《控制工程基礎》參考復習題及答案

控制工程基礎習題集及解答控制工程基礎習題集及解答《控制工程基礎》參考復習題及習題解答第一部分 單項選擇題1。閉環(huán)控制系統(tǒng)的主反饋取自【D】A。給定輸入端 。干擾輸入端 ?？刂破鬏敵龆?。系統(tǒng)輸出2.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的【A】A。數(shù)學模型 被控對象 。被控參量 。結(jié)構(gòu)參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s）H（s)，其中H（s）A】A。X。X。XXi 0 i 0 or 0 or 0閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s)H（s)，其中H(s)是反饋傳遞函數(shù)，則系統(tǒng)的偏差信號為【A 】A。X。X。Xi 0 i 0 or 0 or 04。微分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)【A】A。輸出提前 。輸出滯后 。輸出大于輸入 D.輸出小于輸5。當輸入量發(fā)生突變時，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不能突變，只能按【B 】A.正弦曲線變化 。指數(shù)曲線變化 。斜坡曲線變化 加速度曲線變6。PID調(diào)節(jié)器的微分部分可以【A 】A。提高系統(tǒng)的快速響應性 提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性C。降低系統(tǒng)的快速響應性 。降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)6－1PID調(diào)節(jié)器的微分部分可以【A】A。提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性C。降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性 降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)7。閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是【C 】A.輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比BC.輸出信號的拉氏變換與誤差信號的拉氏變換之比D8.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其脈沖響應為【C】A。1e

T

tTTe

1etT 。T T

D.TTetT8－1。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位階躍響應為【C 】A.1e

T

tTTe

1etT C.T

T

TTetT8－2。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位斜坡響應為【C 】A。1e

T

tTTe

1etT C.T

TTetT8－3。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)誤差為C 】A。0 B.T

1T

D.TTetT8－4。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其單位斜坡響應的穩(wěn)態(tài)誤差為【C 】A.0 。T

1C.T

D。TTetT9。過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應為【 】A。零 。常數(shù) 單調(diào)上升曲線 等幅衰減曲線10。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【 A.將發(fā)散離開原來的平衡狀態(tài) 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 。將在偏離平衡狀態(tài)處永遠振11。單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是【 】A.1/s 。1 。1s2

D.1+1/s12。線性控制系統(tǒng)的頻率響應是系統(tǒng)對輸入【 】A.階躍信號的穩(wěn)態(tài)響應 。脈沖信號的穩(wěn)態(tài)響應C.斜坡信號的穩(wěn)態(tài)響應 。正弦信號的穩(wěn)態(tài)響13.積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后【 】A。900

B.900

。1800

D.1800A.逆時針圍繞點（0，j0）1圈B.順時針圍繞點（0，j0）1圈C。逆時針圍繞點（－1,j0）1圈D。順時針圍繞點（－1，j0）1圈15。最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是【】14.奈魁斯特圍線中所包圍系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的極點數(shù)為3個,系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點數(shù)為2個則映射到A.逆時針圍繞點（0，j0）1圈B.順時針圍繞點（0，j0）1圈C。逆時針圍繞點（－1,j0）1圈D。順時針圍繞點（－1，j0）1圈15。最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是【】A。＞0Lg

＜0 B.＜0和K ＞1gC.＞0

＜0 D.＜0g

)＞0g16。若慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)為T，則將使系統(tǒng)的相位【 】A.滯后tan1) 。滯后tan1 C.超前tan1) 。超前tan1控制系統(tǒng)的誤差是【 】A.期望輸出與實際輸出之差 。給定輸入與實際輸出之C。瞬態(tài)輸出與穩(wěn)態(tài)輸出之差 擾動輸入與實際輸出之若閉環(huán)系統(tǒng)的特征式與開環(huán)傳遞函數(shù)的關系為F(s)1G(s)H(s)，則【 A。F(s)的零點就是系統(tǒng)閉環(huán)零點 。F(s)的零點就是系統(tǒng)開環(huán)極點C.F(s)的極點就是系統(tǒng)開環(huán)極點 。F(s)的極點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點19。要使自動調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差，則在擾動量作用點的前向通路中應含有【 A.微分環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié)積分器的作用是直到輸入信號消失為止，其輸出量將【 】A.直線上升 垂直上升 。指數(shù)線上升 。保持水平線不21。自動控制系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程是以偏差消除【 】A.偏差的過程 。輸入量的過程 。干擾量的過程 穩(wěn)態(tài)量的過程22。系統(tǒng)輸入輸出關系為oxo

cosxi

則該系統(tǒng)為【 】A。線性系統(tǒng) 非線性系統(tǒng) 。線性時變系統(tǒng) 。線性定常系23.線性定常二階系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間的關系是【 】A.振蕩衰減關系 。比例線性關系 C.指數(shù)上升關系 。等幅振蕩關24。微分環(huán)節(jié)可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性并能【 】A。增加其固有頻率 減小其固有頻率 。增加其阻尼。減小其阻尼用終值定理可求得F(s

4s(s5)(s8)

的原函數(shù)的穩(wěn)態(tài)值為【 】A?！?。1 26。可以用疊加原理的系統(tǒng)是【 】開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 。離散控制系統(tǒng) 。線性控制系27。慣性環(huán)節(jié)含有貯能元件數(shù)為【 】A。2 1 C.0 。不確定28。一階系統(tǒng)的單位階躍響應在t＝0處的斜率越大，系統(tǒng)的【 】A。響應速度越快 B.響應速度越慢 。響應速度不變 D.響應速度趨于29。臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應為【 】A。零 常數(shù) 單調(diào)上升曲線 。等幅衰減曲30。欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號振幅的衰減速度取決于【 】A. 。 。 D.n g c31.單位加速度信號的拉氏變換為【 】1。

1 1。 。s s2 s332。線性系統(tǒng)的輸入信號為xiA。 B.n

(t)sint，則其輸出信號響應頻率為【 】。j D.jn33。微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前【 】A.900 。900 。1800 。180034。若閉環(huán)系統(tǒng)的特征式與開環(huán)傳遞函數(shù)的關系為F(s)1G(s)H(s)則【 A。F(s)的極點就是系統(tǒng)開環(huán)零點 。F(s)的零點就是系統(tǒng)開環(huán)極點C。F(s)的零點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點 D.F(s)的極點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s

