機械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集

《機械控制工程基礎(chǔ)》習(xí)題及解答目錄緒論控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)的時域分析控制系統(tǒng)的頻域分析控制系統(tǒng)的性能分析控制系統(tǒng)的綜合校正模擬考試題型及分值分布第1章緒論一、選擇填空題1.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.反饋作用B.前饋作用C.正向作用D.反向作用2.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3.閉環(huán)系統(tǒng)在其控制器和被控對象之間有（反向作用）。P3A.反饋作用B.前饋作用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4.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5.一般情況下開環(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)6.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)7.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8.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9.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)11.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12.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13.輸出量對系統(tǒng)的控制作用有直接影響的系統(tǒng)是（B）p3A.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)14.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)15.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16.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)17.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D.輸出量局部反饋參與控制18.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(B)。p8A.靜態(tài)誤差B.穩(wěn)態(tài)誤差C.動態(tài)誤差D.累計誤差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)B.將衰減收斂回原來的平衡狀態(tài)C.將在原平衡狀態(tài)處等幅振蕩D.將在偏離平衡狀態(tài)處永遠(yuǎn)振蕩21.無差系統(tǒng)是指(B)。P6A.干擾誤差為零的系統(tǒng)B.穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)C.動態(tài)誤差為零的系統(tǒng)D.累計誤差為零的系統(tǒng)22.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.累計誤差23.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24.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25.對于抗干擾能力強系統(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)26.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27.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1.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）。P32.對控制系統(tǒng)性能的基本性能要求是（穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速）。P73.控制系統(tǒng)校正元件的作用是（改善系統(tǒng)性能）。P54.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）。P2-35.恒值控制系統(tǒng)的輸出量以一定的精度保持（希望值）。P66.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)）p67.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)。8無差系統(tǒng)是指（穩(wěn)態(tài)誤差）為零的系統(tǒng)。P69.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（）三、名詞解釋題1.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。P12.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)。P23.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)。P34.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。P75.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。P76.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1.簡述開環(huán)控制系統(tǒng)的特點：1）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。P22.簡答閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點：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。P33.簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制原理：1)檢測輸出量的實際值；2)將實際值與給定值（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。P3-44.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1.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）2.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)3.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B.開環(huán)極點C.開環(huán)零點D.閉環(huán)零點4.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)5.微分方程的通解是描述系統(tǒng)固有特性的（Ｂ）。P12、15A.強迫運動解B.自由運動解C.全響應(yīng)D.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)6.傳遞函數(shù)G(s)的零點是（A）。P17(s)=0的解(s)=∞的解(s)＞0的不等式解(s)＜0的不等式解7.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)8.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9.系統(tǒng)的特征方程是（C）。P28+（閉環(huán)傳遞函數(shù)）=0+（反饋傳遞函數(shù)）=0+（開環(huán)傳遞函數(shù)）=0+（前向傳遞函數(shù)）=010.實際的物理系統(tǒng)的零點映射到復(fù)平面上為（A）。p17A.坐標(biāo)原點B.極點C.零點D.無窮遠(yuǎn)點11.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)12.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13.系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，則單位反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)為（A）p27-28A.B.C.D.14.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15.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16.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)17.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18.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)19.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20.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21.