(xiàn)相等的m重實(shí)數(shù)極點(diǎn)Pi（i1,2,L,m）時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式將出現(xiàn)： ePit,tePit,L,tm1ePit;4）極點(diǎn)中出現(xiàn)m重復(fù)數(shù)極點(diǎn)iji時，則系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式將出現(xiàn)：e'sinit,teisinit,L,tm1eisinit或e'tcosit,teitcosit,L,tm1eitcosit5）極點(diǎn)既有互異的實(shí)數(shù)極點(diǎn)、共腕復(fù)數(shù)極點(diǎn)、又有重實(shí)數(shù)極點(diǎn)、重復(fù)數(shù)極點(diǎn)時，系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)形式是上述幾種形式的線性組合。.簡述線性定常控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的充分必要條件。 P61-62答：1）當(dāng)系統(tǒng)特征方程的所有根（系統(tǒng)極點(diǎn)）具有負(fù)實(shí)部，或特征根全部在 S平面的左半平面時，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；2）當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根（系統(tǒng)極點(diǎn)）有一個在 S平面的右半平面（即實(shí)部為正），則系統(tǒng)不穩(wěn)定;3）當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根有在3）當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根有在S平面虛軸上時，則系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定狀態(tài)。.簡述控制系統(tǒng)的時域動態(tài)性能指標(biāo)。 P43-44答：1）延遲時間；2）.簡述控制系統(tǒng)的時域動態(tài)性能指標(biāo)。 P43-44答：1）延遲時間；2）上升時間；3）峰值時間;數(shù)。4）調(diào)節(jié)時間；5）超調(diào)量；6）振蕩次.簡述三種典型輸入信號的數(shù)學(xué)描述。 P39-421）單位階躍信號Xi(t) u(t)2）單位斜坡信號Xi(t) r(t)3）單位加速度信號Xi(t)a(t)Xi(t)a(t)1t224）單位脈沖信號Xi（t）5）單位正弦信號(t)0tht0,(h0)thXi(t) sint11.簡述二階系統(tǒng)特征根隨阻尼比變化情況。 P50-511）當(dāng)0時，系統(tǒng)的特征根為一對純虛根;2）當(dāng)0 1時，系統(tǒng)的特征根為一對具有負(fù)實(shí)部的共軻復(fù)數(shù)根;4）單位脈沖信號Xi（t）5）單位正弦信號(t)0tht0,(h0)thXi(t) sint11.簡述二階系統(tǒng)特征根隨阻尼比變化情況。 P50-511）當(dāng)0時，系統(tǒng)的特征根為一對純虛根;2）當(dāng)0 1時，系統(tǒng)的特征根為一對具有負(fù)實(shí)部的共軻復(fù)數(shù)根;3）當(dāng)1,時系統(tǒng)的特征根為一對相等的負(fù)實(shí)數(shù)根；4）當(dāng)1,時系統(tǒng)的特征根為一對不相等的負(fù)實(shí)數(shù)根。五、計(jì)算應(yīng)用題1.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖所示,確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 P49-571）計(jì)算系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比;2)解:1）由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量及峰值時間分別為25225%tp2s故由Mpe(/12)100% 25%解得系統(tǒng)的阻尼比為0.4037由系統(tǒng)的峰值時間計(jì)算公式tpn/1 2 2解得系統(tǒng)的固有頻率為n1.7171/s

2)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為K2G(s) —2s2nn由圖可知，K=2,將系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比數(shù)據(jù)代人上式得該二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為?、 5.896G(s)--2s21.386s2.9842.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖所示， 當(dāng)控制誤差在△=S.02范圍內(nèi)時，調(diào)整時間tsw0.5s試求：1)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比； 2)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。解:1)由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量為Mp1251125%解:1)由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量為Mp1251125%1故由/12) 100% 25%解得系統(tǒng)的阻尼比為0.4037由系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間計(jì)算公式tsts4- 0.5n解得系統(tǒng)的固有頻率為19.81671/s2)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為G(s)2

nG(s)-2~~o 2s2nsn將系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比數(shù)據(jù)代人上式得該二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(q) 392.7s216s392.7.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如題圖所示， 1)計(jì)算系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比；2)

