機(jī)電控制工程基礎(chǔ)綜合練習(xí)

第一章習(xí)題一、填空1.系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端叫做。2.有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為。3.我們把輸出量直接或間接地反饋到，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作。4.控制的任務(wù)實(shí)際上就是，使不管是否存在擾動(dòng)，均能使的輸出量滿足給定值的要求。系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)這樣的系統(tǒng)是系統(tǒng)。6、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質(zhì)，可以分為和非線性控制系統(tǒng)。7、為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì)量進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的結(jié)果反饋到輸入端與輸入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除。因此，整個(gè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)閉合回路。我們把輸出量直接或間接地反饋到端，形成閉環(huán),參與控制的系統(tǒng)，稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。8、題圖由圖中系統(tǒng)可知，輸入量直接經(jīng)過控制器作用于被控制對(duì)象，當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，沒有人為干預(yù)，輸出量按照輸入量所期望的狀態(tài)去工作，圖中系統(tǒng)是一個(gè)控制系統(tǒng)。9、如果系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)稱為系統(tǒng)，否則為系統(tǒng)。任何一個(gè)反饋控制系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)必須是的。二、選擇1.開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起的系統(tǒng)稱為。（）A復(fù)合控制系統(tǒng)；B開式控制系統(tǒng)；C閉環(huán)控制系統(tǒng)；D連續(xù)控制系統(tǒng)2.當(dāng)t時(shí)，閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)輸出的實(shí)際值y()與按參考輸入所確定的希望值yr()之間的差值叫。（）A微分；B差分；C穩(wěn)態(tài)誤差；D積分3．把輸出量反饋到系統(tǒng)的輸入端與輸入量相減稱為。（）A反饋；B負(fù)反饋；C穩(wěn)態(tài)差誤；D積分4．機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)控制屬于。（）A閉環(huán)控制；B開環(huán)控制C正反饋控制D連續(xù)信號(hào)控制5．自動(dòng)售貨機(jī)控制屬于。（）A閉環(huán)控制；B開環(huán)控制C正反饋控制D連續(xù)信號(hào)控制三、判斷題1. 若系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)沒有控制作用，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。2．火炮跟蹤系統(tǒng)屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。3．自動(dòng)洗衣機(jī)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。4．步進(jìn)電機(jī)控制刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。5．當(dāng)系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)有控制作用時(shí)，系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。第二章習(xí)題一、填空1.于函數(shù)f(t)，它的拉氏變換的表達(dá)式為。2.單位階躍函數(shù)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的結(jié)果是。3.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是。4.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果為。5.et的拉氏變換為。6.F[s]1的原函數(shù)的初值f(0)=，終值f()=s(s1)7.已知f(t)的拉氏變換為s，則初值f(0)=（）。(s2)248.f(t)e2tsin2t的拉氏變換為。9.若Lf(t)F(s)，則L[eatf(t)]。10.若L[f(t)]F(s)，則L[f(t2)]。二、選擇1.1et的拉氏變換為（）。2A.1B.0.5C.0.5D.12ss1s122.e2t的拉氏變換為（）。A.1B.0.5C.1D.1e2s2ss1s223．脈沖函數(shù)的拉氏變換為（）。A．0B.∞C.常數(shù)D.變量4.f(t)5t，則L[f(t)]（）。A.5B.1C.05D.s5.已知F(s)s23s3，其原函數(shù)的終值f(t)（）。s(s2)(s22s5)tA．∞B.0C.0.6D.0.36.已知F(s)s22s3，其原函數(shù)的終值f(t)（）。s(s25s4)tA.0B.∞C.0.75D.37.已知F(s)a2ens，其反變換f(t)為（）。sA.a(ta)B.a(tn)C.atenD.1(tn)na8.已知F(s)1，其反變換f(t)為（）。s(s1)A.1etB.1etC.1etD.et19.f(t)etsin2t的拉氏變換為（）。A.2e2sB.2C.s4D.se2ss24(s4)24(s1)2s2410.圖示函數(shù)的拉氏變換為（）。a0τtA.a12(1es)B.12(1es)C.1(1es)D.a12(1es)sasass三、判斷1．滿足狄利赫利條件的函數(shù)f(t)的拉普拉斯變換為F(s)Lf(t)f(t)estdt，積分的結(jié)果取決于參數(shù)0t和s，F(xiàn)(s)稱為f(t)的象函數(shù)，而f(t)為F(s)的原函數(shù)。2.若F[s]=1，則f()=0。s93.f(t)的拉氏變換為F[s]6，則f(t)為3(1e2t)。s(s2)4．單位拋物線函數(shù)為0t01u(t)1。t2t0，其拉普拉斯變換結(jié)果為s22115．已知f(t)1e2t，f(t)的拉氏變換為F(s)L[f(t)]。ss2第三章習(xí)題一、填空1.描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式叫做系統(tǒng)的。2.在初條件為零時(shí)，與之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。3.根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特性方程式可以將其分為和非線性控制系統(tǒng)。4.數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，或者說是描述系統(tǒng)內(nèi)部變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。5.如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,方程是的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。6．環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是YsK。GsTsXs17．題圖根據(jù)以上題圖填空，RCucturt8．運(yùn)動(dòng)方程式TdytytKxt描述的是一dt個(gè)。二、選擇1.已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是。()A.y(t)x(t)L1[G(s)]B.Y(s)G(s)X(s)C.X(s)Y(s)G(s)D.Y(s)G(s)/X(s)2.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是。()A.輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比B.零初始條件下，輸出與輸入之比C.零初始條件下，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比D.無法求出3.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為1，則該系統(tǒng)的時(shí)域原函數(shù)g(t)是。()s(s1)A.1etB.1etC.1etD.1et4.傳遞函數(shù)GsYseTS表示了一個(gè)。（）XsA.時(shí)滯環(huán)節(jié)B.振蕩環(huán)節(jié)C.微分環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)5.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為3；其單位階躍響應(yīng)為（）5s1tttt1e5B.33e5C.55e5D.55e56．設(shè)有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機(jī)械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量的運(yùn)動(dòng)微分方程式可以對(duì)圖中系統(tǒng)進(jìn)行描述，那么這個(gè)微分方程的階次是：（）A. 1 B. 2 C. 3D.47．下圖所示的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) Gks為（ ）。圖A.G1G3；G1G2；G1G2G3H2B.G1G21G3H11G3H1G3H2G1G2G3H2；G1G2G3C.Gks1G3H1D.G1G2G3H21G3H18．以下圖形a為輸入x(t)波形，圖b為輸出y(t)波形，所描述的是一個(gè)（）a

bA.積分環(huán)節(jié)

B.

微分環(huán)節(jié)

C.

慣性環(huán)節(jié)

D.