控制框圖的等效變換原則是變換前后的（B）p30（）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22.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)23.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)24.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25.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26.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)27.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28.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)29.彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運動構(gòu)件的（Ｂ）p13A.相對位移成正比B.相對速度成正比C.相對加速度成正比D.相對作用力成正比30.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B.取決于輸出與輸入信號的量綱C.取決于干擾與給定輸入信號的量綱D.取決于系統(tǒng)的零點和極點配置31.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（Ｃ）p19A.B.+Ts32.一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（Ｄ）p23A.B.+Ts33.實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次（Ｃ）p17A.小于分子階次B.等于分子階次C.大于等于分子階次D.大于或小于分子階次34.若積分環(huán)節(jié)時間常數(shù)為T，則輸出量隨時間的增長而不斷地增加，增長斜率為（Ｂ）p21T+1/TT235.傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)（Ａ）p16-17A.自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)B.輸入信號有關(guān)C.輸出信號有關(guān)D.干擾信號有關(guān)36.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37.實際物理系統(tǒng)微分方程中輸入輸出及其各階導(dǎo)數(shù)項的系數(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38.實際物理系統(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39.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.實際輸入量B.實際輸出量C.期望輸出量D.內(nèi)部結(jié)構(gòu)，參數(shù)40.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41.衡量慣性環(huán)節(jié)慣性大小的參數(shù)是（C）p22A.固有頻率B.阻尼比C.時間常數(shù)D.增益系數(shù)42.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43.慣性環(huán)節(jié)含有貯能元件數(shù)為（B）p22.144.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45.系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系為，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)46.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B.輸入量對時間的積累過程C.反饋量對時間的積累過程D.誤差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T，其脈沖響應(yīng)為（Ｂ）p21T＋1/T49.實際的物理系統(tǒng)的極點映射到復(fù)平面上為（D）。p17A.坐標(biāo)原點B.極點C.零點D.無窮遠(yuǎn)點二、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（自由運動狀態(tài)或模態(tài)）。P122.本質(zhì)非線性系統(tǒng)在工作點附近存在（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。P123.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)）。P174.實際系統(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。p175.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。P296.同一閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項式和開環(huán)特征多項式具有（相同）的階次。P297.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），單不存在（公共極點）。P298.積分環(huán)節(jié)的特點是它的輸出量為輸入量對（時間）的積累。P219.滿足疊加原理的系統(tǒng)是（線性）系統(tǒng)。P1010.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的（數(shù)學(xué)模型）。P1711.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。P2712.理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于（輸入量）的微分。P1913.求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是（零初始條件）。P1614.微分環(huán)節(jié)是高通濾波器，將增大系統(tǒng)（干擾誤差）。P2115.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。P3016.積分環(huán)節(jié)的特點是它的輸出量為輸入量對（時間）的積累。P2117.實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次（大于等于）分子階次。18.實際的物理系統(tǒng)的極點映射到復(fù)平面上為（無窮遠(yuǎn)點）。P1719.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為（Ts）。P1920.比例環(huán)節(jié)能立即地響應(yīng)（輸入量）的變化。P1821.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1.本質(zhì)非線性系統(tǒng)：系統(tǒng)在工作點附近存在不連續(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)。P122.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、153.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。P274.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。P165.系統(tǒng)微分方程的特解：系統(tǒng)由輸入引起的強迫響應(yīng)。P12、156.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)。P187.微分環(huán)節(jié)：輸出量與輸入量的微分成比例的環(huán)節(jié)。P198.積分環(huán)節(jié)：輸出量正比于輸入量的積分的環(huán)節(jié)。P219.延時環(huán)節(jié)：輸出量滯后輸入量但不失真的環(huán)節(jié)。P2510.慣性環(huán)節(jié)：輸出量和輸入量的動力學(xué)關(guān)系為一階微分方程形式的環(huán)節(jié)。P2211.振動環(huán)節(jié)：輸出量和輸入量的動力學(xué)關(guān)系為二階微分方程形式的環(huán)節(jié)。P23四、簡答題1.簡答線性定常系統(tǒng)的2個重要特性。P10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）。2.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。3.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)）。答：1）電阻2）電容3）電感4.若力為輸入、位移為輸出時，寫出如圖所示機械系統(tǒng)的彈簧、粘性阻尼以及質(zhì)量的傳遞函數(shù)。答：1）彈簧：；2）粘性阻尼：；3）質(zhì)量：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31圖b）所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容A、B。