確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。P49-57解：由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量及上升時間分別為1.251Mp25% t確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。P49-57解：由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量及上升時間分別為1.251Mp25% tr1s故由e(/12)100% 25%解得系統(tǒng)的阻尼比為0.4037由系統(tǒng)的上升時間計(jì)算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為:trn2.7114解得系統(tǒng)的固有頻率為:trn2.71141/s2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)2 G(s)2 n -2o 2s 2nsn4.714s21.753s4.714.一階系統(tǒng)控制原理如圖所示，求： （1）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和時間常數(shù)； （2）系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)；（3）階躍響應(yīng)；（3）在單位階躍響應(yīng)的調(diào)整時間。P44-48於3(b)50於3(b)502s1（a）解：（a）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)Rs)100.1s11010。由此可知，系統(tǒng)的時間常數(shù)為T0.1,放大系數(shù)為K由傳遞函數(shù)得：10R(s)0.1s1bs1/0.110 10.1s1s由留數(shù)定理求得系數(shù)為:10a=10；b=10對輸出信號進(jìn)行拉氏反變換得系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為c(t)1_[C(s)]110L1s10s1/0.11010e10t(t0)調(diào)整時間為：T=0.3((b)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為0.05)T=0.4( 0.02)由此可知，系統(tǒng)的時間常數(shù)為G(s)C(s)

R(s)25/3(1/3)s11放大系數(shù)為3K25Ko325s325s325/3

R(s)(1/3)s1ba二"；a二"；b=-253對輸出信號進(jìn)行拉氏反變換得系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為c(t)L1[C(s)]L1253s253(s3)§(1e3t)3(t0)調(diào)整時間為：T=1c(t)L1[C(s)]L1253s253(s3)§(1e3t)3(t0)調(diào)整時間為：T=1(0.05)0.02)5.一階系統(tǒng)微分方程為2xoXo,求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。P44-48解：對微分方程兩邊取拉氏變換得：2sXo(s)Xo(s)4sXi(s)Xi(s)所以系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:G(s)*貯Xi(s)2s1

6.分析圖所示阻容電路的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。6.分析圖所示阻容電路的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。5為輸入電壓，uo為輸出電壓，i為電流，R為電阻，C為電容。P44-48圖RC電路解：1）求傳遞函數(shù)該電路的動力學(xué)方程為:UiiR解：1）求傳遞函數(shù)該電路的動力學(xué)方程為:UiiRidtUoCidt由上可知,CuoUCuoUiCRUoUo故取拉氏變換得Ui(s)Ui(s)(CRs1)Uo(s)傳遞函數(shù)為G(s)UoG(s)Uo(s)

Ui(s)1Ts1式中，TRC為慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)。2）求單位階躍響應(yīng) 該系統(tǒng)為一階系統(tǒng)，故其單位階躍響應(yīng)為t/TUt/TU0(t)1e(t0).分析圖所示RC微分電路的傳遞函數(shù)和單位斜坡響應(yīng)。 Ui為輸入電壓，Uo為輸出電壓,i為電流，R為電阻，C為電容。P44-48圖RC電路€(wěn)圖RC電路€(wěn)HI解:1）求傳遞函數(shù) 該電路的動力學(xué)方程為:Ui1

Ui1

iRidt

CUo iR由上消除中間變量i得故取拉氏變換得傳遞函數(shù)為UiUoCRUo出Ui(s)故取拉氏變換得傳遞函數(shù)為UiUoCRUo出Ui(s)Uo(s)Uo(s)CRsG(s)Uo(s)Ui(s)TsTs1式中，TRC為時間常數(shù)。2)求單位斜坡響應(yīng) 由傳遞函數(shù)得TsUo(s) —Uo(s)Ts1Uo(s)Uo(s)TsJTs1s2所以i 1T1uoi 1T1uo⑴L[uo⑸L.st/TTe(t0).液壓阻尼器原理如圖所示。其中，彈簧與活塞剛性聯(lián)接，忽略運(yùn)動件的慣性力，且設(shè)Xi為輸入位移，X。為輸出位移，k彈簧剛度，c為粘性阻尼系數(shù)，求輸出與輸入之間的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)。 P44-48圖圖經(jīng)拉氏變換后有經(jīng)拉氏變換后有解得傳遞函數(shù)為G(s)解：1)求系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 活塞的力平衡方程式為kXo(t)c?[X⑴Xo(t)]

dtkXo(s)cs[Xi(s)Xo(s)]Xo(s) csTs _c T—Xi(s)cskTs1 k2)求單位階躍響應(yīng)由傳遞函數(shù)得對于斜坡輸入所以Xo(s)Xo(s)1X0(t) L[Xo(s)]L9.已知某機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題階躍響應(yīng)的峰值時間 tp=4.0s,超調(diào)量解：依題意系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:Ki(s)s(s1)Ki(K2s1)