時(shí)滯環(huán)節(jié)三、判斷1． 數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2．如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型方程是線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是指初始條件不為零時(shí)，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換的比。4．傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與輸入有關(guān)。5．對(duì)于可實(shí)現(xiàn)的物理系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分母中 s的階次必大于分子中 s的階次。6．傳遞函數(shù)并不反映系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。7．不同的物理系統(tǒng)，可以有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件無關(guān)。8．比例環(huán)節(jié)（放大環(huán)節(jié)）的輸出量與輸入量的關(guān)系為 yt Kxt，K是一個(gè)變量。9．比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為YsK。GsXs10．常見的電子放大器，齒輪減速器，杠桿等均屬于比例環(huán)節(jié)。11．當(dāng)輸入x(t)為單位階躍信號(hào)時(shí)，輸出y(t)如圖所示，那么這個(gè)系統(tǒng)一定是一個(gè)微分環(huán)節(jié)。第四章習(xí)題一、填空1．電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等等，均可視為。2．函數(shù)δ(t)可認(rèn)為是在間斷點(diǎn)上單位階躍函數(shù)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。3．超調(diào)量是指在瞬態(tài)過程中，輸出量的值超過穩(wěn)態(tài)或輸入值的百分?jǐn)?shù)。4．過渡過程時(shí)間或調(diào)節(jié)時(shí)間ts是指量與穩(wěn)態(tài)值之間的偏差達(dá)到允許范圍（一般取2%或5%）并維持在此允許范圍以內(nèi)所需的時(shí)間。5．ωn和ζ這兩個(gè)參數(shù)是決定二階系統(tǒng)瞬態(tài)特性的非常重要的參數(shù) ，那么可把二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)寫成含有這兩個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)式，即。二、單項(xiàng)選擇1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2，其時(shí)間常數(shù)為。()s0.25A.0.25B.4C.2D.12.若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.4，則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為。()A.等幅振蕩B.衰減振蕩C.振蕩頻率為n的振蕩D.發(fā)散振蕩3.二階系統(tǒng)的超調(diào)量%。()A.只與有關(guān)B.與無關(guān)C.與n和無關(guān)C.與n和都有關(guān)4.兩個(gè)二階系統(tǒng)的超調(diào)量%相等，則此二系統(tǒng)具有相同的。()A.nB.C.KD.d5.對(duì)二階欠阻尼系統(tǒng)，若保持不變，而增大n，則。()A.影響超調(diào)量B.減小調(diào)節(jié)時(shí)間C.增大調(diào)節(jié)時(shí)間D.不影響調(diào)節(jié)時(shí)間6.某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是()。A.KB.sdC.KD.1Ts1a)(sb)(sa)s1(ss27.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為3，則該系統(tǒng)在單位脈沖函數(shù)輸入作用下輸出為（）。s(s3)A.3(1e3t)B.1e3tC.1e3tD.3(1e3t)8．系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)由瞬態(tài)響應(yīng)和A．穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.暫態(tài)響應(yīng)

兩部分組成。（C. 沖激響應(yīng) D. 頻率響應(yīng)

）9．系統(tǒng)受到外加作用后，系統(tǒng)從初始狀態(tài)到最終穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程稱A．穩(wěn)態(tài)響應(yīng) B. 瞬態(tài)響應(yīng) C. 沖激響應(yīng) D. 頻率響應(yīng)10．系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)反映系統(tǒng)的 。（ ）三、 判斷題