p30-31(a)(b)圖答：根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原則，由圖a）得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。p30-31（a）（b）圖答：根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原則，由圖a）及圖b）得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式與分子多項式之和；2）閉環(huán)特征多項式和開環(huán)特征多項式具有相同的階次；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，但不存在公共極點。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。P27-29答：設(shè)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為：，反饋傳遞函數(shù)為：，則系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：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：，方程的根即為傳遞函數(shù)的零點，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。9.簡答典型環(huán)節(jié)的基本類型。P18-25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)、振蕩環(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：2）傳遞函數(shù)的零極點增益模型式中，——控制系統(tǒng)的增益；——控制系統(tǒng)的零點；——控制系統(tǒng)的極點。3）傳遞函數(shù)的時間常數(shù)模型式中，——控制系統(tǒng)的增益；——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。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2）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3）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；反饋通道的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為12.寫出比例、微分、積分、慣性、振蕩以及延時環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。P18-25答：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)13.簡述傳遞函數(shù)的特點。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)。14.簡述微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的控制作用。P19-21（）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。15.簡述基于分支點和求和點移動的傳遞函數(shù)方框圖模型的等效變換原理。答：1）分支點移動：分支點逆（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）求和點移動：求和點逆流移動，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）分支點和求和點不能互跨移動。五、計算應(yīng)用題1.P12-18解：對m進(jìn)行受力分析由牛頓第二定律得整理得系統(tǒng)的微分方程為：傳遞函數(shù)為2.已知圖中，k1、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，可寫出如下微分可得：3.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電路解：根據(jù)克希荷夫定律，有：拉氏變換后，將后兩式代入第一式，整理得：故傳遞函數(shù)為：式中，。4.系統(tǒng)如圖所示，為彈簧剛度，為阻尼器阻尼系數(shù)，為系統(tǒng)的輸入信號，為系統(tǒng)的輸出信號，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。P16-18,p23-24圖解：對系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定理得：故系統(tǒng)的微分方程為：對方程兩邊取拉氏變換得由傳遞函數(shù)定義得5.無源R－C－L網(wǎng)絡(luò)如題38圖所示，其中為輸入電壓，為輸出電壓，為電流，為電阻，為電容，為電感，求其傳遞函數(shù)。P16-18,p23-24題38圖網(wǎng)絡(luò)的方程為進(jìn)行拉氏變換后得消去中間變量得傳遞函數(shù)為6.P12-187.已知圖中，k1、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)。P16-18解：設(shè)中間變量為x，則對上述二式取拉氏變換得：消去中間變量得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：8.電路系統(tǒng)如圖所示，建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。P16-18(c)(d)(e)(f)解：（a）由圖根據(jù)克希霍夫電流和電壓定理得（1）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，（b）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ恚?）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，則（c）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼茫?）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，（d）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ恚?）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，（e）由圖根據(jù)克希霍夫電流和電壓定理（1）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，則（f）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼茫?）（2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得：（3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到：（4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得：（5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（6）當(dāng)時，則第3章控制系統(tǒng)的時域分析一、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（D）。P60-61A.系統(tǒng)實數(shù)極點B.系統(tǒng)虛數(shù)極點C.復(fù)數(shù)極點實部D.控制輸入信號２.二階系統(tǒng)的固有頻率為，阻尼比為，其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（C）。P54-55A.B.C.D.３.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位階躍響應(yīng)為（A）p45A.B.C.D.４.系統(tǒng)的自由（固有）運動屬性（A）p61A.取決于系統(tǒng)的極點B.取決于系統(tǒng)的零點C.取決于外部輸入信號D.取決于外部干擾信號５.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)實數(shù)極點B.系統(tǒng)虛數(shù)極點C.復(fù)數(shù)極點實部D.控制輸入信號6.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其脈沖響應(yīng)為（C）。p46A.B.C.D.7.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)實數(shù)極點B.系統(tǒng)虛數(shù)極點C.復(fù)數(shù)極點實部D.控制輸入信號8.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位斜坡響應(yīng)為（B）p46-47A.B.C.D.9.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10.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.自由運動響應(yīng)11.一階系統(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）p45-46B.C.D.12.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（B）p40-41sB.1C.+1/s13.