2018機械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

1、期貨管理條例pl填空題(每空1分，共20分)1 .線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應用疊加原理,而非線性控制系統(tǒng)則不能。2 .反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和反饋量的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。3 .在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。4 .當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是負數(shù) 時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。5 .方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和反饋 連接。6 .線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在初始條件為零時，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。7 .函數(shù)te-at的拉氏變換為一二。 (s a)8 .線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時， 穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率

2、而變化的函數(shù)關(guān)系稱為相頻特9 .積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為20 dB/deG10 .二階系統(tǒng)的阻尼比己為 或 時，響應曲線為等幅振蕩。11 .在單位斜坡輸入信號作用下，R型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_0_o12 . 0型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為 0dB/dec,高度為20lgKp。13 .單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為 。s14 .根據(jù)系統(tǒng)輸入量變化的規(guī)律，控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程 序控制系統(tǒng)。15 .對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速歸和準確性。16 .系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，與 輸入量、擾動量的形

3、式無關(guān)。17 .決定二階系統(tǒng)動態(tài)性能的兩個重要參數(shù)是阻尼系數(shù)七和_無阻尼自然振蕩頻率 Wn。18 .設(shè)系統(tǒng)的頻率特性G (jco)=R()+jI()，則幅頻特性|G(jco)|= Jr2(w) I2(w)。19 .分析穩(wěn)態(tài)誤差時，將系統(tǒng)分為 0型系統(tǒng)、I型系統(tǒng)、II型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的_積分 環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。20 .線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是它的特征方程式的所有根均在復平面的一左_部分。21 .從0變化到+8時，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖在第四象限，形狀為_主圓。22 .用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是正弦函數(shù)。23 .二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比工的范圍為 01。24 .

4、 G(s)=的環(huán)節(jié)稱為慣性 環(huán)節(jié)。Ts 125 .系統(tǒng)輸出量的實際值與輸出量的希望值之間的偏差稱為誤差。26 .線性控制系統(tǒng)其輸出量與輸入量間的關(guān)系可以用線性微分 方程來描述。27 .穩(wěn)定性、快速性 和準確性是對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求。228 .二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是w2。s 2 wns wn29 .設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j ) R(j ) jI(),則R()稱為實頻特性。30 .根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為 _Btt _控制系統(tǒng)、非線性 控制系統(tǒng)。31 .對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和準確性。32 .二階振蕩環(huán)節(jié)的諧振頻率與阻尼系數(shù)己的關(guān)系

5、為r= CD nTT 033.根據(jù)自動控制系統(tǒng)是否設(shè)有反饋環(huán)節(jié)來分類，控制系統(tǒng)可分為開環(huán) 控制系統(tǒng)、1如控制系統(tǒng)。34.用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和對數(shù)坐標 圖示法。35.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)己=0.707時，為最佳阻尼系數(shù)。這時系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。1 .傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng)，在初始條件為零的條件下、系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入 量的拉氏變換之比。2 .瞬態(tài)響應是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程。3 .判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點是系統(tǒng)特征方程的根必須為負實根或負實部的復數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的

6、充要條件。4 . I型系統(tǒng)G(s)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為_0_,在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 s(s 2)5 .頻率響應是系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應,頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。6 .如果系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復到原來的工作狀態(tài)，這樣的系 統(tǒng)是（漸進）穩(wěn)定的系統(tǒng)。7 .傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關(guān)，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條 件下的線性定常系統(tǒng)。8 .系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。9 .如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為離散（數(shù)字）控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差

7、分方程來描述。10 .反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以CDc （截止頻率）附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應的穩(wěn)定性和快速性;而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。11 .對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速 性和精確或準確性。單項選擇題：1 .當系統(tǒng)的輸入和輸出已知時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為 （）A最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識C系統(tǒng)校正D.自適應控制2 .反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有（）A反饋回路B.慣性環(huán)節(jié)頁腳內(nèi)容5C積分環(huán)節(jié)D.PID調(diào)節(jié)器3.()=，,(a 為常數(shù))。s aA. L e atB. L eatC. L e«a)D. L e (