。（

）1.系統(tǒng)受到外界擾動(dòng)作用后，其輸出偏離平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動(dòng)消失后，經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間，若系統(tǒng)又恢復(fù)到原平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2. 系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的。3. 輸出端定義誤差是指希望輸出與實(shí)際輸出之差。4．輸入端定義誤差是指輸入與主反饋信號(hào)之差。5．穩(wěn)態(tài)誤差的表達(dá)式是esslim()lim()。ets0Est6．系統(tǒng)在外加作用的激勵(lì)下，其輸出隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系叫時(shí)間響應(yīng)。7．系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是指系統(tǒng)受到外加作用后，時(shí)間趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)的輸出。8．電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等，均可視為沖激作用。因此沖激信號(hào)是評(píng)價(jià)系統(tǒng)瞬態(tài)性能時(shí)應(yīng)用較多的一種典型信號(hào)。9．x(t)1t2是單位速度函數(shù)，其拉氏變換為X(s)1，它表征的是速度均勻變化的信號(hào)。2s310．單位脈沖函數(shù)的幅值為無窮大，持續(xù)時(shí)間為零是數(shù)學(xué)上的假設(shè)，在系統(tǒng)分析中很有用處。第五章 習(xí)題一、填空1.Ⅱ型系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為。2.A(y())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)G(jx0衰減（或放大）的特性。()G(j)為系統(tǒng)的，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)相位遲后(0)或超前(0)的特性。3.頻率響應(yīng)是響應(yīng)。4.對(duì)于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由0→∞時(shí)，矢量D(jω)方向旋轉(zhuǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不2穩(wěn)定。當(dāng)輸入信號(hào)的角頻率ω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 ?？刂葡到y(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時(shí)間t趨于時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。7.若系統(tǒng)輸入為Asint，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為Bsin(t)，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為。二、選擇1.題圖中R－C電路的幅頻特性為。()A.1B.12(T)21T1C.1D.1(T)211T2.已知系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)頻率還可表示為（）1j3A.5ejtg13B.5ejtg1C.5ejtg13D.5ejtg121213．已知系統(tǒng)頻率特性為1，當(dāng)輸入為x(t)sin2t時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）5j1A.sin(2ttg15)B.1sin(2ttg15)C.sin(2ttg15)D.1sin(2ttg15)2125214．理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（）A.20dB，通過ω=1點(diǎn)的直線B.-20dB，通過ω=1點(diǎn)的直線decdecC.-20dB，通過ω=0點(diǎn)的直線D.20dB，通過ω=0點(diǎn)的直線decdec5．開環(huán)傳遞函數(shù)GK(s)的對(duì)數(shù)幅頻特性與對(duì)數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng)K增大時(shí)：（）L()c( )圖A.L(ω)向上平移，()不變B.L(ω)向上平移，()向上平移C.L(ω)向下平移，()不變D.L(ω)向下平移，()向下平移三、判斷1．已知系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)可表示為5ejtg1。j1212．一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)1s，其頻率特性可表示為G(j)1j1()2ej。3．積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性是一條斜率為20dB的直線。dec4．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)K10，輸出與輸入的相位差是90。G(s)10.5s1Ts5．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1，當(dāng)輸入信號(hào)頻率為f，振幅為X010時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)G(s)1Hzs1態(tài)輸出信號(hào)的頻率是 1Hz。6．系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。7．圖中所示的頻率特性是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。第六章習(xí)題一、單項(xiàng)選擇1.增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值，使系統(tǒng)。()A.精度降低B.精度提高C.穩(wěn)定性提高D.精度不受影響10.27s，是屬于2.串聯(lián)校正環(huán)節(jié)Gc(s)環(huán)節(jié)。()10.11sA.相位超前校正B.相位遲后校正C.相位遲后──超前校正D.以上都不對(duì)3.已知校正環(huán)節(jié)Gc(s)Ts1，若作為遲后校正環(huán)節(jié)使用，則系數(shù)應(yīng)為。()Ts1A.1>α>0B.α=0C.α>1D.0.707>α>04.系統(tǒng)如圖所示，Gc(s)為一個(gè)裝置.（）A.串聯(lián)校正B.并聯(lián)校正C.混合校正D.正反饋校正5．在實(shí)際工程系統(tǒng)中常用來實(shí)現(xiàn)類似遲后──超前校正作用？()A.比例──積分──微分調(diào)節(jié)器B.微分調(diào)節(jié)器C.積分調(diào)節(jié)器D.比例──積分調(diào)節(jié)器二、判斷題1． 在系統(tǒng)校正中，常用的描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)有相角裕量和幅值裕量等。2． 截止頻率是描述控制系統(tǒng)精度的指標(biāo)，它可以直接確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。3．描述系統(tǒng)快速性的指標(biāo)通常有穿越頻率c，截止頻率b等。4．為改善系統(tǒng)的性能，通常在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，這種方法稱為校正。5．順饋校正是一種串聯(lián)校正。6．反饋校正是一種并聯(lián)校正。7．相位超前校正會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。8．相位遲后校正能夠提高系統(tǒng)開環(huán)增益，從而提高穩(wěn)態(tài)精度。9．相位遲后──超前校正適用于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求較高的場(chǎng)合。10．用頻率法校正控制系統(tǒng)，實(shí)際上就是采用校正環(huán)節(jié)來改善頻率特性形狀，使之具有合適的高頻、中頻、低頻特性和穩(wěn)定裕量，以便得到滿意的閉環(huán)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求。第七章習(xí)題一、填空1.如果在系統(tǒng)中只有離散信號(hào)而沒有連續(xù)信號(hào)，則稱此系統(tǒng)為系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。2.當(dāng)采樣頻率滿足s2max時(shí)，則采樣函數(shù)f(t)到原來的連續(xù)函數(shù)f(t)。3.離散信號(hào)f(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。4.z32z21所對(duì)應(yīng)的y(kT)的前三項(xiàng)是y(0),y(T)y(2T)依次是，，。Y(z)3zz5.s平面與z平面的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：s平面的左半平面對(duì)應(yīng)于z平面上單位圓以內(nèi)，s平面的虛軸對(duì)應(yīng)于z平面，s平面的右半平面，對(duì)應(yīng)于z平面單位圓以外。二、選擇1.脈沖傳遞函數(shù)是。()A．輸出脈沖序列與輸入脈沖序列之比B．系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入z變換R(z)之比C.在初條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入的z變換R(z)之比在初條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸入的z變換R(z)與輸出的z變換之比2.z變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。()A.F(z)f(kT)zkB.F(z)f(kT)zkC.F(z)f(kT)zkD.F(z)f(k)z2kkk0k03.f(t)eat(a0)的Z變換F(z)為（）。zzz1A.zeaTB.zeaTC.1eaT；D.zeaT4.f(t)at的Z變換F(z)為（）。A.zB.1C.zD.1zaTzaTzaT1aT5.f(t)5t的Z變換F(z)為（）。A.zB.zC.1D.zz5Tz5Tz5T52T6.如果max為函數(shù)f(t)有效頻譜的最高頻率，那么采樣頻率s滿足以下條件時(shí)，采樣函數(shù)f*(t)能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)函數(shù)f(t)。()A.至少為2maxB.至少為maxC.至多為maxD.至多為2max7.Y(z)2z32z21所對(duì)應(yīng)的y(kT)的第1項(xiàng)y(0)是。()z3zA.1B.2C.3D.1/28．一個(gè)時(shí)間信號(hào)的頻率成分范圍是 1Hz~10Hz，以下一定能夠?qū)@個(gè)信號(hào)進(jìn)行無失真采樣的采樣頻率范圍是 。（ ）A.1Hz~10HzB.1Hz~1０0HzC.