s(s1)由于1 2e1 5%tpnv1TsTs1Xi(s)TsTs1Ts1sTTet/T(t0)37圖所示。試確定其中參數(shù)Ki,K2的值，使系統(tǒng)b%=5%P49-57K12s(1KiK2)SKi0.050.42ns0.6910.85K1K2 2nKi20.69210.85210.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示:10.8514.97117.7K1K2117.70.1191）求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù);2)當(dāng)Kf0、Ka10時,試確定系統(tǒng)的阻尼比 、固有頻率圖n。P49-57解:1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s)Kas2(2Kf)sKa2)當(dāng)Kf0、Ka10時，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s)10s22s10這是典型的二階系統(tǒng)故有10及2n解得n3.16231/sn3.16231/s、0.316211.11.現(xiàn)要求圖東系統(tǒng)n仃動態(tài)性能指尿：超網(wǎng)32g.跑m時間為1勒，試廉定系統(tǒng)的拄數(shù)￡和工Ge)G(s)式中，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為： G(s尸s(s1)Ge)G(s)式中，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為： G(s尸s(s1)AKs2s(1AK)ss(s1)P49-57解：系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為:。⑸(s) R(s)KK所以，(s)” s(1AK)sK由此可知，系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。其中，(1)2

n(1)AK由系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)得20%tp20%tpMpe(/L100%20%和tp—； 1sp pn「1 2解得系統(tǒng)的阻尼比和固有頻率分別為0.4559498,n3.531/s將固有頻率和阻尼比參數(shù)代入(1)式得：2K：=12.45912.某一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)—12.某一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)—s少？過渡過程的調(diào)整時間ts為多少？——，則該系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)函數(shù)的穩(wěn)態(tài)值是多a1P49-57解：(1)求單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值。1)利用拉普拉斯變換的終值定理1axo()limsXo(s)lims s0 s0ssa12)把傳遞函數(shù)化為一階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式aG(s)a1G(s) s1a1從傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式可以看出該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一個比例環(huán)節(jié)和一個標(biāo)準(zhǔn)慣性環(huán)節(jié) a的串聯(lián)。所以系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值為 ：Xo()—a1(2)過渡過程的調(diào)整時間該系統(tǒng)的時間常數(shù)為T——，所以：tsa12%5%第4章控制系統(tǒng)的頻域分析一、選擇填空題1.一階微分環(huán)節(jié)G（s）Ts1的幅頻特性（D）A.L()<12.零型系統(tǒng)G（s）B.L()>1

5(3s1)

(s1)(2s1)C.A()司在0時,p75D.A()聲其頻率特性為（C）p79A.A(0) 0、(0)=90oC.A(0)5、 (0)=0oB.A(0)D.A(0)5、5、(0)=90o(0)=-90o3.慣性環(huán)節(jié)G(s)1Ts1的幅頻特性（C）p73A.L()<14.零型系統(tǒng)G(s)A.A()

C.A()0、B.L()>15(3s1)(s1)(2s1)( )=90o5、 (+)=0o5.積分環(huán)節(jié)G(s)1………-的頻率特性是sA.A()1、（)=90oC.A()6.零型系統(tǒng)G(s))=90o531)在C.A(片時,D.A()>1其頻率特性為（D）p80B.A()D.A())p72-731B.A()一D.A()5、0、)=90o)=-90o)=-90o)=-90°A.A()C.A()7.微分環(huán)節(jié)A.L()C.L()3、5、G(s)20lg20lg8.I型系統(tǒng)G(s)5s1()=0()=0時,其頻率特性為(A)p80B.A(D.A()3、)5、)=90)=90s的頻率特性是、()=90o()=90o5(3s1)仕s(2s1)C)p72-73B.L(D.L(20lg、 ()=-90o20lg、 ()=-90o0時，其頻率特性曲線的低頻漸近線（ D）p80A.與復(fù)平面的正實(shí)軸平行B.與復(fù)平面的負(fù)實(shí)軸平行機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集及解答C.與復(fù)平面的正虛軸平行D.與復(fù)平面的負(fù)虛軸平行9.振蕩環(huán)節(jié)G（s）2ns2 2nsA 1A.A()2-B.A()2在固有頻率（轉(zhuǎn)折頻率）處的幅頻特性為（C.A()2nD.A()2B)p7610.出型系統(tǒng)G（s）5(3s1)s3(2s1)0時，其頻率特性曲線的低頻漸近線（C)p80A.A.與復(fù)平面的正實(shí)軸平行C.與復(fù)平面的正虛軸平行Ts11.延時環(huán)節(jié)G（s）eB.與復(fù)平面的負(fù)實(shí)軸平行D.與復(fù)平面的負(fù)虛軸平行的頻率特性是（A）p78D.U()cosTD.U()cosT、V()=sinTA.U()cosT、V()=sinC.U()cosT、V()=sinB.U()cosT、V()=sin12.系統(tǒng)G(s)警」在s(2s1)時,頻率特性曲線終點(diǎn)的切線是（C)p80A.正實(shí)軸13.n型系統(tǒng)在p80-81A.逆時針