8、t+a)4.L t2e2t=(B. 1a(s a)C. 2(s 2)3D. -2s貝1 Lim f (t)=(t 0A. 4B. 2C. 0D.OO6.已知f（t尸eat,（a為實數(shù)）,則L tf(t)dt 0二（A. -as aB.1a(s a)C.s(sD.a)1a(s a)A. 3sB.1 2s-e s期貨管理條例plC3 2s .esD. 3e2ssXi(t),它是()A線性系統(tǒng)C非線性系統(tǒng)8.某系統(tǒng)的微分方程為5x0 (t) 2x0x0(t)B.線性定常系統(tǒng)D.非線性時變系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s尸e2s,它是(B.延時環(huán)節(jié)A.比例環(huán)節(jié)C慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)10 .圖示系統(tǒng)的傳

9、遞函數(shù)為A. 1RCs 1IJlB RCs .RCs 1C. RCs+1D RCs 1RCs11二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=4S/，其無阻尼固有頻率口是()2 s 100A. 10B. 5C. 2.5D. 2512 .一階系統(tǒng)三的單位脈沖響應曲線在仁。處的斜率為()A. KTB. KTc. AT2D.上T213 .某系統(tǒng)的彳61函數(shù)G（s）=JS-Ts 1則其單位階躍響應函數(shù)為（）A. " B. Tet/TC. K( 1e t/T)D.，e Kt/T)14 .圖示系統(tǒng)稱為（）型系統(tǒng)。A. 0B. IC. nd. m15延時環(huán)節(jié)G（s尸e,s的相頻特性/A. T CDB. -T C.

10、9 0D.l 816對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示,G3）等于（-IEI 1/T它對應的傳遞函數(shù)G（s）（）A.1+TsB. 1 TsC.-TsD. (1+Ts)7117 .圖示對應白環(huán)節(jié)為（）A. TsB. -A-1 TsC.1+TsD. ±Ts18 .設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=S+14S2+40s+40 P =0,則此系統(tǒng)穩(wěn)定的p值范圍為()D. r <0A. r >0B. 0< r <14C. r >1419 .典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時間與()有關(guān)。A增益B.誤差帶C增益和阻尼比D.阻尼比和無阻尼固有頻率20 .若系統(tǒng)的Bode圖在=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(

11、如圖所示)，這說明系統(tǒng)中有()環(huán)節(jié)。A. 5s+1B. (5s+1)C. 0.2s+1D.(0.2s 1)221 .某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=(s 7)(s 2),其零、極點是()(4s 1)( s 3)A.零點 s=0.25,s=3極點 s= -7,s=2B.零點 s=7,s=- 2;極點 s=0.25,s=3期貨管理條例plC零點 s=7,s=2;極點 s= 1,s=3D零點 s=7,s=2;極點 s= 0.25,s=3頁腳內(nèi)容5122 .一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為3(s 2)，則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次依次為()s(2s 3)(s 5)A. 0.4, IB. 0.4, nC. 3 ID. 3,

12、 n23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)法ts e,其幅頻特性I G3) |應為()A. qe1 TB. -e1 TC. Ve1 T2 2D. 一K1 T2 224 .二階系統(tǒng)的阻尼比(，等于A.系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)B.臨界阻尼系數(shù)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比C系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比D.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)的倒數(shù)25 .設(shè)CDc為幅值穿越(交界)頻率，小(3 c)為開環(huán)頻率特性幅值為1時的相位角，則相位裕度為()A.180 小C. 180 + 小(Wc)D. 90° + 小( c)26.單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=-A-,則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為B.

13、54C. 45D. 027二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s尸2ns n，在年時，其無阻尼固有頻率與諧振頻率r的關(guān)系為（A. (D n< 3 rC. (D n> 3 rD.兩者無關(guān)28.串聯(lián)相位滯后校正通常用于（A提高系統(tǒng)的快速性B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度C減少系統(tǒng)的阻尼D減少系統(tǒng)的固有頻率29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中,能在頻率c=4處提供最大相位超前角的是（）B. -s-4s 1C 01s 1.0.625s 1D 0.625s 1.01s 130從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率c= 40,則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過適當調(diào)整增益使穩(wěn)

14、態(tài)誤差減至最小的是0.004s 1 1.0.04s 10.4s 1B.4s 1C.上10s 1d. q0.4s單項選擇題（每小題1分，共30分）1.B2.A3.A4.B13.C14.B15.B 16.D17.C6.C7.C8.C9.B10.B 11.B12.C18.B19.D20.D21.D22.A 23.D24.C5.B25.C 26.A27.C28.B29.D30.B、填空題（每小題2分，共10分）1 .系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的增益、? 口:有關(guān)。2 .一個單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為3 K2一,則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為開環(huán)增益為s 5s 4so3 .二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其

