機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集_第1頁
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機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集機(jī)械控制工程基礎(chǔ)習(xí)題集機(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《機(jī)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(shí)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(duì)象間只有(正向作用).P2A。反饋?zhàn)饔肂.前饋?zhàn)饔肅。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(duì)象輸出端)。P3A.給定輸入端B.干擾輸入端C??刂破鬏敵龆薉。系統(tǒng)輸出端3。閉環(huán)系統(tǒng)在其控制器和被控對(duì)象之間有(反向作用)。P3A.反饋?zhàn)饔肂.前饋?zhàn)饔肅。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(dòng)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(shí)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(dòng)系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號(hào)能跟隨(C的變化)。P6A。反饋信號(hào)B。干擾信號(hào)C。輸入信號(hào)D。模擬信號(hào)9。若反饋信號(hào)與原系統(tǒng)輸入信號(hào)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(duì)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(dòng)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(dòng)態(tài)性13。輸出量對(duì)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(dòng)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(dòng)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(hào)對(duì)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(dòng)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(dòng)態(tài)誤差D。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)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(dòng)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)D。累計(jì)誤差為零的系統(tǒng)22.把系統(tǒng)從一個(gè)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(dòng)態(tài)誤差D。累計(jì)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(dòng)系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號(hào)能跟隨(C)p6A.反饋信號(hào)的變化B。干擾信號(hào)的變化C.輸入信號(hào)的變化D。模擬信號(hào)的變化25.對(duì)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)26.對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(6。16)三、名詞解釋題1。自動(dòng)控制:沒有人直接參與的情況下,使生產(chǎn)過程或被控對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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??焖傩裕菏侵冈谙到y(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(dòng)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(diǎn):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(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。P33.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。P3-44.簡述對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求:1)穩(wěn)定性:穩(wěn)定性是指擾動(dòng)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(duì)某輸入信號(hào)導(dǎo)數(shù)(積分)的時(shí)域響應(yīng)等于(B)。P10A.該輸入信號(hào)時(shí)域響應(yīng)的積分(導(dǎo)數(shù))B.該輸入信號(hào)時(shí)域響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)(積分)C。該輸入信號(hào)頻率響應(yīng)的積分(導(dǎo)數(shù))D.該輸入信號(hào)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(dòng)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(diǎn)B。開環(huán)極點(diǎn)C。開環(huán)零點(diǎn)D。閉環(huán)零點(diǎn)4。線性定常系統(tǒng)輸入信號(hào)導(dǎo)數(shù)的時(shí)間響應(yīng)等于該輸入信號(hào)時(shí)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(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)解B。自由運(yùn)動(dòng)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(diǎn)是(A)。P17A。G(s)=0的解B。G(s)=∞的解C。G(s)>0的不等式解D.G(s)<0的不等式解7.線性定常系統(tǒng)輸入信號(hào)積分的時(shí)間響應(yīng)等于該輸入信號(hào)時(shí)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)。P28A。1+(閉環(huán)傳遞函數(shù))=0B.1+(反饋傳遞函數(shù))=0C.1+(開環(huán)傳遞函數(shù))=0D。1+(前向傳遞函數(shù))=010.實(shí)際的物理系統(tǒng)的零點(diǎn)映射到復(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)11.同一個(gè)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(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比B.輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比C.輸出信號(hào)的拉氏變換與誤差信號(hào)的拉氏變換之比D。誤差信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)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(duì)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(duì)于一個(gè)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(hào)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(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(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的(B)p13A。相對(duì)位移成正比B.相對(duì)速度成正比C。相對(duì)加速度成正比D。相對(duì)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(hào)的量綱B.取決于輸出與輸入信號(hào)的量綱C.取決于干擾與給定輸入信號(hào)的量綱D.取決于系統(tǒng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)配置31.