電大機(jī)電控制工程基礎(chǔ)第3次作業(yè)(答案)

1、第3次作業(yè)一、填空1、時(shí)間響應(yīng)由 響應(yīng)和 響應(yīng)兩部分組成。 瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)2、為系統(tǒng)的 ，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值衰減（或放大）的特性。為系統(tǒng)的 ，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，相位遲后或超前的特性。 幅頻特性， 相頻特性3、頻率響應(yīng)是 響應(yīng)。 正弦輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)4、慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 。 5、當(dāng)輸入信號(hào)的角頻率在某一范圍內(nèi)改變時(shí)所得到的一系列頻率的響應(yīng)稱為這個(gè)系統(tǒng)的頻率特性。6、控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過(guò)程。瞬態(tài)過(guò)程是指系統(tǒng)從 到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程；穩(wěn)態(tài)過(guò)程是指時(shí)間t趨于 時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。 初始狀態(tài) 無(wú)窮7、若系統(tǒng)輸入為，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為，

2、則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為 。 8、2型系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為 。40dB/dec9、對(duì)于一階系統(tǒng)，當(dāng)由0時(shí)，矢量D(j)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。二、選擇1、根據(jù)下列幾個(gè)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷肯定不穩(wěn)定的系統(tǒng)為（ 2 ）A ； B ；C ；其中均為不等于零的正數(shù)。2、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是（ 3 ）。A ； B （T>0）； C ；D 3、已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ 3 ）（1） ；（2）；（3） ；（4）4、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的有 。DA ； B （T>0）； C ； D；

3、5、題圖中RC電路的幅頻特性為 。BA ； B ； C ； D 。6、已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ 2 ）A ； B ； C ；D 7、已知系統(tǒng)頻率特性為 ，當(dāng)輸入為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（ 4 ）A ； B ；C ； D 8、理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（ 1 ）A ，通過(guò)=1點(diǎn)的直線； B -，通過(guò)=1點(diǎn)的直線；C -，通過(guò)=0點(diǎn)的直線； D ，通過(guò)=0點(diǎn)的直線9、開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性對(duì)數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng)K增大時(shí)：A 圖A L()向上平移，不變； B L()向上平移，向上平移；C L()向下平移，不變； D L()向下平移，向下平移。10 系統(tǒng)如圖所示，為一個(gè) 裝置，

4、實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單（ B ）A 串聯(lián)校正； B 并聯(lián)校正；C 混合校正； D 正反饋校正。三、已知某單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為,校正環(huán)節(jié)為繪制其校正前和校正后的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線以及校正環(huán)節(jié)圖形與校正后的相角裕量 解答： 校正后 校正前 校正后 校正前 校正環(huán)節(jié) 2） 四、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：試：1繪出對(duì)數(shù)漸近幅頻特性曲線以及相頻特性曲線 2確定系統(tǒng)穩(wěn)定裕度解答：（1） 該系統(tǒng)是由積分、放大和兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)構(gòu)成的（2） K=10 20lgK=20分貝 （3） 低頻為積分放大環(huán)節(jié)，在，K=20分貝處作 -20dB/10倍頻 線在處作 -40dB/10倍頻 線，在處作 60dB/10倍頻線 2

5、L（）>0的范圍內(nèi)，相頻特性在處沒(méi)有穿越，所以系統(tǒng)穩(wěn)定 ，所以 =180= 五、設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，求輸入信號(hào)頻率為，振幅為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。解： 由，可以看出是由放大環(huán)節(jié)與慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，放大環(huán)節(jié)只影響輸出值的幅值，而慣性環(huán)節(jié)對(duì)輸出的幅值及相位都有影響。1) 輸出與輸入頻率相同 f=1Hz，所以=2f=6.3（）2) 求輸出與輸入相位差慣性環(huán)節(jié)相位落后為 3) 求輸出幅值 4) 穩(wěn)態(tài)輸出六、已知最小相位系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線如圖所示。試寫(xiě)出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) 。解： 1) <1的低頻段斜率為-20，故低頻段為K/。 增至1，斜率由-20轉(zhuǎn)為-40，增加-20，所以1應(yīng)為慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)

6、折頻率，該環(huán)節(jié)為 。增至2，斜率由40轉(zhuǎn)為20，增加+20，所以2應(yīng)為一階微分環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率，該環(huán)節(jié)為 。增到3，斜率由-20轉(zhuǎn)為-40，該環(huán)節(jié)為,>3，斜率保持不變。故系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)由上述各典型環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，即 2) 確定開(kāi)環(huán)增益K當(dāng)=c時(shí)，A(c)=1 。 所以 故 所以，七、 單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 試用頻域和時(shí)域關(guān)系求系統(tǒng)的超調(diào)量及過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts 。解答略八、系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為， 試?yán)L制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性并計(jì)算值。解：A 首先將分成幾個(gè)典型環(huán)節(jié)。 顯見(jiàn)該系統(tǒng)由放大環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)，慣性環(huán)節(jié)，一階微分環(huán)節(jié)組成。2) 分別做各典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線。 K=7.5 20lgK=17.5dB ； 1=2, 2=3對(duì)數(shù)幅頻特性： 相頻特性： 其對(duì)數(shù)頻率特性曲線如圖所示。3) 計(jì)算 所以 由圖可知 部份，對(duì)-線無(wú)穿越，故