５Hz~５０HzD.２５Hz~５０Hz９．已知連續(xù)信號(hào)f(t)sintsin3t，那么采樣頻率s滿足以下條件時(shí)，采樣函數(shù)f*(t)能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)函數(shù)f(t)。()A.至少為3rad/sB.至少為６rad/sC.至多為3rad/sD.至多為６rad/s10.單位階躍函數(shù)f(t)的z變換為。（）A.zB.1C.1D.1z1z1z1三、判斷1．長(zhǎng)除法有時(shí)結(jié)果不是一個(gè)完整的閉式表達(dá)式。2．已知采樣序列為f(k)=0k=0或偶數(shù)1，k是奇數(shù)其z變換結(jié)果是z11。1z3.求F(s)a的z變換結(jié)果是1s(sa)1z1。4．若連續(xù)時(shí)間函數(shù)f(t)的z變換為F(z)，當(dāng)t<0時(shí)，f(t)0,則Zf(tkT)zkF(z)。5．若Zf(t)F(z)，則f(0)Limf(t)LimF(z)。t0z第一章習(xí)題答案一、填空1.系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端叫做。反饋解析：根據(jù)反饋的定義式填空。2.有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為。復(fù)合控制系統(tǒng)解析：根據(jù)定義式填空。3.我們把輸出量直接或間接地反饋到，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作。輸入端閉環(huán)控制系統(tǒng)解析：根據(jù)定義式填空。4.控制的任務(wù)實(shí)際上就是，使不管是否存在擾動(dòng)，均能使的輸出量滿足給定值的要求。形成控制作用的規(guī)律 被控制對(duì)象 解析：根據(jù)控制的基本概念和定義式填空。系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)這樣的系統(tǒng)是 系統(tǒng)。 穩(wěn)定 解析：根據(jù)穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念和定義式填空。6、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質(zhì)，可以分為 和非線性控制系統(tǒng)。線性控制系統(tǒng) 解析：根據(jù)控制系統(tǒng)分類的基本概念來填空。7、為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì) 量進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的結(jié)果反饋到輸入端與輸入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除 。因此，整個(gè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)閉合回路。我們把輸出量直接或間接地反饋到端，形成閉環(huán) ,參與控制的系統(tǒng)，稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。輸出 偏差 輸入 解析：根據(jù)閉環(huán)控制的基本概念和反饋的定義填空。8、題圖由圖中系統(tǒng)可知，輸入量直接經(jīng)過控制器作用于被控制對(duì)象，當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，沒有人為干預(yù)，輸出量按照輸入量所期望的狀態(tài)去工作，圖中系統(tǒng)是一個(gè)控制系統(tǒng)。1、不能 開環(huán) 解析：根據(jù)開環(huán)控制的基本概念填空。9、如果系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)稱為 系統(tǒng)，否則為系統(tǒng)。任何一個(gè)反饋控制系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)必須是的。穩(wěn)定；不穩(wěn)定；穩(wěn)定解析：根據(jù)穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念和定義式填空。二、選擇1.開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起的系統(tǒng)稱為。（）A復(fù)合控制系統(tǒng)；B開式控制系統(tǒng)；C閉環(huán)控制系統(tǒng)；D連續(xù)控制系統(tǒng)答：A解析：根據(jù)復(fù)合控制系統(tǒng)的基本概念選擇。2.當(dāng)t時(shí)，閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)輸出的實(shí)際值y()與按參考輸入所確定的希望值yr()之間的差值叫。（）A微分；B差分；C穩(wěn)態(tài)誤差；D積分答：C解析：根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念選擇。3．把輸出量反饋到系統(tǒng)的輸入端與輸入量相減稱為。（）A反饋；B負(fù)反饋；C穩(wěn)態(tài)差誤；D積分答：B解析：根據(jù)負(fù)反饋的基本概念選擇。4．機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)控制屬于。（）A閉環(huán)控制；B開環(huán)控制C正反饋控制D連續(xù)信號(hào)控制答：A解析：根據(jù)閉環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。5．自動(dòng)售貨機(jī)控制屬于。（）A閉環(huán)控制；B開環(huán)控制C正反饋控制D連續(xù)信號(hào)控制答：B解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。三、判斷題若系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)沒有控制作用，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。正確。解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的定義來進(jìn)行判斷。2．火炮跟蹤系統(tǒng)屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。錯(cuò)誤。 解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行判斷。3．自動(dòng)洗衣機(jī)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。錯(cuò)誤。 解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行判斷。4．步進(jìn)電機(jī)控制刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。錯(cuò)誤。 解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行判斷。5．當(dāng)系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)有控制作用時(shí)，系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。正確。 解析：根據(jù)閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義來進(jìn)行判斷。第二章 習(xí)題答案一、填空1.于函數(shù)f(t)，它的拉氏變換的表達(dá)式為 。F(s)f(t)estdt解析：根據(jù)拉氏變換的定義填空。02.單位階躍函數(shù)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的結(jié)果是。單位沖擊函數(shù)解析：“單位階躍函數(shù)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的結(jié)果是單位沖擊函數(shù)”是一個(gè)基本常識(shí)。3.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是。1解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。s4.。1單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果為解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。5.et的拉氏變換為。1解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。s16.F[s]1，終值f()=的原函數(shù)的初值f(0)=s(s 1)0,1解析：根據(jù)拉氏變換的基本性質(zhì)求取，初值定理：f(0)lim()lim()。t0ftssFs終值定理：f()limf(t)limsF(s)/ts07.已知f(t)的拉氏變換為s，則初值f(0)=（）。2)24(s0解析：根據(jù)拉氏變換的基本性質(zhì)求取，初值定理：f(0)lim()lim()。t0ftssFs8.ft)e2tt。(sin2的拉氏變換為(ss4解析：根據(jù)位移性質(zhì)若Lf(t)F(s)，則L[eatf(t)]F(sa)這個(gè)性質(zhì)表明，函數(shù)2)2f(t)乘以eat后的拉氏變換等于f(t)的拉氏變換F(s)中的s參變量用sa代換。求eatsint的拉氏變換。因?yàn)長(zhǎng)[sint]故L[eatsint](sa)2s2229.若Lf(t)F(s)，則L[eatf(t)]。F(sa)解析：根據(jù)位移性質(zhì)若Lf(t)F(s)，則L[eatf(t)]F(sa)證明：L[eatf(t)]eatf(t)estdtf(t)e(sa)tdt00令sa則[at()]()t[][]LeftftedtFFsa0這個(gè)性質(zhì)表明，函數(shù)f(t)乘以eat后的拉氏變換等于f(t)的拉氏變換F(s)中的s參變量用sa代換。10.若L[f(t)]F(s)，則L[f(t2)]。e2sF(s)解析：根據(jù)拉氏變換的延遲特性求解，Lftftestdt[()]()0令Tt,tT,dtdT代入上式得f(T)es(T)dTesf(T)esTdTesF(s)00這個(gè)性質(zhì)表明，時(shí)間函數(shù)f(t)的變量在時(shí)間軸位移，其拉氏變換等于f(t)的拉氏變換F(s)乘以指數(shù)因子es。二、選擇1.1et的拉氏變換為（）。210.50.5D.1A.B.C.2ss1s12答：B 解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。2.e2t的拉氏變換為（）。A.1B.0.5C.1D.1e2s答：C解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。2ss1s223．脈沖函數(shù)的拉氏變換為（）。A．0B.∞C.常數(shù)D.變量答：C解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。4.f(t)5t，則L[f(t)]（）。A.5B.1C.0D.5答：A解析：特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。s5.已知F(s)s23s3，其原函數(shù)的終值f(t)（）。s(s2)(s22s5)tA．∞B.0C.0.6D.0.3答：D解析：根據(jù)拉氏變換的基本性質(zhì)求取，終值定理：f()limf(t)t