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為(C)p19A.B.C.sD.1+Ts32。一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為(D)p23A。B。C.sD。1+Ts33。實(shí)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(shí)間常數(shù)為T,則輸出量隨時(shí)間的增長而不斷地增加,增長斜率為(B)p21A。TB。1/TC.1+1/TD。1/T235.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(hào)有關(guān)C.輸出信號(hào)有關(guān)D.干擾信號(hào)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(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比B。輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比C。反饋信號(hào)的拉氏變換與誤差信號(hào)的拉氏變換之比D.誤差信號(hào)的拉氏變換與反饋信號(hào)的拉氏變換之比37。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38。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(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)40.慣性環(huán)節(jié)不能立即復(fù)現(xiàn)(B)p22-23A.反饋信號(hào)B。輸入信號(hào)C。輸出信號(hào)D.偏差信號(hào)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(shí)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)p22A。2B。144.積分器的作用是直到輸入信號(hào)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(shí)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(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比B。輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比C。反饋信號(hào)的拉氏變換與誤差信號(hào)的拉氏變換之比D。誤差信號(hào)的拉氏變換與反饋信號(hào)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(duì)時(shí)間的積累過程B。輸入量對(duì)時(shí)間的積累過程C。反饋量對(duì)時(shí)間的積累過程D。誤差量對(duì)時(shí)間的積累過程48.積分環(huán)節(jié)的積分時(shí)間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為(B)p21A.1B。1/TC。TD。1+1/T49。實(shí)際的物理系統(tǒng)的極點(diǎn)映射到復(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)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)或模態(tài))。P122.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。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(shí)際系統(tǒng)具有慣性且系統(tǒng)能源有限,系統(tǒng)輸出不會(huì)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(xiàng)式和開環(huán)特征多項(xiàng)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(diǎn)),單不存在(公共極點(diǎn)).P298。積分環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是它的輸出量為輸入量對(duì)(時(shí)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(hào)的拉氏變換與(偏差信號(hào))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(diǎn)是它的輸出量為輸入量對(duì)(時(shí)間)的積累.P2117.實(shí)際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次(大于等于)分子階次。18.實(shí)際的物理系統(tǒng)的極點(diǎn)映射到復(fù)平面上為(無窮遠(yuǎn)點(diǎn))。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(shí)間的增長而不斷地增加,增長斜率為(時(shí)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(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).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(qiáng)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(shí)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(dòng)力學(xué)關(guān)系為一階微分方程形式的環(huán)節(jié)。P2211.振動(dòng)環(huán)節(jié):輸出量和輸入量的動(dòng)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(gè)重要特性.P10答:1)滿足疊加原理;2)線性定常系統(tǒng)對(duì)某輸入信號(hào)導(dǎo)數(shù)(積分)的時(shí)域響應(yīng)等于該輸入信號(hào)時(shí)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(dòng)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(shí),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A。B.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(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).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(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。P18-25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(shí)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(diǎn)增益模型式中,—-控制系統(tǒng)的增益;——控制系統(tǒng)的零點(diǎn);-—控制系統(tǒng)的極點(diǎn).3)傳遞函數(shù)的時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)環(huán)節(jié)13。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)。14。簡述微分環(huán)節(jié)對(duì)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。15.簡述基于分支點(diǎn)和求和點(diǎn)移動(dòng)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(dòng):分支點(diǎn)逆(信號(hào))流移動(dòng),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(dòng),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(dòng):求和點(diǎn)逆流移動(dòng),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(dòng),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(dòng)。五、計(jì)算應(yīng)用題1.P12-18解:對(duì)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(hào),為系統(tǒng)的輸出信號(hào),求系統(tǒng)的傳遞函數(shù).P16-18,p23—24圖解:對(duì)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(duì)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(duì)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?;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(shí),(b)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(shí),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(shí),(d)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(shí),(e)由圖根據(jù)克?;舴螂娏骱碗妷憾ɡ?