15、調(diào)整時間 ts與阻尼比、?口:有關(guān)。4 .極坐標圖（NyquistS）與對數(shù)坐標圖（Bode圖）之間對應關(guān)系為：極坐標圖上的單位圓對應于Bode圖上的;極坐標圖上的負實軸對應于 Bode圖上的。5 .系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與:有關(guān),與無關(guān)。填空題（每小題2分，共10分）1型次 輸入信號2.s3+5s2+4s+K=0 ,%3.誤差帶 無阻尼固有頻率44.0分貝線 180°線5.本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入1.線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（C ）A.線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無外加輸入。B.線性系統(tǒng)無外加輸入，非線性系統(tǒng)有外加輸入。C線性系統(tǒng)滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理。D.線性系統(tǒng)不

16、滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)滿足迭加原理。2.令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的（B ）A.代數(shù)方程B.特征方程C差分方程D.狀態(tài)方程3.時域分析法研究自動控制系統(tǒng)時最常用的典型輸入信號是（D ）A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù)C拋物線函數(shù)D.階躍函數(shù)4.設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=10，該系統(tǒng)為（B ）s（s 1）（s 2）A. 0型系統(tǒng)B. I型系統(tǒng)C. II型系統(tǒng)D. III型系統(tǒng)5.二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性（），當 時，其相位移（）為（B ）A. -270°B. -180°C. -90°D. 0°6 .根據(jù)輸入量變化的規(guī)律分類，控制

17、系統(tǒng)可分為（A ）A.恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B.反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋一反饋復合控制系統(tǒng)C最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)7 .采用負反饋連接時，如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s)反饋通道的傳遞函數(shù)為 H(s)則其等效傳遞函數(shù)為(C )A G(s)B 11 G(s)1 G(s)H(s)C G(s)D G(s)1 G(s)H(s)1 G(s)H(s)8. 一階系統(tǒng)G(s)：人的時間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的輸出響應達到穩(wěn)態(tài)值的時間 Ts + 1(A )A.越長B.越短C不變D.不定9 .拉氏變換將時間函數(shù)變換成(D )A正弦函數(shù)B.單位階躍函數(shù)C單位脈沖函

18、數(shù)D.復變函數(shù)10 .線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下(D )A.系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B.系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D.系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比11.若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）二2，則其頻率特性的實部R3 ）是Ts 1A.K2 _212T2B.K2 _212T2D. - K1 T12.微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移9 （）二A. 90°B. -90°C. 0D. -18013.積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移9 （尸A. 90°B. -90°C. 0D. -18014傳遞函數(shù)反映了系

19、統(tǒng)的動態(tài)性能，它與下列哪項因素有關(guān)？（ C ）A.輸入信號B.初始條件C系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D輸入信號和初始條件15.系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的（C ）A.充分條件B.必要條件C充分必要條件D以上都不是16.有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為U1和U2（t）時，輸出分別為y1和*（t）。當輸入為aU1（t）+a2U2（t）時（a,a2為常數(shù)），輸出應為（B ）A. ay(t)+y2(t)B. ay(t)+a2y2(t)C. ayi(t)-ay2(t)D. y(t)+a2y2(t)17. I型系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為A. -40(dB/dec)B. -20(dB/de

20、c)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)18 .設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）r5，則系統(tǒng)的阻尼比為（C ）s2 5s 25A.25B. 5C. -D. 1219 .正弦函數(shù)sin t的拉氏變換是（B ）A.C._2 sD.20 .二階系統(tǒng)當0< <1時，如果增加，則輸出響應的最大超調(diào)量將A.增加B.減小C不變D不定21 .主導極點的特點是A距離實軸很遠B距離實軸很近C距離虛軸很遠D距離虛軸很近22 .余弦函數(shù)cos t的拉氏變換是A.C s .-22s23 .設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G(s)=1 ,則其頻率特性幅值 M(尸sA.KB.上2C.1D24 .比例環(huán)節(jié)的頻率

21、特性相位移9 ()二A.90°B.-900C.0°D.-18025 .奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的(C )來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個判別準則。A.開環(huán)幅值頻率特性B.開環(huán)相角頻率特性C開環(huán)幅相頻率特性D.閉環(huán)幅相頻率特性26 .系統(tǒng)的傳遞函數(shù)A.與輸入信號有關(guān)B.與輸出信號有關(guān)C完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定D.既由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，也與輸入信號有關(guān)27 . 一階系統(tǒng)的階躍響應，(D )A.當時間常數(shù)T較大時有振蕩B.當時間常數(shù)T較小時有振蕩C有振蕩D無振蕩28 .二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性相位移8()在(D )之間。A.0° 和 90°B.0