limsF(s)。s 0s22s3f(t)（）。6.已知F(s)5s，其原函數(shù)的終值s(s24)tA.0B.∞C.0.75D.3答：C解析：根據(jù)拉氏變換的基本性質(zhì)求取，終值定理：f()limf(t)t

limsF(s)。s 07.已知F(s)a2ens，其反變換f(t)為（）。sA.a(ta)B.a(tn)C.atenD.1(tn)na答：B解析：首先f(t)tm，m為整數(shù)，求f(t)的拉氏變換。由于f(0)f(0)f(m1)(0)0，且f(m)(t)m!，由拉氏變換微分性質(zhì)得Lf(m)(t)smLf(t)，又因Lf(m)(t)Lm!m!s故Lf(t)Lf(m)(t)smm!sm1然后根據(jù)拉氏變換的延遲特性求解，Lftftestdt[()]()0令Tt,tT,dtdT代入上式得f(T)es(T)dTesf(T)esTdTesF(s)00因此L[(t)m]=esm!sm18.已知F(s)1，其反變換f(t)為（）。s(s1)A.1etB.1etC.1etD.et1答：C解析：由部分分式法求解。9.ft)ett的拉氏變換為（）。(sin2A.s224e2sB.2C.s4D.s2se2s(s4)24(s1)24答：C解析：根據(jù)位移性質(zhì)若Lf(t)F(s)，則L[eatf(t)]F(sa)這個(gè)性質(zhì)表明，函數(shù)f(t)乘以eat后的拉氏變換等于f(t)的拉氏變換F(s)中的s參變量用sa代換。求eatsint的拉氏變換。因?yàn)長(zhǎng)[sint]s22故L[eatsint](sa)2210.圖示函數(shù)的拉氏變換為（）。a0τta1es)B.1(1es)C.1s)D.a1(1es)A.s2(1as2as(1es2答：A解析：根據(jù)典型斜坡函數(shù)以及階躍函數(shù)的拉氏變換結(jié)果和拉氏變換的延遲特性求解。三、判斷1．滿足狄利赫利條件的函數(shù)f(t)的拉普拉斯變換為F(s)Lf(t)f(t)estdt，積分的結(jié)果取決于參數(shù)t和s，F(xiàn)(s)0稱為f(t)的象函數(shù)，而f(t)為F(s)的原函數(shù)。錯(cuò)誤解析：以上定義式為定積分，積分限0和是固定的，所以積分的結(jié)果與t無關(guān)，而只取決于參數(shù)s，因此，它是復(fù)數(shù)s的函數(shù)。2.若F[s]=1，則f()=0。錯(cuò)誤解析：根據(jù)拉氏反變換的結(jié)果進(jìn)行判斷。s93.f(t)的拉氏變換為F[s]6，則f(t)為3(1e2t)。s(s2)正確解析：由部分分式法求解。4．單位拋物線函數(shù)為0t01u(t)1t2t0，其拉普拉斯變換結(jié)果為s2。2錯(cuò)誤解析：根據(jù)拉普拉斯變換的定義，單位拋物線函數(shù)的拉普拉斯變換為FsL[1t2]1t2estdt1Re(s)0202s35．已知f(t)1e2t，f(t)的拉氏變換為F(s)L[f(t)]11。ss2錯(cuò)誤解析：應(yīng)用線性性質(zhì)，112。F(s)L[f(t)]s2s(ss2)第三章習(xí)題一、填空1.描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式叫做系統(tǒng)的。數(shù)學(xué)模型解析:根據(jù)數(shù)學(xué)模型的定義式來填空。2.在初條件為零時(shí)，與之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。輸出量的拉氏變換；輸入量的拉氏變換解析：傳遞函數(shù)的定義式。3.根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特性方程式可以將其分為和非線性控制系統(tǒng)。線性控制系統(tǒng)解析：根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類的基本概念來填空。4.數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，或者說是描述系統(tǒng)內(nèi)部變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。瞬態(tài)特性解析：建立數(shù)學(xué)模型的功能和作用。5.如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,方程是的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。線性解析：線性系統(tǒng)的基本概念。6．YsK環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是Gs。Xs Ts 1慣性解析：慣性環(huán)節(jié)的基本定義式。7．題圖根據(jù)以上題圖填空，RCucturtduct解析：根據(jù)電容電流與電壓的關(guān)系以及電路歐姆定理來解答。dt8．運(yùn)動(dòng)方程式TdytytKxt描述的是一個(gè)。dt慣性環(huán)節(jié)解析：根據(jù)慣性環(huán)節(jié)的微分表達(dá)式來填空。二、選擇1.已知線性系統(tǒng)的輸入 x(t)，輸出y(t) ，傳遞函數(shù) G(s)，則正確的關(guān)系是 。( )A.()()L1[G()]B.Y(s)G(s)X(s)C.X(s)Y(s)G(s)D.Y(s)G(s)/X(s)ytxts答：B解析：根據(jù)傳遞函數(shù)的定義,G(s)Y(s)/X(s)，所以Y(s)G(s)X(s)。2.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是。()A.輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比B.零初始條件下，輸出與輸入之比C.零初始條件下，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比D.無法求出答：C解析：傳遞函數(shù)的定義。3.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為1，則該系統(tǒng)的時(shí)域原函數(shù)g(t)是。()s(s1)A.1etB.1etC.1etD.1et答：B解析：根據(jù)部分分式展開，111，所以1的反變換為1et。s(s1)ss1s(s1)4.傳遞函數(shù)GsYseTS表示了一個(gè)。（）XsA.時(shí)滯環(huán)節(jié)B.振蕩環(huán)節(jié)C.微分環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)答：A解析：時(shí)滯環(huán)節(jié)的微分方程為ytxtT其傳遞函數(shù)GsYseTSXs5.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為3；其單位階躍響應(yīng)為（）5s1ttttA.1e5B.33e5C.55e5D.55e5答：B解析：一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

3，其階躍響應(yīng)的傳遞函數(shù)為3，進(jìn)行部分分式分解得：5s1s(5s1)333t，因此其反變換為33e5。s(5s1)ss1/56．設(shè)有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機(jī)械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量的運(yùn)動(dòng)微分方程式可以對(duì)圖中系統(tǒng)進(jìn)行描述，那么這個(gè)微分方程的階次是：（）A.1B.2C.3D.4答：B解析：彈簧振子是二階系統(tǒng)。7．下圖所示的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)Gks為（）。圖A.G1G3；B.G1G21G3H1G3H2G1G2；1G3H1G1G2G3H2C.GksG1G2G3H2；D.1G3H1G1 G2 G31 G3H1 G1 G2 G3 H2答：C解析：首先要注意題目要求求出開環(huán)傳遞函數(shù)，觀察 A，B，D答案都不對(duì)，因?yàn)樗鼈兊姆肿由隙疾缓?H2，所以只有符合要求。8．以下圖形 a為輸入x(t)波形，圖 b為輸出y(t) 波形，所描述的是一個(gè)（ ）a

bA.積分環(huán)節(jié)

B.

微分環(huán)節(jié)

C.

慣性環(huán)節(jié)

D.

時(shí)滯環(huán)節(jié)答案：D解析：顯然輸出比輸入之后遲后了一些，這是一個(gè)時(shí)滯環(huán)節(jié)。三、判斷2． 數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式。錯(cuò)誤解析：根據(jù)數(shù)學(xué)模型的定義式來判斷。2．如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型方程是線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。正確解析：根據(jù)線性系統(tǒng)的定義來判斷。線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是指初始條件不為零時(shí)，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換的比。錯(cuò)誤解析：一定要注意，傳遞函數(shù)是指初始條件為零時(shí)，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換的比。4．傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與輸入有關(guān)。錯(cuò)誤解析：傳遞函數(shù)的特點(diǎn)是與輸入無關(guān)，只與系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、參數(shù)有關(guān)。5．對(duì)于可實(shí)現(xiàn)的物理系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分母中 s的階次必大于分子中

s的階次。正確解析：根據(jù)傳遞函數(shù)的特點(diǎn)來判斷。6．傳遞函數(shù)并不反映系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。正確解析：這是傳遞函數(shù)的特點(diǎn)。7．不同的物理系統(tǒng)，可以有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件無關(guān)。正確解析：這是傳遞函數(shù)的特點(diǎn)。8．比例環(huán)節(jié)（放大環(huán)節(jié)）的輸出量與輸入量的關(guān)系為