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(shí),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(shí),則第3章控制系統(tǒng)的時(shí)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(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(hào)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(shí)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(yùn)動(dòng)屬性(A)p61A。取決于系統(tǒng)的極點(diǎn)B。取決于系統(tǒng)的零點(diǎn)C。取決于外部輸入信號(hào)D.取決于外部干擾信號(hào)5.高階系統(tǒng)時(shí)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??刂戚斎胄盘?hào)6.一階系統(tǒng)的時(shí)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(shí)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(hào)8。一階系統(tǒng)的時(shí)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(shí)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(dòng)響應(yīng)11。一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為(A)p45-46A.0B.C.D.12。單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是(B)p40-41A。1/sB.1C。D。1+1/s13。高(n)階系統(tǒng)的各極點(diǎn)為互不相等的實(shí)數(shù)極點(diǎn)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式為(C)。P61A。B。C。D.14。一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T,其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為(B)P47A。0B.C.D.15。當(dāng)輸入量發(fā)生突變時(shí),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??刂葡到y(tǒng)的時(shí)域穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是時(shí)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(shí)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(hào)振幅的衰減速度取決于(A)p49—54A.B。C.D.21.單位加速度信號(hào)的拉氏變換為(D)p40A。1B.C。D.22.三個(gè)一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)關(guān)系為T2<T1<T3,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(gè)系統(tǒng)響應(yīng)速度相等23.閉環(huán)控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)是(C)p44A.相位裕量B。輸入信號(hào)頻率C。最大超調(diào)量D.系統(tǒng)帶寬24。輸入階躍信號(hào)穩(wěn)定的系統(tǒng)在輸入脈沖信號(hào)時(shí)(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(hào)的拉氏變換為(C)p40A。1B。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(diǎn)的實(shí)部為(B)p49-50A。B.C.D。28.一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小,系統(tǒng)跟蹤斜坡信號(hào)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(shí)間為時(shí)刻的單位階躍響應(yīng)為(D)p45-46A。1B.0.98C。0。95D.0。63234.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(shí),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(hào)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(dòng)態(tài)精度的指標(biāo)是(A)p44、p56A.超調(diào)量B.調(diào)整時(shí)間C。上升時(shí)間D.振蕩次數(shù)37。典型二階系統(tǒng)在欠阻尼時(shí)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(diǎn)落在復(fù)平面S的虛軸上時(shí),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(diǎn)落在復(fù)平面S的Ⅱ或Ⅲ象限內(nèi)時(shí),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(shí)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(shí)間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0。02時(shí),其調(diào)整時(shí)間為(D)p46A.TB。2TC。3TD。4T44。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(diǎn)有(D)p50(1.11)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)p40A.1/sB。1C。D.1+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。0。1D。048。一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)曲線開始時(shí)刻的斜率為(C)p45A。B.C.D.50。高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)離(D)p62(4.5)A.實(shí)軸的距離大于其他極點(diǎn)的1/5B。實(shí)軸的距離小于其他極點(diǎn)的1/5C.虛軸的距離大于其他極點(diǎn)的1/5D.虛軸的距離小于其他極點(diǎn)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(hào))。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(2.18)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(shí)間響應(yīng)的一階環(huán)節(jié)瞬態(tài)分量和取決于(實(shí)數(shù)極點(diǎn))。P60-614。一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小,系統(tǒng)跟蹤(斜坡信號(hào))的穩(wěn)態(tài)誤差也越小。P475。高階系統(tǒng)時(shí)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(diǎn)實(shí)部).P60-615—1高階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的瞬態(tài)分量取決于系統(tǒng)的(極點(diǎn))。P61(1.18)6.彈簧—質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的(相對(duì)速度)成正比.P227.高階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的各瞬態(tài)分量和為系統(tǒng)的(自由運(yùn)動(dòng)模態(tài))。P60-618.一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為()。