22、6; 和一90°C.O0 和 180°D.0 和一180°29 .某二階系統(tǒng)阻尼比為0.2,則系統(tǒng)階躍響應為(C )A.發(fā)散振蕩B.單調(diào)我減C.我減振蕩D.等幅振蕩5sint.設(shè)有一個系統(tǒng)如圖1所示，ki=1000N/m,k2=2000N/m, D=10N/(m/s),當系統(tǒng)受到輸入信號xi(t)的作用時，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出x0(t)。(15分)0.01s0.015s 1解.X0AkiDs Xi s k1 k2 Ds k1k2然后通過頻率特性求出 x0 t 0.025sin t 89.14三.一個未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反饋閉環(huán)。經(jīng)過測試，得知閉環(huán)系統(tǒng)的單

23、位階躍響應如圖2所示。（10分）問：（1）系統(tǒng)的開環(huán)低頻增益K是多少？（5分）（2）如果用主導極點的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng)，試寫出其近似閉環(huán)傳遞函數(shù)；（5分）解：（1） 7 , K0 71 K08 X_s_7Xi s 0.025s 8四.已知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖3所示。（10分）1 .寫出開環(huán)傳遞函數(shù)G（s的表達式；（5分）2 .概略繪制系統(tǒng)的Nyquistffl。（5分）1. G(s)嘀1喘1)100s(s 0.01)(s 100)2.五.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，試求：（15分）1 .繪制系統(tǒng)的信號流圖。（5分）2 .求傳遞函數(shù)X£®及Xo®。（

24、10分）Xi（s） N（s）L1 G2Hl,L2G1G2H2P1 G1G21 1Xo(s)G1G2Xi(s)1 G2Hl G1G2H2P1 11 1 G2HlX o (s)1 G2 H1N(s) 1G2H1G1G2H2六.系統(tǒng)如圖5所示，r(t) 1(t)為單位階躍函數(shù)，試求：(10分)1 .系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 no (5分)2 .動態(tài)性能指標：超調(diào)量MP和調(diào)節(jié)時間ts(5%)。(5分)1.S(S 2) s(s 20.52. Mpts100% 16.5%3n七.如圖6所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下ess02.25時，K的數(shù)值。（10分）232D(s) s(s 3) K

25、 s 6s9s由勞斯判據(jù):3 s2 s1 s0 s1654 K6K第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得0 K 54又有:ess 9 <2.25K可得：K> 44< K< 54八.已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)2六，試求系統(tǒng)的相包裕量。（儂）解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為W(s)W(s)2|G(j c)| 180c)180tg 1 c180601202 9三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=s2nS2n ,試求最大超調(diào)量(T % =9.6%、峰值時間tp=0.2秒時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)己和n的值。解：= % e 1100%=9.6%.Y =0.6 tp=0.2 Cl) n=tp J

26、 2一314一 19.6rad/s0.2.1 0.62四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 Gc(s)=-一s 22 n2 ，ns n試求最大超調(diào)量(T % =5%、調(diào)整時間t=2秒(4=0.05)時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)己和n的值。解：=% e 1 2 100% =5%.Y =0.69: n=2.17 rad/s五、設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gk(s) 25s(s 6)求(1)系統(tǒng)的阻尼比(和無阻尼自然頻率CDn；(2)系統(tǒng)的峰值時間tp、超調(diào)量6%、調(diào)整時間ts(A =0.02);25解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)Gb(S)s(s J)25 丁二5一125 s(s 6) 25 s 6s 25s(s 6)

27、與標準形式對比，可知2 wn 6, w2 25故wn 5,0.6又wd wn12 5 .1 0.62 4tp 0.785wd40.6% e 1 2 100% e 1 0.62 100% 9.5%4ts 1.33 wn六、某系統(tǒng)如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率con,阻尼比(，超調(diào)量6,峰值時間tp,調(diào)整時問 tsg=0.02)。解：對于上圖所示系統(tǒng)，首先應求出具傳遞函數(shù)，化成標準形式，然后可用公式求出各項特征量及瞬 態(tài)響應指標。100XoSs50s 41002Xi s 1100002 s50s 4 2 s2 0.08s 0.04s50s 4 .與標準形式對比，可知 2 wn 0.08, w；