高（n）階系統(tǒng)的各極點為互不相等的實數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式為（C）。P61A.B.C.D.14.一階系統(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）P47B.C.D.15.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16.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17.一階系統(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)速度趨于零18.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19.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20.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號振幅的衰減速度取決于（A）p49-54A.B.C.D.21.單位加速度信號的拉氏變換為（D）p40B.C.D.22.三個一階系統(tǒng)的時間常數(shù)關(guān)系為T2＜T1＜T3，則（A）p44-46系統(tǒng)響應(yīng)快于T3系統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)快于T2系統(tǒng)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23.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24.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25.二階欠阻尼系統(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26.單位斜坡信號的拉氏變換為（C）p40B.C.D.27.若二階系統(tǒng)的阻尼比和固有頻率分別為和，則其共軛復(fù)數(shù)極點的實部為（B）p49-50A.B.C.D.28.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的（C）p47A.穩(wěn)定性越好B.穩(wěn)定性越差C.穩(wěn)態(tài)性越好D.穩(wěn)態(tài)性越差29.二階臨界阻尼系統(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30.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)31.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32.二階過阻尼系統(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33.一階系統(tǒng)在時間為時刻的單位階躍響應(yīng)為（D）p45-46A.1B.0.98C.D.34.當(dāng)二階系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的負(fù)實軸上時，其系統(tǒng)（C）p50A.阻尼比為0B.阻尼比大于0C.阻尼比大于或等于1D.阻尼比小于035.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36.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)37.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38.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的虛軸上時，其系統(tǒng)（A）p50A.阻尼比為0B.阻尼比大于0C.阻尼比小于1大于0D.阻尼比小于039.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的Ⅱ或Ⅲ象限內(nèi)時，其系統(tǒng)（C）p50A.阻尼比等于0B.阻尼比等于1C.阻尼比大于0而小于1D.阻尼比小于040.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.Ⅱ型系統(tǒng)41.二階無阻尼系統(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42.工程中的二階系統(tǒng)總是（C）p49-54A.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)43.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T，在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±時，其調(diào)整時間為（D）p4644.線性定常系統(tǒng)輸出響應(yīng)的等幅振蕩頻率為，則系統(tǒng)存在的極點有（D）p50（）A.B.C.D.45.欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（B）p50-52A.零B.常數(shù)C.等幅振蕩曲線D.等幅衰減曲線46.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換是（A）p40sB.1C.+1/s47.輸出量拉氏變換為，用終值定理求得其的穩(wěn)態(tài)值為（C）p43A.∞B．4C.48.一階系統(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.B.C.D.50.高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點離（D）p62（）A.實軸的距離大于其他極點的1/5B.實軸的距離小于其他極點的1/5C.虛軸的距離大于其他極點的1/5D.虛軸的距離小于其他極點的1/5二、填空題1.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）。P61（）2.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（常數(shù)）。P50-523.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（實數(shù)極點）。P60-614.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤（斜坡信號）的穩(wěn)態(tài)誤差也越小。P475.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（復(fù)數(shù)極點實部）。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）。P61（）6.彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運動構(gòu)件的（相對速度）成正比。P227.高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的各瞬態(tài)分量和為系統(tǒng)的（自由運動模態(tài)）。P60-618.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其脈沖響應(yīng)為（）。P469.高階系統(tǒng)的極點出現(xiàn)相等的重實數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式為（）。P6110.過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為（常數(shù)）。P50-5311.一階系統(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。P45-4612.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的負(fù)實軸上時，其系統(tǒng)阻尼比（大于或等于1）。P50-5113.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（1）。P4014.二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為（單調(diào)上升）曲線。15.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。P49-5517.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。P5218.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T，在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±時，其調(diào)整時間為（3T）。p4619.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的虛軸上時，系統(tǒng)阻尼比為（0）。P5020.控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量只與（阻尼比）有關(guān)。P5621.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是（1）。P4022.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）。P50-5523.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線開始時刻的斜率為（）。