P469.高階系統(tǒng)的極點(diǎn)出現(xiàn)相等的重實(shí)數(shù)極點(diǎn)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)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(diǎn)落在復(fù)平面S的負(fù)實(shí)軸上時(shí),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(shí),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(shí)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(hào)以(有阻尼固有頻率)為角頻率衰減振蕩.P5218。一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0。05時(shí),其調(diào)整時(shí)間為(3T)。p4619.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面S的虛軸上時(shí),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(hào)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(shí)刻的斜率為()。P45—4624。一階系統(tǒng)在時(shí)間為時(shí)刻的單位階躍響應(yīng)為穩(wěn)態(tài)值的(63。2%)。25.當(dāng)系統(tǒng)極點(diǎn)落在復(fù)平面S的二或三象限內(nèi)時(shí),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(hào)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(shí)間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0。02時(shí),其調(diào)整時(shí)間為(4T)。P4629.積分環(huán)節(jié)的積分時(shí)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(6。18)三、名詞解釋題1.時(shí)間響應(yīng):系統(tǒng)在輸入信號(hào)作用下,輸出量隨時(shí)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(hào)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(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)。P624。穩(wěn)態(tài)響應(yīng):指t→∞時(shí)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(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(dòng)(即初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移項(xiàng))。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(hào)部分,即控制作用下的受控項(xiàng).P427。一階系統(tǒng):由一階微分方程描述其動(dòng)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(dòng)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(shí)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(hào)作用下的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)。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(diǎn)-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(shí)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(shí)間ts=4T(誤差范圍△=±2%),響應(yīng)值,可調(diào)整時(shí)間ts=3T(誤差范圍△=±5%)時(shí),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(hào)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,取決于共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)的實(shí)部。3。簡述高階系統(tǒng)極點(diǎn)對(duì)時(shí)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(shí)間響應(yīng)將隨時(shí)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(shí)間響應(yīng)將隨時(shí)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(shí)間響應(yīng)將隨時(shí)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(diǎn)對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)響應(yīng)模態(tài)幅值衰減越快,動(dòng)態(tài)響應(yīng)的過渡過程時(shí)間越短;2)極點(diǎn)距離實(shí)軸越遠(yuǎn),系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)項(xiàng)模態(tài)幅值越小,對(duì)系統(tǒng)的過渡過程影響越小.5。簡述控制系統(tǒng)的極點(diǎn)在S平面上不同位置時(shí),其動(dòng)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(shí),對(duì)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(shí),對(duì)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(shí),對(duì)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(dòng)態(tài)性能隨系統(tǒng)阻尼比的變化情況。P49-511)當(dāng)時(shí),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(shí),系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)總是穩(wěn)定收斂的。3)當(dāng)時(shí),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(yùn)動(dòng)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)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式為:;2)極點(diǎn)中有共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式將出現(xiàn):或;3)極點(diǎn)中出現(xiàn)相等的重實(shí)數(shù)極點(diǎn)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式將出現(xiàn):;4)極點(diǎn)中出現(xiàn)重復(fù)數(shù)極點(diǎn)時(shí),則系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式將出現(xiàn):或5)極點(diǎn)既有互異的實(shí)數(shù)極點(diǎn)、共軛復(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(shí),系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)模態(tài)形式是上述幾種形式的線性組合。8.簡述線性定??刂葡到y(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(shí),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(gè)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S平面虛軸上時(shí),則系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定狀態(tài)。9.簡述控制系統(tǒng)的時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo).P43-44答:1)延遲時(shí)間;2)上升時(shí)間;3)峰值時(shí)間;4)調(diào)節(jié)時(shí)間;5)超調(diào)量;6)振蕩次數(shù)。10。