K(0.4ss2(0.1s

不用計算或作憑思考就能判斷該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況是【 】穩(wěn)定 。不穩(wěn)定 。穩(wěn)定邊界 。取決于K的大小為了保證系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定裕在設計自動控制系統(tǒng)時應使穿越頻率附近L()的斜率為【 A。－40dB/dec 。－20dB/dec dB/dec dB/dec37。線性定常系統(tǒng)的偏差信號就是誤差信號的條件為【 】反饋傳遞函數(shù)反饋信號B（s）＝1C.開環(huán)傳遞函數(shù)G（s)H(s）＝1 。前向傳遞函數(shù)38。降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的【 】A。穩(wěn)定性變差 穩(wěn)態(tài)精度變差 超調(diào)量增大 。穩(wěn)態(tài)精度變39。含有擾動順饋補償?shù)膹秃峡刂葡到y(tǒng)可以顯著減小【 】A。超調(diào)量 。開環(huán)增益 擾動誤差 。累計誤40。PID調(diào)節(jié)器的微分部分可以【 】A。改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益C。消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 減小系統(tǒng)的阻尼41.一般情況下開環(huán)控制系統(tǒng)是【 】A.不穩(wěn)定系統(tǒng) 。穩(wěn)定系統(tǒng) 。時域系統(tǒng) 。頻域系42。求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是【 】A。穩(wěn)定條件 。穩(wěn)態(tài)條件 。零初始條件 。瞬態(tài)條件43。單位負反饋系統(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【 A。反饋傳遞函數(shù)相同 。閉環(huán)傳遞函數(shù)相同C.開環(huán)傳遞函數(shù)相同 。誤差傳遞函數(shù)相44。微分環(huán)節(jié)是高通濾波器，將使系統(tǒng)【 】A.增大干擾誤差B.減小干擾誤差 。增大階躍輸入誤差。減小階躍輸入誤45?？刂瓶驁D的等效變換原則是變換前后的【 】A.輸入量和反饋量保持不變 輸出量和反饋量保持不變C。輸入量和干擾量保持不變 。輸入量和輸出量保持不46.對于一個確定的系它的輸入輸出傳遞函數(shù)是【 】A。唯一的 不唯一的C.決定于輸入信號的形式 。決定于具體的分析方47.衡量慣性環(huán)節(jié)慣性大小的參數(shù)是【 】A.固有頻率 阻尼比 時間常數(shù) 增益系48。三個一階系統(tǒng)的時間常數(shù)關系為T2＜T1＜T3,則【 】A。T2系統(tǒng)響應快于T3系統(tǒng) B.T1系統(tǒng)響應快于T2系C。T2系統(tǒng)響應慢于T1系統(tǒng) 。三個系統(tǒng)響應速度相等閉環(huán)控制系統(tǒng)的時域性能指標是【 】A。相位裕量 。輸入信號頻率 。最大超調(diào)量 。系統(tǒng)帶50。輸入階躍信號穩(wěn)定的系統(tǒng)在輸入脈沖信號時【 】A．將變成不穩(wěn)定系統(tǒng) 。其穩(wěn)定性變好 其穩(wěn)定性不變 D.其穩(wěn)定性變51.二階欠阻尼系統(tǒng)的階躍響應為【 】單調(diào)上升曲線 。等幅振蕩曲線 衰減振蕩曲線 指數(shù)上升曲52.單位斜坡信號的拉氏變換為【 】1。

1 1。 。s s2 s353.線性控制系統(tǒng)【 】A。一定是穩(wěn)定系統(tǒng) 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) 。是不滿足疊加原理的系54。延遲環(huán)節(jié)G(s)eTs的幅頻特性為【 】A。A()＝1 。A()＝0 。A()＜1 。A()＞1閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其開環(huán)極坐標曲線逆時針圍繞（－1,j0)的圈數(shù)等于落在S平面右半平面【 A。閉環(huán)極點數(shù) 閉環(huán)零點數(shù) 。開環(huán)極點數(shù) 。開環(huán)零點數(shù)56。頻率響應是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的【 】A。脈沖響應 。階躍響應 。瞬態(tài)響應 穩(wěn)態(tài)響57.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復平面的左側(cè)的系統(tǒng)為【 】A.非最小相位系統(tǒng) 最小相位系統(tǒng) 無差系統(tǒng) 。有差系58。零型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A。0 常數(shù) D.limG(s)H(s)s0降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的【 】A.穩(wěn)定性變差 ?？焖傩宰儾?。超調(diào)量增大 。穩(wěn)態(tài)精度變60。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【 】A。靜態(tài)誤差 穩(wěn)態(tài)誤差 。動態(tài)誤差 累計誤差61。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【 】A.給定環(huán)節(jié) B.比較環(huán)節(jié) C.放大環(huán)節(jié) 。執(zhí)行環(huán)62。同一系統(tǒng)由于研究目的的不可有不同的【 】A。穩(wěn)定性 傳遞函數(shù) 。諧波函數(shù) 。脈沖函數(shù)63。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【 A。開環(huán)高 閉環(huán)高 相差不多 。一樣64。積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為T，其脈沖響應為【 】A。1 。1/T C.T 。1＋1/T串聯(lián)環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性為各串聯(lián)環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性的【 A。疊加 。相乘 相除 相減66。非線性系統(tǒng)的最主要特性是【 】A。能應用疊加原理 不能應用疊加原理 。能線性化 不能線性67。理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于【 】A.反饋量的微分 。輸入量的微分 C.反饋量 輸入量68。若二階系統(tǒng)的阻尼比和固有頻率分別為和 ，則其共軛復數(shù)極點的實部為【 】nA. 。 C. D.n n d d控制系統(tǒng)的時域穩(wěn)態(tài)響應是時間【 】A。等于零的初值 。趨于零的終值 。變化的過程值 。趨于無窮大時的終70。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的【 】A.穩(wěn)定性越好 。穩(wěn)定性越差 穩(wěn)態(tài)性越好 。穩(wěn)態(tài)性越71。二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應為【 】A.單調(diào)上升曲線 。等幅振蕩曲線 。衰減振蕩曲線 指數(shù)上升曲線72。線性系統(tǒng)的輸入信號為x(t)Asint,則其穩(wěn)態(tài)輸出響應相位【 】iA.等于輸入信號相位 一般為輸入信號頻率的函C.大于輸入信號相位 。小于輸入信號相位73.延遲環(huán)節(jié)G(s)eTs的相頻特性為【 】A。()tan1B.()tan1C。()。()74。Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在虛軸上從右側(cè)環(huán)繞其極點的無窮小圓弧線所對應的開環(huán)極坐標曲線是半徑為無窮大，且按順時針方向旋轉(zhuǎn)【】A。的圓弧線。v的圓弧線C。－2的圓弧線D。的圓弧線75。閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性過零時，對應的相頻特性【 】A.()180c