28、0.04n 0.2 rad /s0.20.2 22.2% e 1 e 1 0.252.7%tp：16.03 s02,1 0.22ts0.2 0.2100 s七、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:Gk(s)100s(s 2)求：（1）試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K;(2)試求/&入為r(t) 1 3t時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)將傳遞函數(shù)化成標準形式Gk(s)10050s(s 2) s95s 1)可見，v=1,這是一個I型系統(tǒng)開環(huán)增益K= 50;(2)討論輸入信號，r(t) 1 3t ,即A= 1,B=3根據(jù)表34,誤差essB1 Kp Kv0 0.06500.06八、已知單位負反

29、饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:求：(1)試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K；(2)試求/&入為r(t) 5 2t 4t2時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)將傳遞函數(shù)化成標準形式Gk(s)100s2(s 0.1)(s 0.2)s2(10s 1)(5s 1)可見，v = 2,這是一個II型系統(tǒng)開環(huán)增益K= 100;(2)討論輸入信號，r 5 2t 4t2,即A= 5, B=2, C=40.04根據(jù)表 34,誤差 essA-C-20 0 0.041 KpKVKa1100九、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下:GK(S)Q201)(0.1s 1)求：（1）試確定系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K；(2)試求/&a

30、mp;入為r(t) 2 5t 2t2時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：（1）該傳遞函數(shù)已經(jīng)為標準形式可見，v=0,這是一個0型系統(tǒng)開環(huán)增益K= 20;(2)討論輸入信號，r(t) 2 5t 2t2,即 A= 2, B=5, C=2根據(jù)表3r誤差ess I 言Ka1 2021十、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s4+2s3+3s2+4s+5=0試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1, a3=2 , a2=3, ai=4, a0=5均大于零，且有2 4 0 013 5 040 2 4 00 13 51 202 2 3 1 4 2 03 23422541412 04 5 3

31、5 ( 12)60 0所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為 4 一 3_ 2 一 一 一s4 6s3 12s2 10s 3 0試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1, a3=6 , a2=12, a1二10, a0=3均大于零，且有6 10 0 01 12 3 040 6 10 00 1 12 35 6 06 612 1 1062 07 612 10 66 3 101 10 512 08 33 3 5121536 0所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十二、設(shè)系統(tǒng)特征方程為s4 5s3 2s2 4s 3試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

32、a0二3均大于零,解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，a4=1, a3=5, a2=2, a=4且有9 4 0 012 3 040 5 4 00 12 35 5 06 5 2 1 4 6 07 52455341451 08 3 3 3 ( 51)153 0所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十三、設(shè)系統(tǒng)特征方程為 322s3 4s2 6s 1 0試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：(1)用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別，8=2啟2=42=6Z0=1均大于零，且有4 1 03 2600 4 14 4 05 4 6 2 1 22 06 46144012160所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)

33、如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線G(s)30s(0.02s 1)解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K= 30;有一個積分環(huán)節(jié)，即v=1;低頻漸近線通過(1, 201g30)這點，余率為20dB/dec；有一個慣性環(huán)節(jié)，對應轉(zhuǎn)折頻率為 wi 50,斜率增加20dB/deCo0.02系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十五、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線G(s)100s(0.1s 1)(0.01s 1)解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K= 100;有一個積分環(huán)節(jié)，即v= 1;低頻漸近線通過（1, 201g10。這點，即通過（1, 40）這點斜率為20dB/dec；11有兩個慣性環(huán)節(jié)，對應轉(zhuǎn)折頻率為 w1 10

34、, w2 100,斜率分別增加20dB/dec0.10.01系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十六、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。G（s） 0.1s 1解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K= 1;無積分、微分環(huán)節(jié)，即v= 0,低頻漸近線通過（1, 201g1）這點，即通過（1, 0）這點斜率為0dB/dec；1有一個一階微分環(huán)節(jié)，對應轉(zhuǎn)折頻率為 w1 - 10 ,斜率增加20dB/dec。0.1系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十七、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。解:C(s)解:GlGjG jIKhSHl+G2H14GjG2Hl十八、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。十九、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)解:GGG三、簡答題（共16分）1 .（4分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為_2,求系統(tǒng)的脈沖響應表達式。 s2 4s 32 .（4分）已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為K ,試問該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)？系統(tǒng)的單位階躍