P45-4624.一階系統(tǒng)在時間為時刻的單位階躍響應(yīng)為穩(wěn)態(tài)值的（%）。25.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(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）。P5026.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。27.工程中的二階系統(tǒng)總是（穩(wěn)定）系統(tǒng)。P49-5528.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T，在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±時，其調(diào)整時間為（4T）。P4629.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）。p42-4330.一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量為（t+T）p46（）三、名詞解釋題1.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。P42-432.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。P433.主導(dǎo)極點：在高階系統(tǒng)中離虛軸最近的極點，其距離小于其余極點的1/5倍且附近無零點的極點。P624.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：指t→∞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。P435.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)極點實部的部分，表示線性系統(tǒng)在沒有控制作用下由初始條件引起的運動（即初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移項）。P42-436.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。P427.一階系統(tǒng)：由一階微分方程描述其動力學(xué)特性的系統(tǒng)。P448.二階系統(tǒng)：由二階微分方程描述其動力學(xué)特性的系統(tǒng)。P499.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)。P59-612.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迫運動。P43四、簡答題1.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-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，是穩(wěn)定系統(tǒng)；2）時間常數(shù)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△＝±2％），響應(yīng)值，可調(diào)整時間ts=3T（誤差范圍△＝±5％）時，響應(yīng)值。2.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；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)的實數(shù)極點；3）二階環(huán)節(jié)（振蕩曲線）的瞬態(tài)分量和，取決于共軛復(fù)數(shù)極點的實部。3.簡述高階系統(tǒng)極點對時間響應(yīng)的影響。P61-p62答：1）若所有極點均位于s復(fù)平面左半平面，即實數(shù)極點小于零、復(fù)數(shù)極點實部小于零，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)有極點位于s復(fù)平面的右半平面，即實數(shù)極點大于零、復(fù)數(shù)極點實部大于零，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)有虛極點存在，其余極點均位于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)。4.簡述極點對穩(wěn)定系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。P62答：1）極點在s復(fù)平面上距離虛軸越近，系統(tǒng)的自由運動響應(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）極點距離實軸越遠(yuǎn)，系統(tǒng)的自由運動響應(yīng)模態(tài)振蕩頻率越高；3）極點距離原點越遠(yuǎn)，則對應(yīng)項模態(tài)幅值越小，對系統(tǒng)的過渡過程影響越小。5.簡述控制系統(tǒng)的極點在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。6.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)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)時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)總是穩(wěn)定收斂的。3)當(dāng)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)。7.簡述高階系統(tǒng)自由運動模態(tài)的組成形式。P61答：1）極點為互不相等的實數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式為：；2）極點中有共軛復(fù)數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式將出現(xiàn)：或；3）極點中出現(xiàn)相等的重實數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式將出現(xiàn)：；4）極點中出現(xiàn)重復(fù)數(shù)極點時，則系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式將出現(xiàn)：或5）極點既有互異的實數(shù)極點、共軛復(fù)數(shù)極點、又有重實數(shù)極點、重復(fù)數(shù)極點時，系統(tǒng)的自由運動模態(tài)形式是上述幾種形式的線性組合。8.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）具有負(fù)實部，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）有一個在S平面的右半平面（即實部為正），則系統(tǒng)不穩(wěn)定；3）當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根有在S平面虛軸上時，則系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定狀態(tài)。9.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；4）調(diào)節(jié)時間；5）超調(diào)量；6）振蕩次數(shù)。10.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2）單位斜坡信號3）單位加速度信號4）單位脈沖信號5）單位正弦信號11.簡述二階系統(tǒng)特征根隨阻尼比變化情況。P50-511)當(dāng)時，系統(tǒng)的特征根為一對純虛根；2)當(dāng)時，系統(tǒng)的特征根為一對具有負(fù)實部的共軛復(fù)數(shù)根；3）當(dāng)，時系統(tǒng)的特征根為一對相等的負(fù)實數(shù)根；4）當(dāng)，時系統(tǒng)的特征根為一對不相等的負(fù)實數(shù)根。五、計算應(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，1）計算系統(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圖解：1）由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量及峰值時間分別為故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的峰值時間計算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為由圖可知，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2.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△＝±范圍內(nèi)時，調(diào)整時間ts≤。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)。圖解：1）由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量為故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間計算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為將系統(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3.