。()180c

。(c

()180c76。對于二階系統(tǒng)，加大增益將使系統(tǒng)的【 】A。穩(wěn)態(tài)性變差 。穩(wěn)定性變差 C.瞬態(tài)性變差 快速性變77.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A.0 ?！?。常數(shù) 。limG(s)H(s)s078。控制系統(tǒng)含有的積分個數(shù)多，開環(huán)放大倍數(shù)則系統(tǒng)的【 】A。穩(wěn)態(tài)性能愈好 。動態(tài)性能愈好 。穩(wěn)定性愈好 。穩(wěn)態(tài)性能愈79?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差主要取決于系統(tǒng)中的【 】A。微分和比例環(huán)節(jié) 慣性和比例環(huán)節(jié)。比例和積分環(huán)節(jié) 。比例和延時環(huán)80.比例積分微分校正對應【 】A。相位不變B．相位超前校正C．相位滯后校正D．相位滯后超前校81。閉環(huán)控制系統(tǒng)必須通過【 】A。輸入量前饋參與控制 。干擾量前饋參與控制C。輸出量反饋到輸入端參與控制 輸出量局部反饋參與控82。不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的【 】A。傳遞函數(shù) 。反函數(shù) 。正弦函數(shù) 余弦函83。輸出信號對控制作用有影響的系統(tǒng)為【 】A。開環(huán)系統(tǒng) 。閉環(huán)系統(tǒng) 。局部反饋系統(tǒng) 。穩(wěn)定系84.比例環(huán)節(jié)能立即地響應【 】A。輸出量的變化 輸入量的變化 C.誤差量的變化 D.反饋量的變85。滿足疊加原理的系統(tǒng)是【 】A。定常系統(tǒng) 。非定常系統(tǒng) 。線性系統(tǒng) 非線性系86.彈簧—質(zhì)阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運動構(gòu)件的【 】A。相對位移成正比 相對速度成正比C.相對加速度成正比 相對作用力成正87.當系統(tǒng)極點落在復平面S的虛軸上時，其系統(tǒng)【 】A。阻尼比為0 。阻尼比大于0 。阻尼比小于1大于0 。阻尼比小于88?？刂葡到y(tǒng)的最大超調(diào)量【 】A.只與阻尼比有關 。只與固有頻率有關C.與阻尼比和固有頻率都有關 。與阻尼比和固有頻率都無89。過阻尼的二階系統(tǒng)與臨界阻尼的二階系統(tǒng)比其響應速度【 】A。過阻尼的小于臨界阻尼的 。過阻尼的大于臨界阻尼的C。過阻尼的等于臨界阻尼的 。過阻尼的反比于臨界阻尼90。二階過阻尼系統(tǒng)的階躍響應為【 】A.單調(diào)衰減曲線 B.等幅振蕩曲線 。衰減振蕩曲線 指數(shù)上升曲91.一階系統(tǒng)在時間為T時刻的單位階躍響應為【 】A。1 。。98 。。95 。。63292。線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復現(xiàn)輸入信號時，其幅頻特性【 】A。A()≥1 。A()＜1 C.)＜1 。A()93.Ⅱ型系統(tǒng)是定義于包含有兩個積分環(huán)節(jié)的【 】A.開環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng) 。閉環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)C。偏差傳遞函數(shù)的系統(tǒng) 擾動傳遞函數(shù)的系94。系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標曲線與【 】A.負實軸相交處頻率 。單位圓相交處頻率C。Bode圖上零分貝線相交處頻率 。Bode圖上－180°相位線相交處頻94－1.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與【 】A。負實軸相交處頻率 。單位圓相交處頻率C.Bode圖上零分貝線相交處頻率 。Bode圖上－180°相位線相交處頻95.系統(tǒng)的穿越頻率越大，則其【 】A.響應越快 B.響應越慢 C.穩(wěn)定性越好 。穩(wěn)定性越96。最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)的【 】A.零點和極點均在復平面的右側(cè) 。零點在復平面的右側(cè)而極點在左C。零點在復平面的左側(cè)而極點在右側(cè) 。零點和極點均在復平面的左側(cè)97。Ⅰ型系統(tǒng)能夠跟蹤斜坡信號，但存在穩(wěn)態(tài)誤其穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)等于【 A。0 。開環(huán)放大系數(shù) 。時間常數(shù)98。把系統(tǒng)擾動作用后又重新平衡的偏差稱為系統(tǒng)的【 】A.靜態(tài)誤差 。穩(wěn)態(tài)誤差 動態(tài)誤差 。累計誤99。0型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A。0 。常數(shù) 。limG(s)H(s)s0100.PID調(diào)節(jié)器的比例部分主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)的【 】A。增益 。固有頻率 阻尼比 相頻特101.隨動系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號能跟隨【 】A。反饋信號的變化。干擾信號的變化。輸入信號的變化。模擬信號的變102。傳遞函數(shù)的量綱是【 】A.取決于輸入與反饋信號的量綱 。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 。取決于系統(tǒng)的零點和極點配103.對于抗干擾能力強系統(tǒng)有【 】A。開環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)系統(tǒng) 。線性系統(tǒng) 。非線性系104。積分調(diào)節(jié)器的輸出量取決于【 】A.干擾量對時間的積累過程 輸入量對時間的積累過程C。反饋量對時間的積累過程 。誤差量對時間的積累過105。理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為【 】1 1A.1Ts 。s 。s 。1+Ts105。一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為【 】1 1A。1Ts 。s 。s 。1+Ts106。實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次【 】A。小于分子階次 。等于分子階次C。大于等于分子階次 。大于或小于分子階107。當系統(tǒng)極點落在復平面S的負實軸上時，其系統(tǒng)【 】A。阻尼比為0 。阻尼比大于0 阻尼比大于或等于1 阻尼比小于108。欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號的衰減振蕩角頻率為【 】A。無阻尼固有頻率 。有阻尼固有頻率 。幅值穿越頻率 。相位穿越頻109。反映系統(tǒng)動態(tài)精度的指標是【 】A。超調(diào)量 調(diào)整時間 。上升時間 。振蕩次110。典型二階系統(tǒng)在欠阻尼時的階躍響應為【 】A。等幅振蕩曲線B.衰減振蕩曲線 。發(fā)散振幅曲線 D.單調(diào)上升曲線111。一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T，在單位階躍響應誤差范圍要求為。05其調(diào)整時間為【 A。T B.2T 3T 。4T112.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應輸入信號，其相頻特性為【 】A.()00 。()1800 C.()900 。()900113。實際的物理系統(tǒng)G(s)的極點映射到G(s)復平面上為【 】A。坐標原點 。極點 。零點 無窮遠114。系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標曲線與【 】A.負實軸相交處頻率 。單位圓相交處頻率C。Bode圖上零分貝線相交處頻率 。Bode圖上－180°相位線相交處頻114－1。系統(tǒng)的相位穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與【 】A。負實軸相交處頻率 單位圓相交處頻率C。Bode圖上零分貝線相交處頻率 。Bode圖上－180°相位線相交處頻115.比例微分環(huán)節(jié)（時間常數(shù)為T)使系統(tǒng)的相位【 】A。滯后tan1B.滯后tan1 C。超前tan1D.超前tan1116。系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量愈大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性愈,且【 】A。上升時間愈短 B.振蕩次數(shù)愈多 C.最大超調(diào)量愈小 。最大超調(diào)量愈117。Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于【 】A.0 。開環(huán)放大系數(shù) 時間常118.PID調(diào)節(jié)器的積分部分消除系統(tǒng)的【 】A.瞬態(tài)誤差 。干擾誤差 。累計誤差 。穩(wěn)態(tài)誤119。Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A.0 ?！?常數(shù) D.limG(s)H(s)s0120.比例微分校正將使系統(tǒng)的【 】A.抗干擾能力下降 ?？垢蓴_能力增加 。穩(wěn)態(tài)精度增加 。穩(wěn)態(tài)精度減120－1.比例微分校正將使系統(tǒng)的【 】A。穩(wěn)定性變好 。穩(wěn)態(tài)性變好 。抗干擾能力增強 阻尼比減121。若反饋信號與原系統(tǒng)輸入信號的方向相反則為【 】A。局部反饋 。主反饋 。正反饋 負反饋122。實際物理系統(tǒng)微分方程中輸入輸出及其各階導數(shù)項的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性【 A.結(jié)構(gòu)參數(shù)組成 。輸入?yún)?shù)組成 。干擾參數(shù)組成 。輸出參數(shù)組成123。對于一般控制系統(tǒng)來說【 】A.開環(huán)不振蕩 。閉環(huán)不振蕩 。開環(huán)一定振蕩 。閉環(huán)一定振124。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【 】A。T 。1/T 。1+1/T 125。傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)【】A。自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關B。輸入信號有關C。輸出信號有關D。干擾信號有關126。閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是【】A.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127.當系統(tǒng)極點落在復平面S的Ⅱ或Ⅲ象限內(nèi)時，其系統(tǒng)【】A。阻尼比為0 阻尼比大于0 。阻尼比大于0而小于1 。阻尼比小于128.欠阻尼二階系統(tǒng)是【 】A．穩(wěn)定系統(tǒng) 。不穩(wěn)定系統(tǒng) 。非最小相位系統(tǒng) 。Ⅱ型系129。二階無阻尼系統(tǒng)的階躍響應為【 】A。單調(diào)上升曲線 B.等幅振蕩曲線 。衰減振蕩曲線 。指數(shù)上升曲130.二階系統(tǒng)總是【 】A。開環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)系統(tǒng) 穩(wěn)定系統(tǒng) 非線性系統(tǒng)131.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應誤差范圍要求為時，其調(diào)整時間為【 A。T 。2T 。3T 4T132。積分環(huán)節(jié)G(s)1的幅值穿越頻率為【】Ts1 1 1 1A。 B.－ 。20lg D.－20lgT T T T132－1.微分環(huán)節(jié)G(s)Ts的幅值穿越頻率為【 】1 1 1 1A。 。－ C.20lg 。－20lgT T T T132－2。積分環(huán)節(jié)G(s)1 1