簡述三種典型輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)描述。P39—421)單位階躍信號(hào)2)單位斜坡信號(hào)3)單位加速度信號(hào)4)單位脈沖信號(hào)5)單位正弦信號(hào)11.簡述二階系統(tǒng)特征根隨阻尼比變化情況.P50-511)當(dāng)時(shí),系統(tǒng)的特征根為一對(duì)純虛根;2)當(dāng)時(shí),系統(tǒng)的特征根為一對(duì)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)數(shù)根;3)當(dāng),時(shí)系統(tǒng)的特征根為一對(duì)相等的負(fù)實(shí)數(shù)根;4)當(dāng),時(shí)系統(tǒng)的特征根為一對(duì)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,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圖解:1)由圖可知,系統(tǒng)的超調(diào)量及峰值時(shí)間分別為故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的峰值時(shí)間計(jì)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△=±0。02范圍內(nèi)時(shí),調(diào)整時(shí)間ts≤0。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)。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(shí)間計(jì)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(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圖解:由圖可知,系統(tǒng)的超調(diào)量及上升時(shí)間分別為故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的上升時(shí)間計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(duì)輸出信號(hào)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(shí)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(shí)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(duì)輸出信號(hào)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(shí)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(duì)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)間常數(shù)。2)求單位斜坡響應(yīng)由傳遞函數(shù)得對(duì)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(yùn)動(dòng)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(duì)于斜坡輸入所以9.已知某機(jī)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(shí)間tp=4.0s,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(shí),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(shí),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(dòng)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(shí)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(shí)質(zhì)是一個(gè)比例環(huán)節(jié)和一個(gè)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(shí)間該系統(tǒng)的時(shí)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?!?B?!?C.≤1D?!?2.零型系統(tǒng)在時(shí),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?!?B.≥1C.≤1D?!?4.零型系統(tǒng)在時(shí),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(shí),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(shí),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(shí),其頻率特性曲線的低頻漸近線(C)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(shí)環(huán)節(jié)的頻率特性是(A)p78A。B.C.D。12.系統(tǒng)在時(shí),頻率特性曲線終點(diǎn)的切線是(C)p80A.正實(shí)軸B。負(fù)實(shí)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(shí)針繞坐標(biāo)原點(diǎn)的圓弧軌跡線B.逆時(shí)針繞坐標(biāo)原點(diǎn)的圓弧軌跡線C。順時(shí)針繞坐標(biāo)原點(diǎn)的圓弧軌跡線D.順時(shí)針繞坐標(biāo)原點(diǎn)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(duì)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(duì)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(shí),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(duì)輸入(D)p67A。階躍信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.脈沖信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)C.斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)D。正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)21.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)不同頻率正弦輸入信號(hào)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(shí)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(hào)為,則其輸出信號(hào)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(hào)為,則其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位(B)p67-68A.等于輸入信號(hào)相位B。為輸入信號(hào)頻率的函數(shù)C。大于輸入信號(hào)相位D.小于輸入信號(hào)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(hào)完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)時(shí),其幅頻特性(A)p67-68A.≥1B。<1C.0<<1D?!?30。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(shí)軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率C.Bode圖上零分貝線相交處頻率D。Bode圖上-180°相位線相交處頻率31。系統(tǒng)的幅值穿越頻率是對(duì)數(shù)頻率特性曲線與(C)p70A。負(fù)實(shí)軸相交處頻率B。單位圓相交處頻率C.Bode圖上零分貝線相交處頻率D。Bode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(diǎn)和極點(diǎn)均在復(fù)平面的右側(cè)B。零點(diǎn)在復(fù)平面的右側(cè)而極點(diǎn)在左側(cè)C。零點(diǎn)在復(fù)平面的左側(cè)而極點(diǎn)在右側(cè)D。零點(diǎn)和極點(diǎn)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(hào),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(shí)軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率C.Bode圖上零分貝線相交處頻率D。Bode圖上-180°相位線相交處頻率35。