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如題圖所示，1）計算系統(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圖解：由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量及上升時間分別為故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的上升時間計算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為：2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為4.一階系統(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）在單位階躍響應(yīng)的調(diào)整時間。P44-48（a）（b）解：（a）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為由此可知，系統(tǒng)的時間常數(shù)為，放大系數(shù)為。由傳遞函數(shù)得：由留數(shù)定理求得系數(shù)為：；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)為調(diào)整時間為：(b)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為由此可知，系統(tǒng)的時間常數(shù)為，放大系數(shù)為。由傳遞函數(shù)得：由留數(shù)定理求得系數(shù)為：；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)為調(diào)整時間為：5．一階系統(tǒng)微分方程為，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：所以系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：6.分析圖所示阻容電路的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。為輸入電壓，為輸出電壓，為電流，為電阻，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：由上可知，故取拉氏變換得傳遞函數(shù)為式中，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7.分析圖所示RC微分電路的傳遞函數(shù)和單位斜坡響應(yīng)。為輸入電壓，為輸出電壓，為電流，為電阻，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：由上消除中間變量i得故取拉氏變換得傳遞函數(shù)為式中，為時間常數(shù)。2）求單位斜坡響應(yīng)由傳遞函數(shù)得對于斜坡輸入所以8.液壓阻尼器原理如圖所示。其中，彈簧與活塞剛性聯(lián)接，忽略運動件的慣性力，且設(shè)為輸入位移，為輸出位移，彈簧剛度，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圖解：1）求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)活塞的力平衡方程式為經(jīng)拉氏變換后有解得傳遞函數(shù)為2）求單位階躍響應(yīng)由傳遞函數(shù)得對于斜坡輸入所以9.已知某機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題37圖所示。試確定其中參數(shù)K1，K2的值，使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時間tp=，超調(diào)量σ%=5%。P49-57圖解：依題意系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：由于，解得∴∴10.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示：1)求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；2）當(dāng)、時，試確定系統(tǒng)的阻尼比、固有頻率。P49-57圖解：1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為2）當(dāng)、時，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為這是典型的二階系統(tǒng)故有及解得、11.P49-57解：系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：式中，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：所以，由此可知，系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。其中，（1）由系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)得即，和解得系統(tǒng)的阻尼比和固有頻率分別為，將固有頻率和阻尼比參數(shù)代入（1）式得：12.某一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)函數(shù)的穩(wěn)態(tài)值是多少過渡過程的調(diào)整時間為多少P49-57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2)把傳遞函數(shù)化為一階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式從傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式可以看出該系統(tǒng)實質(zhì)是一個比例環(huán)節(jié)和一個標(biāo)準(zhǔn)慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)。所以系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值為:（2）過渡過程的調(diào)整時間該系統(tǒng)的時間常數(shù)為，所以: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)的幅頻特性（D）p75A.≤1B.≥1C.≤1D.≥1２.零型系統(tǒng)在時，其頻率特性為（C）p79A.B.C.D.３.慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性(C)p73A.≤1B.≥1C.≤1D.≥1４.零型系統(tǒng)在時，其頻率特性為（D）p80A.B.C.D.５.積分環(huán)節(jié)的頻率特性是（B）p72-73A.B.C.D.6.零型系統(tǒng)在時，其頻率特性為（A）p80A.B.C.D.7.微分環(huán)節(jié)的頻率特性是（C）p72-73A.B.C.D.8.Ⅰ型系統(tǒng)在時，其頻率特性曲線的低頻漸近線（D）p80A.與復(fù)平面的正實軸平行B.與復(fù)平面的負(fù)實軸平行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)在固有頻率（轉(zhuǎn)折頻率）處的幅頻特性為（B）p76A.B.C.D.10.Ⅲ型系統(tǒng)在時，其頻率特性曲線的低頻漸近線（C）p80A.與復(fù)平面的正實軸平行B.與復(fù)平面的負(fù)實軸平行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11.延時環(huán)節(jié)的頻率特性是（A）p78A.B.C.D.12.系統(tǒng)在時，頻率特性曲線終點的切線是（C）p80A.正實軸B.負(fù)實軸C.正虛軸D.負(fù)虛軸13.Ⅱ型系統(tǒng)在的頻率特性曲線是以為半徑隨（B）p80-81A.逆時針繞坐標(biāo)原點的圓弧軌跡線B.逆時針繞坐標(biāo)原點的圓弧軌跡線C.順時針繞坐標(biāo)原點的圓弧軌跡線D.順時針繞坐標(biāo)原點的圓弧軌跡線14.為最小相位系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（B）p83-85A.B.C.D.15.對數(shù)幅頻特性圖的起始段漸近線斜率為-20dB/dec，則系統(tǒng)為（B）p87A.零型系統(tǒng)B.Ⅰ型系統(tǒng)C.Ⅱ型系統(tǒng)D.非最小相位系統(tǒng)16.開環(huán)傳遞函數(shù)為，其幅值穿越頻率為（B）p70A.B.C.D.17.開環(huán)傳遞函數(shù)為，其相頻穿越頻率為（C）p70A.B.C.D.18.在系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性圖中，在某慣性環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折頻率之后，其漸近線的斜率將（C）p87-88A.下降10dB/decB.增加10dB/decC.下降20dB/decD.增加20dB/dec19.在具有相同幅頻特性的系統(tǒng)中，當(dāng)頻率時，其中相角變化范圍為最小的是（C）P83A.穩(wěn)定系統(tǒng)B.不穩(wěn)定系統(tǒng)C.最小相位系統(tǒng)D.非最小相位系統(tǒng)20.線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對輸入（D）p67A.階躍信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.