yt Kxt，K是一個(gè)變量。錯(cuò)誤解析：根據(jù)比例環(huán)節(jié)的定義，比例環(huán)節(jié)（放大環(huán)節(jié)）輸出量與輸入量的關(guān)系為yt Kxt式中 K── 環(huán)節(jié)的放大系數(shù)（常數(shù)） 。9．比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為GsYsK。Xs正確解析：根據(jù)比例環(huán)節(jié)的定義來判斷。10．常見的電子放大器，齒輪減速器，杠桿等均屬于比例環(huán)節(jié)。正確解析：根據(jù)比例環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用來判斷。11．當(dāng)輸入x(t) 為單位階躍信號(hào)時(shí)，輸出 y(t) 如圖所示，那么這個(gè)系統(tǒng)一定是一個(gè)微分環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤解析：根據(jù)圖像可以看出，輸出是輸入的積分，所以這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。第四章 習(xí)題答案一、填空1．電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等等，均可視為 。答案：階躍作用解析：根據(jù)階躍信號(hào)的定義以及物理意義來填空。2． 函數(shù)δ(t)可認(rèn)為是在間斷點(diǎn)上單位階躍函數(shù)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。答案：?jiǎn)挝幻}沖解析：這是單位脈沖函數(shù)的特點(diǎn)。3．超調(diào)量是指在瞬態(tài)過程中，輸出量的 值超過穩(wěn)態(tài)或輸入值的百分?jǐn)?shù)。答案：最大解析：根據(jù)超調(diào)量的定義來填空。4．過渡過程時(shí)間或調(diào)節(jié)時(shí)間 ts是指 量與穩(wěn)態(tài)值之間的偏差達(dá)到允許范圍（一般取 2%或5%）并維持在此允許范圍以內(nèi)所需的時(shí)間。答案：輸出解析：根據(jù)對(duì)調(diào)節(jié)時(shí)間基本概念的理解來填空。5．ωn和ζ這兩個(gè)參數(shù)是決定二階系統(tǒng)瞬態(tài)特性的非常重要的參數(shù)，那么可把二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)寫成含有這兩個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)式，即。2答案：GBsn22ns2sn解析：二階系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式是一個(gè)重要基本概念，要求記憶：2GBsn22ns2sn二、單項(xiàng)選擇1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2，其時(shí)間常數(shù)為。()0.25sA.0.25B.4C.2D.1答：B解析：慣性環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方程式為：TdytytKxtdt傳遞函數(shù)：YsKGsTs，式中T──環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)；Xs12.若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.4，則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為。()A.等幅振蕩B.衰減振蕩C.振蕩頻率為n的振蕩D.發(fā)散振蕩答：B解析：在（0<ζ<1）的情況下，二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)的瞬態(tài)分量為一按指數(shù)哀減的簡(jiǎn)諧振蕩時(shí)間函數(shù)，阻尼比越小，最大振幅越大。3.二階系統(tǒng)的超調(diào)量%。()A.只與有關(guān)B.與無關(guān)C.與n和無關(guān)C.與n和都有關(guān)答：A解析：依據(jù)超調(diào)量的定義：%y(tm)y()y()100%對(duì)于單位階躍響應(yīng)，%1entmsin(dtm)100%12因?yàn)閟in(dtm)sin(n12)sin()n12sin 112所以%e100%

2可知，超調(diào)量只是阻尼比ζ的函數(shù)，而與無阻尼自然頻率ω n無關(guān)。4.兩個(gè)二階系統(tǒng)的超調(diào)量 %相等，則此二系統(tǒng)具有相同的 。( )A.nB.C.KD.d答：B解析：因?yàn)槌{(diào)量%e12100%，超調(diào)量只是阻尼比ζ的函數(shù)，所以兩個(gè)二階系統(tǒng)的超調(diào)量二系統(tǒng)具有相同的。5.對(duì)二階欠阻尼系統(tǒng)，若保持不變，而增大n，則。()A.影響超調(diào)量B.減小調(diào)節(jié)時(shí)間C.增大調(diào)節(jié)時(shí)間D.不影響調(diào)節(jié)時(shí)間答：B解析：超調(diào)量只是阻尼比ζ的函數(shù)，而與無阻尼自然頻率ω n無關(guān)。 調(diào)節(jié)時(shí)間的計(jì)算公式為：ts(5%)131ln(12)3,00.9n2nts(2%)141ln(12)4,00.9n2n可見，增大n，則會(huì)減小調(diào)節(jié)時(shí)間。6.某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是()。KB.sdC.KD.1A.(sa)(sa)1Ts1b)s2(ss答：C解析：?jiǎn)挝恍逼潞瘮?shù)輸入。1X(s)2s系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為()limsE(s)lim11Gk(s)]limsGk(s)s0s0s[1s0在速度信號(hào)輸入情況下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為無窮大，也就是說，系統(tǒng)輸出量不能跟隨系統(tǒng)的輸入量；有跟蹤誤差；2型系統(tǒng)能準(zhǔn)確的跟蹤輸入，穩(wěn)態(tài)誤差為零。因此答案C正確。37. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)在單位脈沖函數(shù)輸入作用下輸出為（）。s(s3)A.3(1e3t)B.1e3tC.1e3tD.3(1e3t)答：C解析：因?yàn)閱挝幻}沖函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是1，那么系統(tǒng)在單位脈沖函數(shù)輸入作用下輸出的拉氏變換為將3進(jìn)行部分分式分解得311，對(duì)其進(jìn)行拉氏反變換可知答案C正確。s(ss(s3)ss33)

相等，則此型系統(tǒng)3，那么s(s 3)8．系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)由瞬態(tài)響應(yīng)和 兩部分組成。（ ）A．穩(wěn)態(tài)響應(yīng) B. 暫態(tài)響應(yīng) C. 沖激響應(yīng) D. 頻率響應(yīng)答：A解析：根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)組成的基本定義來選擇，系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)是由瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成。9．系統(tǒng)受到外加作用后，系統(tǒng)從初始狀態(tài)到最終穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程稱A．穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.瞬態(tài)響應(yīng)C.沖激響應(yīng)D.頻率響應(yīng)

。（

）答：B解析：根據(jù)瞬態(tài)響應(yīng)的定義來選擇答案。10．系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)反映系統(tǒng)的A．準(zhǔn)確性 B. 誤差 C.

。（穩(wěn)定性和響應(yīng)的快速性

）D. 穩(wěn)定性和誤差答：C解析：根據(jù)瞬態(tài)響應(yīng)的定義不難理解，瞬態(tài)響應(yīng)反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性及響應(yīng)的快速性；穩(wěn)態(tài)響應(yīng)反映系統(tǒng)的準(zhǔn)確性或穩(wěn)態(tài)誤差，因此答案C正確。三、 判斷題4. 系統(tǒng)受到外界擾動(dòng)作用后，其輸出偏離平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動(dòng)消失后，經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間，若系統(tǒng)又恢復(fù)到原平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。正確解析：根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義來判斷。5. 系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的。正確解析：系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部。6. 輸出端定義誤差是指希望輸出與實(shí)際輸出之差。正確解析：這是誤差的定義。4．輸入端定義誤差是指輸入與主反饋信號(hào)之差。正確解析：根據(jù)誤差的定義來判斷。5．穩(wěn)態(tài)誤差的表達(dá)式是lim()lim()。esstetEss0錯(cuò)誤解析：穩(wěn)態(tài)誤差的表達(dá)式應(yīng)該是lim()lim()esstetsEss06．系統(tǒng)在外加作用的激勵(lì)下，其輸出隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系叫時(shí)間響應(yīng)。正確解析：這是時(shí)間響應(yīng)的定義。7．系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是指系統(tǒng)受到外加作用后，時(shí)間趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)的輸出。正確解析：這是時(shí)間響應(yīng)中穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的定義。8．電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等，均可視為沖激作用。因此沖激信號(hào)是評(píng)價(jià)系統(tǒng)瞬態(tài)性能時(shí)應(yīng)用較多的一種典型信號(hào)。錯(cuò)誤解析：電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等都是階躍信號(hào)作用，而不是沖激信號(hào)作用。9．x(t)1t2是單位速度函數(shù)，其拉氏變換為X(s)1，它表征的是速度均勻變化的信號(hào)。2s3錯(cuò)誤解析：x(t)1t2是單位加速度函數(shù)，其拉氏變換為X(s)1，它表征的是加速度變化的信號(hào)。2s310．單位脈沖函數(shù)的幅值為無窮大，持續(xù)時(shí)間為零是數(shù)學(xué)上的假設(shè)，在系統(tǒng)分析中很有用處。 正確解析：根據(jù)單位脈沖函數(shù)定義式不難理解，它的幅值為無窮大，持續(xù)時(shí)間為零，脈沖信號(hào)在系統(tǒng)分析中有很重要的作用，我們常見的閃電信號(hào)就可以用脈沖信號(hào)來描述。第五章 習(xí)題答案一、填空1. Ⅱ型系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為