1Ts2

的幅值穿越頻率為【 】TT1 1TTT

－T

。 D.－133。實際的物理系統(tǒng)G(s)的零點映射到G(s)復平面上為【 】A.坐標原點 。極點 。零點 。無窮遠點134。判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的穿越概念就是開環(huán)極坐標曲線穿過實軸上【 A（－∞,0）的區(qū)間 （－∞,0］的區(qū)間C。(－∞，－1）的區(qū)間 的區(qū)135。控制系統(tǒng)抗擾動的穩(wěn)態(tài)精度是隨其前向通道中【 】A。微分個數(shù)增,開環(huán)增益增大而愈高 。微分個數(shù)減開環(huán)增益減小而愈C.積分個數(shù)增加，開環(huán)增益增大而愈高 積分個數(shù)減,開環(huán)增益減小而愈高136.若系統(tǒng)無開環(huán)右極點且其開環(huán)極座標曲線只穿越實軸上區(qū)間（，＋∞，則該閉環(huán)系統(tǒng)一定【 A。穩(wěn)定 。臨界穩(wěn)定 。不穩(wěn)定 不一定穩(wěn)定137。比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應輸入信號，其相頻特性為【 】A。()00 。()1800 C.()900 D.()900138?？刂葡到y(tǒng)的跟隨誤差與前向通道【 】A。積分個數(shù)和開環(huán)增益有關 。微分個數(shù)和開環(huán)增益有C。積分個數(shù)和阻尼比有關 。微分個數(shù)和阻尼比有關139。Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A。0 常數(shù) 。limG(s)H(s)s0140。Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于【 A。0 。開環(huán)放大系數(shù) ?！?時間常數(shù)141.實際物理系統(tǒng)的微分方程中輸入輸出及其各階導數(shù)項的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性【 A。特征參數(shù)組成 。輸入?yún)?shù)組成 C.干擾參數(shù)組成 。輸出參數(shù)組成142。輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響的控制系統(tǒng)是【 】A。開環(huán)控制系統(tǒng) 。閉環(huán)控制系統(tǒng) 。反饋控制系統(tǒng) 。非線性控制系143.傳遞函數(shù)代表了系統(tǒng)的固有特性，只與系統(tǒng)本身的【 】A.實際輸入量 。實際輸出量 期望輸出量 。內(nèi)部結(jié)構(gòu)，參144。慣性環(huán)節(jié)不能立即復現(xiàn)【 】A。反饋信號 輸入信號 。輸出信號 偏差信號145。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則單位反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)為【 】G(s) G(s)H(s) G(s) H(s)A。1G(s) B。1G(s)H(s) C.1G(s)H(s) 。1G(s)H(s)146。線性定常系統(tǒng)輸出響應的等幅振蕩頻率為n

，則系統(tǒng)存在的極點有【 】A。1jn

。jn

1jn

。1147。開環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是【 】AB.輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比CD147－1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是【 】ABCD.誤差信號的拉氏變換與反饋信號的拉氏變換之比148。欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應為【 】A。零 常數(shù) 。等幅振蕩曲線 。等幅衰減曲149。一階系統(tǒng)是【 】A.最小相位系統(tǒng) 。非最小相位系統(tǒng) 。Ⅱ型系統(tǒng) 。不穩(wěn)定系150。單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換是【 】A。1/s B.1 。s2151。一階系統(tǒng)的響應曲線開始時刻的斜率為【 】T1T

D.1+1/s1TA.T B. C. D.TT1152。慣性環(huán)節(jié)G(s)

Ts1

的轉(zhuǎn)折頻率越大其【 】A。輸出響應越慢 。輸出響應越快C.輸出響應精度越高 。輸出響應精度越153。對于零型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復平面上【 】A。始于虛軸上某終于坐標原點 。始于實軸上某點，終于實軸上另一C。始于坐標原,終于虛軸上某點 。始于虛軸上某點，終于虛軸上另一153—1．對于Ⅰ型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復平面上【 A。始于G(j0)180的點，終于坐標原點B。始于Gj0)90的點，終于坐標原點C。始于Gj0)180D.始于Gj0)90的點，終于虛軸上任意點154。相位裕量是當系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性等于1時相應的相頻特性離【 】A。負實軸的距離 正實軸的距離 C.負虛軸的距離 。正虛軸的距155。對于二階系加大增益將使系統(tǒng)的【 】A.動態(tài)響應變慢 穩(wěn)定性變好 。穩(wěn)態(tài)誤差增加 。穩(wěn)定性變155－1.對于二階系統(tǒng)，加大增益將使系統(tǒng)的【 】A。動態(tài)響應變慢 。穩(wěn)態(tài)誤差減小 。穩(wěn)態(tài)誤差增加 。穩(wěn)定性變156.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出【 】A.幅值增大 。幅值減小 。相位超前 。相位滯156－1。慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出隨輸入信號頻率增加而其【 A。幅值增大 幅值減小 相位超前 相位滯157.無差系統(tǒng)是指【 】A。干擾誤差為零的系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)C.動態(tài)誤差為零的系統(tǒng) 累計誤差為零的系158.Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤加速度信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】A。0 常數(shù) 。∞ 。時間常159。控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差組成是【 】A。跟隨誤差和擾動誤差 跟隨誤差和瞬態(tài)誤差C。輸入誤差和靜態(tài)誤差 。擾動誤差和累計誤160。Ⅰ型系統(tǒng)的速度靜差系數(shù)等于【 】A.0 。開環(huán)放大系數(shù) 。∞ 。時間常數(shù)161.線性定常系統(tǒng)輸入信號導數(shù)的時間響應等于該輸入信號時間響應的【 A。傅氏變換 拉氏變換 。積分 。導數(shù)162.線性定常系統(tǒng)輸入信號積分的時間響應等于該輸入信號時間響應的【 A。傅氏變換 拉氏變換 積分 。導數(shù)第一部分單項選擇題1。D2。A3。A4。A5。B6.A7。C8.C9。B10。B11。B12。D13.B14。C15.C16.A17。A61。B62。B63。B64.B65.A66。77。A78。A79。C80.D81.C82。18C19B20.A21.A22.BBC25CD27.BA29B30AD32.A33.B。C35.AB37A38B39C40.A41B42.CCA45D46.AC48.A49C50。C51.CC53B54.A55.C56.D61。B62。B63。B64.B65.A66。77。A78。A79。C80.D81.C82。B67.B68.BD70.CA72B73D74.AB76.BA83。B84.B。C。B。A。A。A90D91。D。A93。A94.BA96.D。B98B99B100.A101C102.B103.BB105.CC107CB109.A110.B111.C112AD114.ACC117.C118.DC120A121.D122.AA124B125.A135.C136。A135.C136。A137.A138.A139。A149。A150。A151。C152。B153.B140.C141.A142。A143.D144。B145.A146。B147。A148。B154.A155。D156。D157。B158.B159。A160。B第二部分填空題積分環(huán)節(jié)的特點是它的輸出量為輸入量對時間 的積累。滿足疊加原理的系統(tǒng)是線性 系統(tǒng)。3。一階系統(tǒng)的單位階躍響應在t＝0處的斜率越大，系統(tǒng)的 響應速度 越快。4.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應為常數(shù) 。5。線性系統(tǒng)的輸入信號為xi(t)sint,則其輸出信號響應頻率為。 。6。微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前 。900 。7。若閉環(huán)系統(tǒng)的特征式與開環(huán)傳遞函G(s)H(s)的關系為F(s)1G(s)H(s)，則F(s)的零點就是 系統(tǒng)閉環(huán)極點 。8.線性定常系統(tǒng)的偏差信號就是誤差信號的條件為 反饋傳遞函數(shù)H(s）＝1 。9。降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度 變差 .10。統(tǒng)在前向通路中含有積分環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴重變差 .11。不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式相同的 數(shù)學模型或傳遞函數(shù) .12。當輸入量發(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。閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是輸出信號的拉氏變換與 誤差信號 的拉氏變換之.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T，其脈沖響應為