脈沖信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)C.斜坡信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)D.正弦信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)21.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的（D）p67A.脈沖響應(yīng)B.階躍響應(yīng)C.瞬態(tài)響應(yīng)D.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)22.積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后（B）p71-72A.B.C.D.23.若慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)為T，則其相位（A）p73A.滯后B.滯后C.超前D.超前24.線性系統(tǒng)的輸入信號為，則其輸出信號穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的頻率為（A）p67-68A.B.C.D.25.微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前（B）p72A.B.C.D.26.延遲環(huán)節(jié)的幅頻特性為（A）p78A.＝1B.＝0C.＜1D.＞127.線性系統(tǒng)的輸入信號為，則其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位（B）p67-68A.等于輸入信號相位B.為輸入信號頻率的函數(shù)C.大于輸入信號相位D.小于輸入信號相位28.延遲環(huán)節(jié)的相頻特性為（D）p78A.B.C.D.29.線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號時，其幅頻特性（A）p67-68A.≥1B.＜1C.0＜＜1D.≤030.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與（B）p70A.負(fù)實軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率圖上零分貝線相交處頻率圖上－180°相位線相交處頻率31.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與（C）p70A.負(fù)實軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率圖上零分貝線相交處頻率圖上－180°相位線相交處頻率32.最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)的（D）p83-85A.零點和極點均在復(fù)平面的右側(cè)B.零點在復(fù)平面的右側(cè)而極點在左側(cè)C.零點在復(fù)平面的左側(cè)而極點在右側(cè)D.零點和極點均在復(fù)平面的左側(cè)33.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應(yīng)輸入信號，其相頻特性為（A）p71A.B.C.D.34.系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與（A）p70A.負(fù)實軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率圖上零分貝線相交處頻率圖上-180°相位線相交處頻率35.系統(tǒng)的相位穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與（D）p70A.負(fù)實軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率圖上零分貝線相交處頻率圖上－180°相位線相交處頻率36.比例微分環(huán)節(jié)（時間常數(shù)為T）使系統(tǒng)的相位（C）p75A.滯后B.滯后C.超前D.超前37.積分環(huán)節(jié)的幅值穿越頻率為（A）p70-72A.B.－C.20D.－2038.微分環(huán)節(jié)的幅值穿越頻率為（A）p70、p72-73A.B.－C.20D.－2039.串聯(lián)積分環(huán)節(jié)的幅值穿越頻率為（C）p70-72A.B.－C.D.－40.一階系統(tǒng)是（A）p83-84A.最小相位系統(tǒng)B.非最小相位系統(tǒng)C.Ⅱ型系統(tǒng)D.不穩(wěn)定系統(tǒng)41.慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率越大其（B）p45-46、p73-74A.輸出響應(yīng)越慢B.輸出響應(yīng)越快C.輸出響應(yīng)精度越高D.輸出響應(yīng)精度越低42.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出（D）p73A.幅值增大B.幅值減小C.相位超前D.相位滯后43.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出隨輸入信號頻率增加而其（B）p73-74A.幅值增大B.幅值減小C.相位超前D.相位滯后44.串聯(lián)環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性為各環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性的（A）p87A.疊加B.相乘C.相除D.相減45.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復(fù)平面的左側(cè)的系統(tǒng)為（B）p83A.非最小相位系統(tǒng)B.最小相位系統(tǒng)C.無差系統(tǒng)D.有差系統(tǒng)46.Ⅱ型系統(tǒng)是定義于包含有兩個積分環(huán)節(jié)的（A）p79A.開環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)B.閉環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)C.偏差傳遞函數(shù)的系統(tǒng)D.擾動傳遞函數(shù)的系統(tǒng)47.對于零型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上（B）p79A.始于虛軸上某點，終于坐標(biāo)原點B.始于實軸上某點，終于實軸上另一點C.始于坐標(biāo)原點，終于虛軸上某點D.始于虛軸上某點，終于虛軸上另一點48.對于Ⅰ型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上（B）p79-80A.始于的點，終于坐標(biāo)原點B.始于的點，終于坐標(biāo)原點C.始于的點，終于實軸上任意點D.始于的點，終于虛軸上任意點二、填空題1.若系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性圖的起始段漸近線斜率為-40dB/dec，則系統(tǒng)是（Ⅱ型系統(tǒng)）。P872.微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前（）。P723.在系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性中慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率之后斜率變化為（-20dB/dec）。p884.線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對輸入（正弦信號或諧波信號）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。P675.Ⅰ型系統(tǒng)在的頻率特性極坐標(biāo)曲線是以為半徑隨（逆時針繞坐標(biāo)原點）的圓弧軌跡線。p80-816.線性系統(tǒng)的輸入信號為，則其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位為輸入信號（頻率）的函數(shù)。P67-687.Ⅰ型系統(tǒng)在時，起點的相頻特性（）。p808.延遲環(huán)節(jié)的相頻特性為（）。P789.在具有相同幅頻特性的系統(tǒng)中，當(dāng)頻率時，其中的（最小相位系統(tǒng)）相角變化范圍為最小。P8310.系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與（負(fù)實軸）相交處的頻率。P7011.線性系統(tǒng)的輸入信號為，則其輸出信號響應(yīng)頻率為（）。P67-6812.零型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上始于實軸上某點，終于（坐標(biāo)原點或?qū)嵼S上某點）。P7913.積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后（）。p7214.延遲環(huán)節(jié)的幅頻特性為（＝1）p78。15.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的（穩(wěn)態(tài)）響應(yīng)。P7616.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復(fù)平面的（左半平面）的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。P8317.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應(yīng)輸入信號，其相頻特性為（）。