。–40dB/dec解析：Ⅱ型系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅度頻率特性曲線的漸進(jìn)斜率特點(diǎn)是低頻段–

40dB/dec，中間頻段–

20dB/dec，高頻段–40dB/dec。2.A(y())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）)G(jx0的特性。()G(j)為系統(tǒng)的，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)相位遲后(0)或超前(0)的特性。幅頻特性， 相頻特性解析：根據(jù)幅頻特性和相頻特性的定義來填空。3. 頻率響應(yīng)是 響應(yīng)。正弦輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)解析：根據(jù)頻率響應(yīng)的定義來填空。4. 對(duì)于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由

0→∞時(shí)，矢量

D(jω)

方向旋轉(zhuǎn)

，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。2逆時(shí)針解析：本題需要學(xué)習(xí)者掌握用頻率法判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的結(jié)論，即對(duì)于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由

0→∞時(shí)，矢量

D(jω)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)

，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。25. 當(dāng)輸入信號(hào)的角頻率ω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 。頻率特性解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的定義來填空?？刂葡到y(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時(shí)間 t趨于 時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。初始狀態(tài) 無窮解析：控制系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)包含了瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩個(gè)過程，其中瞬態(tài)響應(yīng)過程是指系統(tǒng)從 0時(shí)刻初始狀態(tài)到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)過程則是指時(shí)間 t趨于無窮時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)。7. 若系統(tǒng)輸入為 Asin t，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為 Bsin( t )，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為 。BejA解析：根據(jù)頻率特性的基本定義來填空，A()y()x0G(j)為系統(tǒng)的幅頻特性，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。()G(j)為系統(tǒng)的相頻特性，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(0)或超前(0)的特性。幅頻特性和相頻特性可由一個(gè)表達(dá)式表示，即G(j)G(j)ej()，稱為系統(tǒng)的頻率特性。二、選擇1. 題圖中R－C電路的幅頻特性為 。( )A.1B.11T21(T)2C.1D.11(T)21T答：B解析：R－C電路的傳遞函數(shù)為1，式中T=RC──時(shí)間常數(shù)。G(s)Ts1正弦輸入信號(hào)為x(t)x0sint，電路頻率特性以jω代替s可得：G(j)1G(j)ej()，因此，幅頻特性為：1jTG(j)11。1jT1(T)22.已知系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)頻率還可表示為（）1 j3A.5ejtg13B.5ejtg1C.5ejtg13D.5ejtg12121答：C解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式：G(j)G(j)ej()A()ej()式中A(ω)是復(fù)數(shù)頻率特性的模，稱幅頻特性；()是復(fù)數(shù)頻率特性的相位移、稱相頻特性。兩種表示方法的關(guān)系為A()P2()Q2();()tg1Q()，所以答案C正確。P()3．已知系統(tǒng)頻率特性為1，當(dāng)輸入為x(t)sin2t時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）5j1A.sin(2tg15)B.1sin(2ttg15)21C.sin(2tg15)D.1sin(2ttg15)2251答：D解析：系統(tǒng)的頻率特性為G(j)1，其幅頻特性為：1jTG(j)11，1jT1(T)2相頻特性為：()G(j)tg1T，系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為y(t)x0)2sin(ttg1T)，所以答案D正確。1(T4．理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（）A.20dB，通過ω=1點(diǎn)的直線B.-20dBdec，通過ω=1點(diǎn)的直線decC.-20dB，通過ω=0點(diǎn)的直線D.20dB，通過ω=0點(diǎn)的直線decdec答：AG(s)s，幅相頻率特性為G(j)jj解析：理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為e2，幅頻特性為A()；相頻特性為()2，其對(duì)數(shù)幅頻特性為：L()20logA()20log顯然，理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為 20dBdec，通過ω=1點(diǎn)的直線。5．開環(huán)傳遞函數(shù) GK(s)的對(duì)數(shù)幅頻特性與對(duì)數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng) K增大時(shí)：（ ）L( )c( )圖A. L( ω)向上平移， ( )不變 B.L( ω)向上平移， ( )向上平移C. L( ω)向下平移， ( )不變 D.L( ω)向下平移， ( )向下平移答：A解析：顯然開環(huán)傳遞函數(shù) GK(s)的對(duì)數(shù)幅頻特性值與其幅頻放大倍數(shù)是同向變化的關(guān)系，即幅頻放大倍數(shù)越大則其對(duì)數(shù)幅頻特性值越大。因此K增大時(shí)L(ω)向上平移，而GK(s)相頻特性與K值無關(guān)，所以答案A正確。三、判斷6．已知系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)可表示為5ejtg1。j121錯(cuò)誤解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式：G(j)G(j)ej()A()ej()如果系統(tǒng)頻率特性為5，則該系統(tǒng)可表示為5ejtg1。j1217． 一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G(s) 1 s，其頻率特性可表示為G(j ) 1 j 1 ( )2ej 。錯(cuò)誤解析：一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G(s) 1 s，其頻率特性表示為：G(j ) 1 j 1 ( )2ej()P()1，Q()，A()1()2，()tg1。所以G(j)1j1()2ej。8．積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性是一條斜率為20dB的直線。dec正確解析：積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性為：L()20logA()20log120log顯然其對(duì)數(shù)幅頻特性是一條斜率為20dB的直線。dec9．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)K1090。G(s)，輸出與輸入的相位差是Ts10.5s1錯(cuò)誤解析：系統(tǒng)輸出與輸入相位差就是慣性環(huán)節(jié)相位落后角度：tg1T tg10.5 6.3 tg13.15 72.4，顯然不等于 90。10．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)1f1Hz，振幅為X010時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出信，當(dāng)輸入信號(hào)頻率為s1號(hào)的頻率是 1Hz。正確解析：在線性定常系統(tǒng)中，當(dāng)有正弦信號(hào)輸入，則輸出肯定是和輸入同頻率的正弦信號(hào)，而只是幅值和相位與輸入不同。6．系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。錯(cuò)誤解析：系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性屬于系統(tǒng)固有特性，與輸入以及初始條件無關(guān)。7．圖中所示的頻率特性是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤解析：顯然這是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)而不是積分環(huán)節(jié)，因?yàn)榉e分環(huán)節(jié)的頻率特性曲線是斜率為1沒有水平部分向下傾斜的直線。第六章

習(xí)題答案一、單項(xiàng)選擇1. 增大系統(tǒng)開環(huán)增益

K值，使系統(tǒng)