1etT .T過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應為常數(shù) 。16。干擾作用,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衰減收斂 回原來的平衡狀態(tài)。17。單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是 1 .18。線性控制系統(tǒng)的頻率響應是系統(tǒng)對輸入 正弦信號或諧波信號 的穩(wěn)態(tài)響.19。積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后 900 。20?？刂葡到y(tǒng)的誤差是期望輸出與 實際輸出 之差。21。積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為T,其脈沖響應為 1/T 。理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于 輸入量 的微.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.24。二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應為 單調(diào)上升 曲線。25。線性系統(tǒng)的輸入信號為x(t)Asint，則其穩(wěn)態(tài)輸出響應相位為輸入信號頻率 的函.i26.延遲環(huán)節(jié)G(s)eTs的相頻特性為 ()。27Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在虛軸上從右側(cè)環(huán)繞其極點的無窮小圓弧線所對應的開環(huán)極坐標曲線是半徑為無窮按順時針方向旋轉(zhuǎn) 2 的圓弧線。28。對于二階系加大增益將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性 變差。29。Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為 0 ?？刂葡到y(tǒng)含有的積分個數(shù)多，開環(huán)放大倍數(shù)大，則系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)性能 愈好.求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是 零初始條件 。微分環(huán)節(jié)是高通濾波器，將增大系統(tǒng) 干擾誤差 .33?？刂瓶驁D的等效變換原則是變換前后的 輸入量和輸出量 保持不.34.二階欠阻尼系統(tǒng)的階躍響應為 衰減振蕩 曲線。35。延遲環(huán)節(jié)G(s)eTs的幅頻特性為 A()＝1 。36.閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其開環(huán)極坐標曲線逆時針圍繞點的圈數(shù)等于落在S平面右半平面的環(huán)極點 數(shù)。37。頻率響應是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的 穩(wěn)態(tài) 響.38。Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為 0 。39。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。40.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復平面的 左側(cè) 的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。41。理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 S 。實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次 大于等于 分子階次。當系統(tǒng)極點落在復平面S的負實軸上時，其系統(tǒng)阻尼比大于或等于1 。44。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。45。一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T，在單位階躍響應誤差范圍要求為時，其調(diào)整時間為3T 。46。比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應輸入信號，其相頻特性為()00 。47.實際的物理系統(tǒng)G(s)的極點映射到G(s)復平面上為 無窮遠點 .48。系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標曲線與 負實軸 相交處的頻率。49。比例微分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的相位 超前 角。50。系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量愈大，則系統(tǒng)的 穩(wěn)定性 愈好.比例環(huán)節(jié)能立即地響應 輸入量 的變化。滿足疊加原理的系統(tǒng)是 線性 系統(tǒng)。53。彈質(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.54。當系統(tǒng)極點落在復平面S的虛軸上時，系統(tǒng)阻尼比為 0 .55?？刂葡到y(tǒng)的最大超調(diào)量只與 阻尼比 有關。一階系統(tǒng)在時間為T時刻的單位階躍響應為 632 。線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復現(xiàn)輸入信號時，其幅頻特性 A()≥1 .58.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)。59.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標曲線與單位圓相交處的頻率。60。傳遞函數(shù)的 零點和極點均在復平面的左側(cè)的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。61。降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的快速性變差.62.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是1。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 。1一階系統(tǒng)的響應曲線開始時刻的斜率為 。T65。慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率越大其輸出響應 越快 。66.0型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復平面上始于實軸上某點，終于 坐標原點 .67。相位裕量是當系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性等于1時，相應的相頻特性離 負實軸 的距.68。對于二階系加大增益將使系統(tǒng)的 穩(wěn)定性 變差。69.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出 相位滯后 。70無差系統(tǒng)是指 穩(wěn)態(tài)誤差 為零的系.積分環(huán)節(jié)輸出量隨時間的增長而不斷地增,增長斜率為 1/T .當系統(tǒng)極點落在復平面S的二或三象限內(nèi)其系統(tǒng)阻尼比 大于0而小于1 。73。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。74。二階系統(tǒng)總是 穩(wěn)定 系統(tǒng).75。一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應誤差范圍要求為。02時，其調(diào)整時間為4T .1 176.積分環(huán)節(jié)G(s)

的幅值穿越頻率為 。Ts T77。判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的穿越概念就是開環(huán)極坐標曲線穿過實軸上區(qū)間 的區(qū).78?？刂葡到y(tǒng)前向通道中的（積分個數(shù)愈多或開環(huán)增益愈大)其抗擾動的穩(wěn)態(tài)精度愈高。79若系統(tǒng)無開環(huán)右極點且其開環(huán)極坐標曲線只穿越實軸上區(qū)（＋∞則該閉環(huán)系統(tǒng)一定穩(wěn)定 。80。Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于 ∞ 。第三部分簡答題寫出線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的兩種數(shù)學表達形式。傳遞函數(shù)的基本模型：X (s) b

smb

sm1bsbG(s) o

m1

1 0 (nm)Xi2）傳遞函數(shù)的零極點增益模型

(s) an

sna

n1

sn1a1

sm

0(sz)X(s) (sz)(s

)(sz ) iG(s) o k 1 2

m K

(nm)X(s) (spi 1

)(sp2

)(sp)n

nj

(sp)j式中，K-—控制系統(tǒng)的增益；z(i1,2,,m)——控制系統(tǒng)的零點；p (j1,2,,n)—-控制系統(tǒng)的極點。i j3)傳遞函數(shù)的時間常數(shù)模型G(s)

X(s)o X(s)

pkg

Ts)qklh

2s2l

s1)i sv

(Ts1)iij

2sj

Tsj j(p2qm,vg2hn,nm)式中，K—-控制系統(tǒng)的增益；T,Ti j

,T,Tp

--為控制系統(tǒng)的各種時間常數(shù).簡述線性定?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定性的充分必要條件。1）當系統(tǒng)特征方程的所有根（系統(tǒng)極點)具有負實部,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；當系統(tǒng)特征方程的根（系統(tǒng)極點）有一個在S當系統(tǒng)特征方程的根有在S簡述積分、微分及慣性環(huán)節(jié)對最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。由于積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)均為相位滯后環(huán)節(jié)，故系統(tǒng)在前向通路中每增加一個積分環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的相位裕量減小一個90°,使其穩(wěn)定性嚴重變差；增加一個慣性環(huán)節(jié)也會使系統(tǒng)的相位裕量減小arctanTc其慣性時間常數(shù)T定性。簡述改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能的途徑。1）（校正環(huán)節(jié)。5。題35圖為系統(tǒng)在ω＝0→＋∞時的開環(huán)頻率特性曲線，Np