P7118.線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號時，其幅頻特性（≥1）。P67-6819.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線（與單位圓相交）處的頻率。P7020.慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率越大其輸出響應(yīng)（越快）。p45-46、p73-7421.Ⅱ型系統(tǒng)是定義于包含有兩個積分環(huán)節(jié)的（開環(huán)傳遞函數(shù)）的系統(tǒng)。P7922.開環(huán)傳遞函數(shù)的（零點和極點）均在復(fù)平面的左側(cè)的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。P8323.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出（相位滯后）。P7324.積分環(huán)節(jié)的幅值穿越頻率為（）。P70-72三、名詞解釋題1.頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對不同頻率正弦或諧波輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。P762.幅頻特性：系統(tǒng)在正弦輸入信號作用下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比。P67-683.相頻特性：系統(tǒng)在正弦輸入信號作用下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差。P67-68４.轉(zhuǎn)折頻率：為系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性中典型環(huán)節(jié)低頻漸近線與高頻漸近線交點的頻率。P73-785.幅值穿越（截止）頻率：開環(huán)頻率特性極坐標(biāo)曲線與單位圓相交處的頻率，或開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線與Bode圖上零分貝線相交處的頻率。P706.相頻穿越頻率：開環(huán)頻率特性極坐標(biāo)曲線與負(fù)實軸相交的頻率，或開環(huán)對數(shù)相頻特性曲線與Bode圖上-180°相位線相交處頻率。P70７.十倍頻程：在對數(shù)頻率特性圖中，橫坐標(biāo)（頻率坐標(biāo)）按頻率變化十倍進(jìn)行分度，每單位長度為十倍頻程。P698.系統(tǒng)型次（類型）：按開環(huán)傳遞函數(shù)包含積分環(huán)節(jié)的個數(shù)v對系統(tǒng)進(jìn)行分類，v=0為零型系統(tǒng)、v=1為Ⅰ型系統(tǒng)、v=2為Ⅱ型系統(tǒng)、……。P799.最小相位系統(tǒng)：系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)不包含延時環(huán)節(jié)，且其傳遞函數(shù)在s復(fù)平面右半平面無零點和極點的系統(tǒng)。P83-8510非最小相位系統(tǒng)：系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)在s復(fù)平面右半平面存在零點或極點，或者傳遞函數(shù)中含有延時環(huán)節(jié)的系統(tǒng)。P83-85四、簡答題1.簡答頻率特性的求取方法。P67-69（）答：1）方法1：由頻率響應(yīng)的定義求。求出系統(tǒng)輸出的頻率響應(yīng)，再求出輸出頻率響應(yīng)的幅值與輸入信號幅值之比（即系統(tǒng)的幅頻特性），以及輸出頻率響應(yīng)與輸入信號之間的相位之差（即系統(tǒng)的相頻特性）；2）方法2：由傳遞函數(shù)求。將代入系統(tǒng)的傳遞函數(shù)得幅相頻特性；3）方法3：由試驗方法求。通過改變輸入信號的頻率，測出相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的幅值和相位，由此繪制輸出與輸入幅值比與輸入信號頻率之間的函數(shù)曲線（即幅頻特性曲線），以及輸出與輸入之間的相位差與輸入頻率之間的函數(shù)曲線（即相頻特性曲線）。2.簡答頻率特性的類型。P68-69答：1）幅頻特性和相頻特性；2）實頻特性和虛頻特性；3）對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性。3.簡述當(dāng)頻率變化范圍為時，頻率特性的極坐標(biāo)曲線特點。P69-71答：當(dāng)頻率變化范圍為時，頻率特性的極坐標(biāo)曲線為封閉曲線；區(qū)間的極坐標(biāo)曲線與對稱，且對稱軸為復(fù)平面坐標(biāo)系的實軸。4．簡述開環(huán)頻率特性的極座標(biāo)圖與其對數(shù)頻率特性圖的對應(yīng)關(guān)系。1）極座標(biāo)圖上＝1的單位圓對應(yīng)于對數(shù)幅頻特性圖上＝0的零分貝線；當(dāng)＞1時，＞0；當(dāng)＜1時，＜0。2）極座標(biāo)圖上的負(fù)實軸對應(yīng)于對數(shù)相頻特性上的－180°的相位線。3）對數(shù)頻率特性圖只對應(yīng)于ω＝0→＋∞變化的極座標(biāo)圖。5.簡述線性定常系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性圖的起始段漸近線所對應(yīng)系統(tǒng)的包含微分或積分環(huán)節(jié)的數(shù)量。P87-88答：1）起始段漸近線為水平直線（斜率為零），則系統(tǒng)不包含微分和積分環(huán)節(jié)，為零型系統(tǒng)。2）起始段漸近線斜率為20dB/dec，則系統(tǒng)包含1個理想微分環(huán)節(jié)；起始段漸近線斜率為40dB/dec，則系統(tǒng)包含2個理想微分環(huán)節(jié)；……。3）起始段漸近線斜率為-20dB/dec，則系統(tǒng)包含1個積分環(huán)節(jié)，為Ⅰ型系統(tǒng)；起始段漸近線斜率為-40dB/dec，則系統(tǒng)包含2個積分環(huán)節(jié)，為Ⅱ型系統(tǒng)；……。6.簡述線性定常系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性圖中各轉(zhuǎn)折頻率變化與典型環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。P87-88答：對數(shù)幅頻特性圖的各段漸近線的斜率變化取決于對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率的典型環(huán)節(jié)：1）慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率之后斜率下降20dB/dec；2）振蕩環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率之后斜率下降40dB/dec；3）一階微分環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率之后斜率增加20dB/dec；4）二階微分環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率之后斜率增加40dB/dec。7.簡述同類型的最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的異同。P83答：1）幅頻特性相同；2）最小相位系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)不包含延時環(huán)節(jié)，且在s平面右半平面無零點和極點；3）當(dāng)頻率時，最小相位系統(tǒng)比同類的非最小相位系統(tǒng)相角變化范圍小。8.簡述幅頻特性和相頻特性的物理意義。P68-69答：1）幅頻特性A(ω)是輸出信號的幅值與輸入信號的幅值之比，表示輸入為不同頻率的諧波信號時，系統(tǒng)輸出信號幅值的衰減或放大特性；2）相頻特性φ(ω)是輸出信號的相位與輸入信號的相位之差，表示其輸出信號相位產(chǎn)生超前[φ(ω)>0]或滯后[φ(ω)<0]的特性。9.簡述系統(tǒng)頻率特性的類型及其相互之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。P68-69答：1）幅相頻特性；2）幅頻特性和相頻特性；3）實頻特性和虛頻特性。它們之間的相互關(guān)系為：；五、計算應(yīng)用題１.求下列系統(tǒng)的頻率特性。（1）；（2）；（3）解：（1）令得：幅頻特性和相頻特性為：，實頻特性和虛頻特性為：，（2）令得：幅頻特性和相頻特性為：，實頻特性和虛頻特性為：，（3）令得：幅頻特性和相頻特性為：，實頻特性和虛頻特性為：，2.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)的相頻穿越頻率和截止頻率。解：系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性為：系統(tǒng)的相頻特性：系統(tǒng)的幅頻特性：=0可分別解得3.如圖所示為最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性折線圖。（1）求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；（2）求。圖解：（1）由圖知，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)形式為其中，式中時間常數(shù)為。系統(tǒng)的幅頻特性為：由圖可知，系統(tǒng)的截