系統(tǒng)的相位穿越頻率是對(duì)數(shù)頻率特性曲線與(D)p70A.負(fù)實(shí)軸相交處頻率B.單位圓相交處頻率C。Bode圖上零分貝線相交處頻率D.Bode圖上-180°相位線相交處頻率36。比例微分環(huán)節(jié)(時(shí)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(hào)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(duì)數(shù)頻率特性為各環(huán)節(jié)的對(duì)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(diǎn)和極點(diǎn)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(gè)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(dòng)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)47。對(duì)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(diǎn),終于坐標(biāo)原點(diǎn)B.始于實(shí)軸上某點(diǎn),終于實(shí)軸上另一點(diǎn)C。始于坐標(biāo)原點(diǎn),終于虛軸上某點(diǎn)D.始于虛軸上某點(diǎn),終于虛軸上另一點(diǎn)48.對(duì)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(diǎn),終于坐標(biāo)原點(diǎn)B。始于的點(diǎn),終于坐標(biāo)原點(diǎn)C.始于的點(diǎn),終于實(shí)軸上任意點(diǎn)D.始于的點(diǎn),終于虛軸上任意點(diǎn)二、填空題1。若系統(tǒng)對(duì)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(duì)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(duì)輸入(正弦信號(hào)或諧波信號(hào))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(shí)針繞坐標(biāo)原點(diǎn))的圓弧軌跡線。p80-816.線性系統(tǒng)的輸入信號(hào)為,則其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位為輸入信號(hào)(頻率)的函數(shù)。P67-687.Ⅰ型系統(tǒng)在時(shí),起點(diǎn)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(shí),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(shí)軸)相交處的頻率。P7011.線性系統(tǒng)的輸入信號(hào)為,則其輸出信號(hào)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(shí)軸上某點(diǎn),終于(坐標(biāo)原點(diǎn)或?qū)嵼S上某點(diǎn))。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(duì)不同頻率正弦輸入信號(hào)的(穩(wěn)態(tài))響應(yīng).P7616。傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)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(hào),其相頻特性為().P7118.線性系統(tǒng)的輸出信號(hào)完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)時(shí),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(gè)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(diǎn)和極點(diǎn))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(duì)不同頻率正弦或諧波輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng).P762.幅頻特性:系統(tǒng)在正弦輸入信號(hào)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(hào)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(duì)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(diǎn)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(duì)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(shí)軸相交的頻率,或開環(huán)對(duì)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(duì)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(gè)數(shù)v對(duì)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(shí)環(huán)節(jié),且其傳遞函數(shù)在s復(fù)平面右半平面無零點(diǎn)和極點(diǎn)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(diǎn)或極點(diǎn),或者傳遞函數(shù)中含有延時(shí)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(4.33)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(hào)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(hào)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(yàn)方法求。通過改變輸入信號(hào)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(hào)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(shí)頻特性和虛頻特性;3)對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性.3.簡述當(dāng)頻率變化范圍為時(shí),頻率特性的極坐標(biāo)曲線特點(diǎn).P69—71答:當(dāng)頻率變化范圍為時(shí),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(duì)稱,且對(duì)稱軸為復(fù)平面坐標(biāo)系的實(shí)軸。4.簡述開環(huán)頻率特性的極座標(biāo)圖與其對(duì)數(shù)頻率特性圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1)極座標(biāo)圖上=1的單位圓對(duì)應(yīng)于對(duì)數(shù)幅頻特性圖上=0的零分貝線;當(dāng)>1時(shí),>0;當(dāng)<1時(shí),<0。2)極座標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對(duì)應(yīng)于對(duì)數(shù)相頻特性上的-180°的相位線。3)對(duì)數(shù)頻率特性圖只對(duì)應(yīng)于ω=0→+∞變化的極座標(biāo)圖。5。簡述線性定常系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性圖的起始段漸近線所對(duì)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)積分環(huán)節(jié),為Ⅱ型系統(tǒng);…….6。簡述線性定常系統(tǒng)對(duì)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(duì)數(shù)幅頻特性圖的各段漸近線的斜率變化取決于對(duì)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(shí)環(huán)節(jié),且在s平面右半平面無零點(diǎn)和極點(diǎn);3)當(dāng)頻率時(shí),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(hào)的幅值與輸入信號(hào)的幅值之比,表示輸入為不同頻率的諧波信號(hào)時(shí),系統(tǒng)輸出信號(hào)幅值的衰減或放大特性;2)相頻特性φ(ω)是輸出信號(hào)的相位與輸入信號(hào)的相位之差,表示其輸出信號(hào)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(shí)頻特性和虛頻特性。它們之間的相互關(guān)系為:;五

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