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1)畫出ω在區(qū)間(－∞，＋∞）的極坐標圖;2）確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。N＝0p35答；題35圖無開環(huán)右極點，即Np＝0，系統(tǒng)為0型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示.由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線不包圍實軸上－1點，故其閉環(huán)系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。 0 0答35圖簡述控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式。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，即環(huán)節(jié)的并聯(lián)聯(lián)接方式

G(s)ni1

G(s)i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

G(s)ni1

G(s)i若系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為G(s；反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s,則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為控制工程基礎習題集及解答(s) G(s)1G(s)H(s)簡述控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。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)。8。簡述判定系統(tǒng)穩(wěn)定的對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)。如果系統(tǒng)在開環(huán)狀態(tài)下是穩(wěn)定的，則其閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的判據(jù)為：當系統(tǒng)在穿越頻率處的()180時,為閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)；c c當系統(tǒng)在穿越頻率處的()180時,閉環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界；c c3)當系統(tǒng)在穿越頻率處的)180時，為閉環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)。c c9。簡答0型系統(tǒng)在不同輸入（階躍、斜坡、拋物線）信號作用下，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差和靜態(tài)誤差系數(shù)。U1）輸入單位階躍信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為K,靜態(tài)誤差為

1K；2)輸入單位斜坡信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為0，靜態(tài)誤差為∞；3）輸入單位拋物線信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為0,靜態(tài)誤差為∞.35ω＝0→＋∞1）畫出ω在區(qū)間（－∞，＋∞）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。Np＝0題35圖題35圖無開環(huán)右極點，即Np＝0，（2分ω＝－∞→＋∞35(2200答35圖31a）所示，利用系統(tǒng)匡圖等效變換原則確定題31b）所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容、B.Xi(s) XXs) A B 根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原則，由題31圖a)得控制工程基礎習題集及解答X(s) 1oX(s)i

G(s)G1

(s)G2

(s)(G2

G

(s)A(BG1

(s)由此可知，AG2

(s)

B 1G(s)2(b)題31圖單位階躍信號單位斜坡信號

x(t)u(t)i

t0t0單位加速度信號

x(t)r(t)ti

t0t01單位脈沖信號

x(t)a(t)2t2i0i

t0t05)單位正弦信號xi(t)sint

1ix(t)(t)hi0

0tht0,

(h0)th簡述開環(huán)頻率特性的極座標圖與其對數(shù)頻率特性圖的對應關系。A(＝1L(＝0A(＞1L(＞0A(＜1L(＜0.3)對數(shù)頻率特性圖只對應于ω＝0→＋∞變化的極座標圖.輸入單位階躍信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為∞，靜態(tài)誤差為0；U輸入單位斜坡信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為K；輸入單位拋物線信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為035圖為系統(tǒng)在ω＝0→＋∞N1)畫出ω在區(qū)間（－∞，＋∞）p的極坐標圖;2)確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性.控制工程基礎習題集及解答N＝2p題35圖題35圖無開環(huán)右極點，即Np＝2，系統(tǒng)為0型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所0,N＝0≠N＝2，故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。p 0 0答35圖31a)所示，利用系統(tǒng)匡圖等效變換原則確定題31b)所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容A.B.Xi(s) Xo(s)Xi(s) A B Xo(s)（a） (b)題31圖31a31b）得X(s)

(s)

1 G(s)

(s) B

(s)oX(s)

1

1 )G(s) G(s

1

(s)

2(s)

A 11B

(s)(si 1 2

) 1 G G2 1 2 1由此可知，A 1

BG(s)G(s) 22簡述控制系統(tǒng)的極點在S控制系統(tǒng)極點處于S控制系統(tǒng)極點處于S控制系統(tǒng)極點處于S1)輸入單位階躍信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為∞，靜態(tài)誤差為0；0；2U輸入單位拋物線信號時，靜態(tài)誤差系數(shù)為K,靜態(tài)誤差為K。簡述包圍SS1)虛軸部分的映射,此時，S＝jω，－∞＜ω＜＋∞，對應的映射為系統(tǒng)開環(huán)頻率特性G（jω）,－∞＜ω＜＋∞，且G(jω）與G(－jω）為共軛復數(shù).2）半徑為無窮大的半圓弧線部分的映射。此時，S→∞ limG(s)0

nms

nm題35圖為系統(tǒng)在ω＝0→＋∞Np

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點.1）畫出ω在區(qū)間（－∞,＋∞）的極坐標圖；2）確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？刂乒こ袒A習題集及解答題35圖題35圖無開環(huán)右極點，即Np＝0,系統(tǒng)為Ⅱ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所2圈，即N＝－2≠N＝0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。p21。典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)有哪些？22。簡述一階系統(tǒng)單位階躍響應的特點。1)一階系統(tǒng)是無振蕩、穩(wěn)定的，無突變地按指數(shù)曲線單調(diào)上升且趨近于穩(wěn)態(tài)值;當t＝T63.2％；經(jīng)過時間3T~4T,響應曲線已達穩(wěn)態(tài)值的95%～98程。時間常數(shù)T在t=0dx 1 1 1o eTt dt t0

Tt05)t2％（5％98％（95％）st=4Tx(4T）=0。98,t=3T，x(3T）＝0.95＝4T（2％o o s時)或t=3T5%時).s23。求取系統(tǒng)頻率特性有哪些方法？1)依據(jù)頻率特性的定義求取系統(tǒng)的頻率特性;2)sj求取系統(tǒng)頻率特性;3）用試驗方法求取系統(tǒng)頻率特性.24。簡答減小控制系統(tǒng)誤差的途徑.0到0型以上的系統(tǒng)，Ⅰ型系統(tǒng)變成Ⅰ系統(tǒng)以上的系統(tǒng)，Ⅱ型系統(tǒng)變成Ⅱ型以上的系統(tǒng).3）引進與輸入信號有關的附加環(huán)節(jié)構(gòu)成復合控制系統(tǒng)減小或消除誤差.25.題35圖為系統(tǒng)在ω＝0→＋∞時的開環(huán)頻率特性曲線，Np

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點.1)畫出ω在區(qū)間（－∞，＋∞)的極坐標圖；2)確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。控制工程基礎習題集及解答35351N＝1，0ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特p351N＝－1≠N＝1，故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)p定系統(tǒng)。00

答35圖26。簡述傳遞函數(shù)的特點.1）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系的代數(shù)表達式；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)；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；傳遞函數(shù)的量綱取決于系統(tǒng)的輸入與輸出；傳遞函數(shù)不能描述系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。27。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.1)當0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應均處于不穩(wěn)定的發(fā)散狀態(tài)。當0當0時,系統(tǒng)的瞬態(tài)響應變?yōu)榈确袷幍呐R界穩(wěn)定系統(tǒng)。28。簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)與其開環(huán)傳遞函數(shù)的零、極點之間的關系。設系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s)H(s）＝B（s）/A(s）式中,A(s)—-開環(huán)特征多項式.則閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征多項式為F(s)1G(s)H(s)A(s)B(s)

閉環(huán)特征多項式A(s) 開環(huán)特征多項式F(sF(s的極點就是系統(tǒng)開環(huán)極點。29。說明如何減小自動調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及實現(xiàn)系統(tǒng)無靜差的方法.35p