。(

)A. 精度降低 B. 精度提高 C. 穩(wěn)定性提高 D. 精度不受影響答:B解析：增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值將會(huì)使誤差系數(shù)增加，而系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是與誤差系數(shù)成反比關(guān)系，所以增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)精度。2.串聯(lián)校正環(huán)節(jié)Gc(s)10.27s環(huán)節(jié)。()1，是屬于0.11sA.相位超前校正B.相位遲后校正C.相位遲后──超前校正D.以上都不對(duì)答:A解析：顯然其對(duì)數(shù)頻率特性分母系數(shù)小于分子系數(shù)，隨著頻率值的增加，分子的相位超前作用大于分母的相位遲后作用，所以串聯(lián)校正環(huán)節(jié)Gc(s)10.27s是相位超前校正環(huán)節(jié)。10.11s3.已知校正環(huán)節(jié)Gc(s)Ts1，若作為遲后校正環(huán)節(jié)使用，則系數(shù)應(yīng)為。()Ts1A.1>α>0B.α=0C.α>1D.0.707>α>0答:C解析：顯然遲后環(huán)節(jié)分母的相位遲后作用要大于分子的相位超前作用，所以分母上s系數(shù)應(yīng)該大于分子上s的系數(shù)，答案C正確。4. 系統(tǒng)如圖所示， Gc(s)為一個(gè) 裝置.（ ）A. 串聯(lián)校正C. 混合校正

B.D.

并聯(lián)校正正反饋校正答:B解析：觀察到校正環(huán)節(jié)接到被校正對(duì)象的反饋通道中，顯然不是串聯(lián)校正，也不是混合校正，更不是正反饋校正，因此只有答案B正確。5．在實(shí)際工程系統(tǒng)中常用

來實(shí)現(xiàn)類似遲后──超前校正作用？

(

)A. 比例──積分──微分調(diào)節(jié)器C. 積分調(diào)節(jié)器

D.

B.

微分調(diào)節(jié)器比例──積分調(diào)節(jié)器答:A解析：顯然答案A正確，因?yàn)槲⒎终{(diào)節(jié)器是相位超前的，積分和比例積分調(diào)節(jié)是相位遲后的，只有比例──積分──微分調(diào)節(jié)器才能夠?qū)崿F(xiàn)遲后──超前校正。二、判斷題10． 在系統(tǒng)校正中，常用的描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)有相角裕量和幅值裕量等。正確解析：基本概念，相角裕量和幅值裕量都是描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)。11． 截止頻率是描述控制系統(tǒng)精度的指標(biāo)，它可以直接確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。錯(cuò)誤解析：開環(huán)增益才是描述控制系統(tǒng)精度的指標(biāo)，開環(huán)增益可以直接確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。12． 描述系統(tǒng)快速性的指標(biāo)通常有穿越頻率 c，截止頻率 b等。正確解析：根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)分類的基本概念來判斷。13． 為改善系統(tǒng)的性能，通常在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，這種方法稱為校正。正確解析：這是校正的基本概念。14． 順饋校正是一種串聯(lián)校正。錯(cuò)誤解析：串聯(lián)校正按其性質(zhì)可分為：相位超前校正；相位遲后校正；相位遲后──超前校正。15． 反饋校正是一種并聯(lián)校正。正確解析：并聯(lián)校正按其性質(zhì)可分為反饋校正和順饋校正。16． 相位超前校正會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。錯(cuò)誤解析：相位超前校正的特點(diǎn)有 3點(diǎn)：①加大系統(tǒng)的相位裕量，提高穩(wěn)定性。②提高系統(tǒng)的快速性。③是高通濾波器，降低抗高頻干擾能力。17． 相位遲后校正能夠提高系統(tǒng)開環(huán)增益，從而提高穩(wěn)態(tài)精度。正確解析：這是相位遲后校正的特點(diǎn)。18． 相位遲后──超前校正適用于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求較高的場(chǎng)合。正確解析：相位遲后 ── 超前校正兼有遲后，超前兩種校正方式的優(yōu)點(diǎn)，適合于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求較高的場(chǎng)合。10．用頻率法校正控制系統(tǒng)，實(shí)際上就是采用校正環(huán)節(jié)來改善頻率特性形狀，使之具有合適的高頻、中頻、低頻特性和穩(wěn)定裕量，以便得到滿意的閉環(huán)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求。正確解析：根據(jù)對(duì)校正基本概念的理解來判斷。第七章 習(xí)題答案二、 填空1. 如果在系統(tǒng)中只有離散信號(hào)而沒有連續(xù)信號(hào)，則稱此系統(tǒng)為

系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。離散解析：離散系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)中只有離散信號(hào)而沒有連續(xù)信號(hào)，則稱此系統(tǒng)為離散系統(tǒng)。2. 當(dāng)采樣頻率滿足 s 2 max時(shí)，則采樣函數(shù) f (t) 到原來的連續(xù)函數(shù) f(t)。能無失真地恢復(fù)解析：根據(jù)采樣定理的基本內(nèi)容來填空。3. 離散信號(hào) f (t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。f (t)

f(kT)

(t

kT)k解析：見教材上的離散信號(hào)的基本定義和概念。4.z32z21y(kT)的前三項(xiàng)是y(0),y(T)y(2T)依次是，，。Y(z)z3z所對(duì)應(yīng)的1，2，3解析：將Y(z)進(jìn)行長(zhǎng)除分解，可以得到z32z21除以z3z的結(jié)果是12z13z2.......，由于題目要求前3項(xiàng)結(jié)果，所以只需要長(zhǎng)除得出前3項(xiàng)值，根據(jù)Z變換的定義式，前3項(xiàng)的系數(shù)就是所對(duì)應(yīng)的y(kT)的前三項(xiàng)值。5.s平面與z平面的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：s平面的左半平面對(duì)應(yīng)于z平面上單位圓以內(nèi)，s平面的虛軸對(duì)應(yīng)于z平面，s平面的右半平面，對(duì)應(yīng)于z平面單位圓以外。單位圓解析：根據(jù)拉氏變換Z變換的對(duì)應(yīng)關(guān)系不難理解：s平面的左半平面相當(dāng)于z平面上單位圓以內(nèi)，s平面的虛軸對(duì)應(yīng)于z平面單位圓，s平面的右半平面，對(duì)應(yīng)于z平面單位圓以外。二、選擇1. 脈沖傳遞函數(shù)是 。( )．輸出脈沖序列與輸入脈沖序列之比．系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入z變換R(z)之比在初條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入的z變換R(z)之比D.在初條件為零時(shí)，系統(tǒng)輸入的 z變換R(z)與輸出的z變換之比答：C解析：根據(jù)脈沖傳遞函數(shù)的定義來判斷、選擇正確答案。z變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式為A. F(z) f(kT)zk

。( )B. F(z) f(kT)zkk kC.F(z)f(kT)zkD.F(z)f(k)z2k0k0答:A解析：根據(jù) Z變換的定義式可以看出，顯然答案 A正確。3.f(t)eat(a0)的Z變換F(z)為（）。A.zB.zC.z；D.zeaTzeaT1eaT答:B解析：這是一道典型信號(hào)的 Z變換的題目，將 eat進(jìn)行離散化，f(kT) eakT 依據(jù)z變換定