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點.1）畫出ω在區(qū)間（－∞，＋∞）的極坐標圖；2)確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？刂乒こ袒A習題集及解答題35圖350N＝0,系統(tǒng)為Ⅲ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性p351N＝1－1＝N＝0,故其閉環(huán)p系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。答35圖簡答比例環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。1)差減小，但不能消除誤差，反之相反；當0當01當1，時系統(tǒng)的特征根為一對相等的負實數(shù)根；當1，時系統(tǒng)的特征根為一對不相等的負實數(shù)根。33。簡述表示系統(tǒng)頻率特性的類型及其相互之間的數(shù)學關系。1）幅相頻特性G(j);2)幅頻特性A()和相頻特性()；3)實頻特性Re系為：

()和虛頻特性Im

().它們之間的相互關A()G(j) R2()I2()；()G(j)tan

I ()me m Re

()G(j)Re

()jIm

()A()ej()控制工程基礎習題集及解答34。試述控制系統(tǒng)的誤差與偏差的區(qū)別。誤差：期望輸出量與實際輸出量之差；3)單位負反饋系統(tǒng)的偏差就是誤差。35.題35圖為系統(tǒng)在ω＝0→＋∞時的開環(huán)頻率特性曲線，Np

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1）畫出ω在區(qū)間（－∞,＋∞）的極坐標圖；2)確定系統(tǒng)的型次;3)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。N＝0p題35圖350個開環(huán)右極點，即N＝0ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性p352圈，即N＝－2≠N＝0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)p定系統(tǒng)。答35圖36。簡述微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的控制作用.37。簡述閉環(huán)系統(tǒng)極點在S平面上隨阻尼比的變化情況。當0時，閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S當0時,閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S當0時,閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S38。簡述幅頻特性和相頻特性的物理意義。幅頻特性相頻特性或滯后[φ（ω）<0］的特性.簡答積分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。1）積分環(huán)節(jié)可以減小或消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。型系統(tǒng)（（有一個積分環(huán)節(jié)）的穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù)，Ⅱ型系統(tǒng)以及Ⅱ型以上的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為0。2）相對穩(wěn)定性。控制工程基礎習題集及解答35p

為系統(tǒng)的開環(huán)右極點.1）畫出ω在區(qū)間（－∞，＋∞）的極坐標圖；2）確定系統(tǒng)的型次；3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性.N＝0p題35圖352個開環(huán)右極點，即N＝0ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率p352N＝－2≠N＝0，故其閉環(huán)系統(tǒng)為p不穩(wěn)定系統(tǒng)。00答35圖第四部分計算應用題1。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

Ks2(0.2s1)(0.02s求幅值穿越頻率c

5(1/s)時系統(tǒng)的增益K。由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)得其在幅值穿越頻率處的幅頻特性為K2代入c

5(1/s解得

A(c

)G(j)c

0.22c

c 11 0.02221c2 K25

0.056852G(s)2KG(s)37G(s0 0的極點數(shù)為Np，求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍.控制工程基礎習題集及解答3737由題37圖畫出其系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性圖見答37圖所示.因為G(s)2KG(s)0()()180g 0 gG(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為0G(s)在相位穿越頻率處的幅頻特性為

A0

)G0

(jg

)2K)G(j)2KG(j)4K2g g 0 g由答37圖可知，當A0 g

)G0

(jg

)2K1 時,系統(tǒng)G01

(s) 才穩(wěn)定。

所以只有A(g

)G(jg

)2KG0

(jg

)4K21時,系統(tǒng)G(s)才穩(wěn)定，解得K .2系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s) Ke0.1ss(s求幅值穿越頻率c

5(1/s)時系統(tǒng)的增益K。由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)得其在幅值穿越頻率處的幅頻特性為A(c

)G(j)c

K 121 0.1221代入c

5(1/s解得

c c cK5 521 52128.5044控制工程基礎習題集及解答開環(huán)系統(tǒng)G(s)在ω＝0370遞函數(shù)為G(s)2KG(s的系統(tǒng)穩(wěn)定時其K的取值范圍。0 0 題37圖1 2 3 4 1 2 3

451 2 3 4 51

5 6 01 2 3 4 5答37圖由題37圖畫出其系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性圖見答37圖所示.因為G(s)2KG(s)，故兩系統(tǒng)的相頻特性相等,即在同一個相位穿越頻率處有0()()180g 0 gG(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為0G(s)在相位穿越頻率處的幅頻特性為

A0

)G0

(jg

)2K)G(j)2KG(j)4K2g g 0 g由答37圖可知，當A0 g

)G0

(jg

)2K1 時，系統(tǒng)G01

(s)

所以只有A(g

)G(jg

)2KG0

(jg

)4K21時，系統(tǒng)G(s)才穩(wěn)定，解得K 。25。單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)s145°時,求值.s2由系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可求得系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的相頻特性為其相位裕量為

(c

)G(jc

)tan1(c

)290tan1c

)180180(c解得

)180tan1c

)18045控制工程基礎習題集及解答系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的幅頻特性為

1 1c c A(c4解得4

)G(j)c

221c1c2c2 22

10.8401已知開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)2KG(s)37G(s的開環(huán)頻率特性極座標圖，其開環(huán)系統(tǒng)在復平面右半0 0部的極點數(shù)為Np,求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍.題37圖00

答37圖由題37圖畫出其系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性圖見答37圖所示.因為G(s)2KG(s),故兩系統(tǒng)的相頻特性相等，即在同一個相位穿越頻率處有0()()180g 0 gG(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為0G(s)在相位穿越頻率處的幅頻特性為

A0

)G0

(jg

)2K)G(j)2KG(j)4K2g g 0 g由答37圖可知，當A0 g

)G0

(jg

)2K1 時,系統(tǒng)G01

(s) 才穩(wěn)定.

所以只有A(g

)G(jg

)2KG0

(jg

)4K21時，系統(tǒng)G(s)才穩(wěn)定，解得K .2控制工程基礎習題集及解答單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)由傳遞函數(shù)得系統(tǒng)的相位裕量為

s，求系統(tǒng)滿足相位裕量為45°的幅值穿越頻率和慣性時間常數(shù)T。Ts 1180(c解得

)18090tan1c

T)45系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的幅頻特性為

T1 1c c T將 c

1代入上式解得T

A(c

)G(j)c2T ; 22

c 1T221c 2c已知開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)2KG(s)，題37圖所示為G(s)0 0部的極點數(shù)為Np，求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍.3700答37圖由題37圖畫出其系統(tǒng)在ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性圖見答37圖所示。因為G(s)2KG(s)，故兩系統(tǒng)的相頻特性相等,即在同一個相位穿越頻率處有0()()180g 0 gG(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為2K和0.5KG(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為4K2K2370知，當2K1或者0.5K1時，系統(tǒng)G(s才穩(wěn)定。故系統(tǒng)G(s穩(wěn)定的條件為04K21K21控制工程基礎習題集及解答1解得1K K129。單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)

1s(Ts

，求系統(tǒng)滿足相位裕量為45°的幅值穿越頻率和慣性時間常數(shù)T.由傳遞函數(shù)得系統(tǒng)的相位裕量為180(c解得

)18090tan1c

T)45系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的幅頻特性為

T1 1c c T將 c

1代入上式解得T

A(c

)G(j)c c

1 1T221cT 2 ; 2c 210。開環(huán)系統(tǒng)G0

(s)在ω＝037N＝2，求使開環(huán)p傳遞函數(shù)為G(s)2KG(s的系統(tǒng)穩(wěn)定時其Kp0題37圖00答37圖37ω＝－∞→＋∞時的開環(huán)頻率特性圖見答37因為G(s)2KG0(s)(g)0(g)180G0(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為2K和0.5K，G(s在相位穿越頻率處的幅頻特性為4K2K2。由答37控制工程基礎習題集及解答知，只有同時滿足2K1和0.5K1時，系統(tǒng)G(s才穩(wěn)定.故系統(tǒng)G(s穩(wěn)定的條件為04K21K21K

1K12單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)由傳遞函數(shù)得系統(tǒng)的相位裕量為

Ks,求系統(tǒng)滿足相位裕量為60°的幅值穿越頻率和增益系數(shù)K。3s13180(c

)18090tan

3)603 c解得tan1(

3)2103 c

1c系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的幅頻特性為

A(c

)G(j) Kc 1c 3將 1代入上式解得c

( )2213 c2 3K3典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線如題371）由圖可知,系統(tǒng)的超調(diào)量及峰值時間分別為

題37圖2.52M p 2故由

tp

2s解得系統(tǒng)的阻尼比為

M e(p

0.4037控制工程基礎習題集及解答由系統(tǒng)的峰值時間計算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為

t 2p 12n2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為

1.717 1/snK2nG(s)n

s22n n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5.896G(s)

s21.386s2.98413.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題36圖所示:1）求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù);2)當Kf

0、Ka

10時，試確定系統(tǒng)的阻尼比、固有頻率 。n

1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

(s)

題36圖Ka2）Kf

0Ka

s210時,系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

(2Kf

)sKa這是典型的二階系統(tǒng)故有

(s)

10s22s10210及n n解得

2 3.1623 1/s、0.3162n14。如題37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。求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)（21)G(1)。題37圖控制工程基礎習題集及解答(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T1500.02s。由傳遞函數(shù)得系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性的折線方程為

G(s)

Ks(Ts1)20lgKL() 20lg

05050當100時，由圖及上式得K200,故系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

T20

50K01002（2）當10時,20lg20lgG(20lgA(10)20

20010

G(s)

200s(0.02s15.如題36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)G(s);（2）當A(1

)G(j1

)9時，求頻率。1（1)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為

題36圖由此得

G(s)Ks2由題圖 當180時，

L()20lgK2L()20lg解得

1802所以系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

K＝3240032400G(s)s21

)G(j1

)9時，控制工程基礎習題集及解答解得 601

1/s

A(1

)G(j)1

3240092116已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題37圖三所示若使0.6單位斜坡輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差e 0.2試求系統(tǒng)中K 值ss fKa

值,以及系統(tǒng)的固有頻率。系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

(s)

題37圖Kas2(2Kf

)sKa由此可知，該系統(tǒng)是二階系統(tǒng)其固有頻率及阻尼比之間的關系為2K a

（1） 2 Kn f系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為E(s) 1

(2)R(s) 1G(s)H(s)由題圖 可求得

G(s)H(s) Ka將上式代人式（2）得

s2(2K )sfR(s)E(s)

s2(2K )s

R(s)1G(s)H(s) s2在單位斜坡輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為

(2Kf

)sKae lim s

s2(2K f

10.2ss解得2K

s0

s2(2Kf

)sK s2a聯(lián)解式(1)、式（2)得

f 0.2 KaK 36K aKf 6n17.38ui

uo

i為電流，RC為電控制工程基礎習題集及解答容.題38圖RC電路1）求傳遞函數(shù) 該電路的動力學方程為：由上可知，

uiR1i

idt

u 1o

idt故取拉氏變換得傳遞函數(shù)為

Cio

u CRui o oU(s)(CRs1)U(s)i oU(s) 1TRC

G(s)

oU(s)i

Ts12）求單位階躍響應 該系統(tǒng)為一階系統(tǒng)，故其單位階躍響應為u(t)1et/T (t0)018。已知系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性折線如題39圖所示。求:1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；2)求系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量并判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。題39圖開環(huán)對數(shù)幅頻特性圖1）求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)

G(s)

150(0.1ss(0.5s1)(0.02s2）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性由傳遞函數(shù)求得系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性得150 21A() 2令)＝1可解得系統(tǒng)的穿越頻率為 ＝30,故有c c

1 021控制工程基礎習題集及解答180()c因為＞0 所以閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定

arctan(0.530)arctan(0.0230)arctan(0.130)44.41938RCuRC為i o電容。38RC1）求傳遞函數(shù) 該電路的動力學方程為：由上消除中間變量i得故取拉氏變換得

uiR1i

idtuui

1 uCR 0

u iRoU(s)Ui

o

(s)oCRs傳遞函數(shù)為

U(s) TsTRC為時間常數(shù)。2）求單位階躍響應由傳遞函數(shù)得

G(s)

oU(s)i

Ts1對于斜坡輸入

U(s)o

Ts UTs1

(s)U(s)

Ts 1所以 T 1

o Ts1 s2u0t)1Uo(s)]1Ts1s20。已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

TTet/TG(s)

(t0)K(0.2s1)s20.02s1K值。這是一個最小相位系統(tǒng).其幅頻特性和相頻特性分別為 K

212 021()arctan(0.2)180arctan(0.02)控制工程基礎習題集及解答控制工程基礎習題集及解答控制工程基礎習題集及解答由于系統(tǒng)的相位裕量為

180()45c()arctan(0.2)180arctan(0.02)180c c c45

135解上式得 6.39、 38.61。將這兩個系統(tǒng)的穿越頻率幅頻特性并令)＝1可得c1 c2 cK .2K .21c2c.021c2c0021.21ccK可解得K＝25.367 K＝241.91 121.已知一調(diào)速系統(tǒng)的特征方程式為 S341.5S2517S2.31040試用勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若不穩(wěn)定請說明有幾個根具有正實部。列勞斯表S315170S2S1S41.538.52.31042.31040該表第一列系數(shù)符號不全為正，因而系統(tǒng)是不穩(wěn)定的；且符號變化了兩次，所以該方程中有二個根在S的右半平面。22．單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)對數(shù)幅頻特性分段折線如圖39所示，要求系統(tǒng)具有30°的相位裕量,試計算開環(huán)增益應增大多少倍?由系統(tǒng)的閉環(huán)對數(shù)幅頻特性圖可得系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)

題39圖(s) 151 s1s51.25 6.25(s1.25)(s系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)則其開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)之間的關系為(s)

G(s)1G(s)解得G(s) (s) 1(s)

0.5s( 1 s1

s各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率: 2.825、 4.4251 2系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性為

2.825 4.425 12.825 12.8252 114.42521由此可得系統(tǒng)的相位裕量180()c1 1

arctan 2.825

arctan 4.425

30解得 ＝2。015c在滿足30（即＝2。015）cG(s) K0.5s( 1 s1 s2.825 4.425又因為＝2。015＜ 2.825所以系統(tǒng)穿越頻率在比例積分段,故有c 1 cL1 c

)20log0.5K＝0c解得。03 即系統(tǒng)的開環(huán)增益應增大4.03.（3分)23。已知系統(tǒng)的特征方程式為S32S2S20列勞斯表（7分）

,試判別相應系統(tǒng)的穩(wěn)定性.S311S2S1S20(2)2由于表中第一列元素不穩(wěn)定。一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)漸近線如題391）寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；2）判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

題39圖G(s)

K(1s0.2s(1s1s由此可得系統(tǒng)的幅頻特性為

0.1 4K2K20.2120.11 241由于系統(tǒng)的穿越頻率為 ＝1,故有cK0.2c 1K0.2c 1222