2022年2021机械工程控制基础考试题及答案 .pdf

1 填空题 (每空 1 分，共 20 分) 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用_叠加_原理，而非线性控制系统则不能。2 反馈控制系统是根据输入量和_反馈量 _的偏差进行调节的控制系统。3在单位斜坡输入信号作用下，0 型系统的稳态误差ess=_。4当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是_负数 _时，系统是稳定的。5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和_反馈_连接。6线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零 _时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。7函数 te-at的拉氏变换为2)(1as。8线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为_相频特性 _。9积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为_20_dBdec。10二阶系统的阻尼比为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。11在单位斜坡输入信号作用下，型系统的稳态误差ess=_0_。120 型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为_0_dB/dec，高度为 20lgKp 。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 37 页 - - - - - - - - - 2 13单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s。14. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为_恒值 _控制系统、_随动 _ 控制系统和程序控制系统。15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、_快速性 _和准确性。16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与_输入量、扰动量 _的形式无关。17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数和_无阻尼自然振荡频率wn。18. 设 系 统 的 频 率 特 性 (j )=R( )+jI( ), 则 幅 频 特 性 |G(j)|=)()(22wIwR。19. 分析稳态误差时，将系统分为0 型系统、 I 型系统、 II 型系统，这是按开环传递函数的_积分 _环节数来分类的。20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的 _左_部分。21从 0 变化到 +时，惯性环节的频率特性极坐标图在_第四_象限，形状为 _半_圆。22. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数 _。23二阶衰减振荡系统的阻尼比的范围为10。24G(s)=1TsK的环节称为 _惯性 _环节。25系统输出量的实际值与_输出量的希望值_之间的偏差称为误差。26线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用_线性微分 _名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 37 页 - - - - - - - - - 3 方程来描述。27 稳定性、 快速性和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。28二阶系统的典型传递函数是2222nnnwswsw。29设系统的频率特性为)(jI)j (R)j (G，则)(R称为实频特性。30. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为_线性_ 控制系统、非线性 _控制系统。31. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和 _准确性 _。32.二阶振荡环节的谐振频率r与阻尼系数 的关系为 r=n122。33.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为_开环_控制系统、 _闭环 _控制系统。34.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和_对数坐标 _图示法。35. 二阶系统的阻尼系数=_0.707_ 时，为最佳阻尼系数。 这时系统的平稳性与快速性都较理想。1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 37 页 - - - - - - - - - 4 4. I 型系统G sKs s( )()2在单位阶跃输入下，稳态误差为0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 。5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进 )稳定的系统。7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字 )控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以c（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。单项选择题 ：1.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为( ) A.最优控制B.系统辩识C.系统校正D.名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 37 页 - - - - - - - - - 5 2.反馈控制系统是指系统中有( ) A.反馈回路B.惯性环节C.积分环节D.PID3.( )=1sa,(a 为常数 )A. L eatB. L eatC. Le(ta)D. L e(t+a)4.Lt2e2t=( )A. 123()sB. 1a sa()C. 223()sD. 23s5.若 F(s)=421s，则Lim f tt0( )=( ) A. 4 B. 2 C. 0 D. 6.已知 f(t)=eat,(a 为实数 )，则 Lf t dtt( )0=( )A. asaB. 1a s a()C. 1s sa()D. 1a sa()7.f(t)=3202tt，则 Lf(t) =( )A. 3sB. 12sesC. 32sesD. 32ses8.某系统的微分方程为52000( )( )( )( )xtxtxtxti,它是 ( )A.线性系统B.线性定常系统C.非线性系统D.非线性时变系统9.某环节的传递函数为G(s)=e2s，它是 ( )A.比例环节B.延时环节名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 37 页 - - - - - - - - - 6 C.惯性环节D.微分环节10.图示系统的传递函数为( )A. 11RCsB. RCsRCs1C. RCs+1 D. RCsRCs111.二阶系统的传递函数为G(s)=341002ss,其无阻尼固有频率n是( ) A. 10 B. 5 C. 2.5 D. 25 12.一阶系统KTs1的单位脉冲响应曲线在t=0 处的斜率为 ( ) A. KTB. KT C. KT2D. KT213.某系统的传递函数G(s)=KTs1,则其单位阶跃响应函数为( )A. 1TeKt T/B. KTet T/C. K(1et/T) D. (1eKt/T) 14.图示系统称为( )型A. 0 B. C. D. 15.延时环节 G(s)=es的相频特性 G(j)等于 ( )A. B. C.D.名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 37 页 - - - - - - - - - 7 16.对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数G(s)为( ) A. 1+Ts B. 11TsC. 1TsD. (1+Ts)217. 图 示 对 应 的 环 节 为( )A. Ts B. 11TsC. 1+Ts D. 1Ts18.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40=0， 则此系统稳定的值范围为 ( )A. 0 B. 014 D. 019.典型二阶振荡环节的峰值时间与( )A.增益B.误差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频率20.若系统的Bode 图在 =5 处出现转折 (如图所示 )，这说明系统中有( )环节。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 37 页 - - - - - - - - - 8 A. 5s+1 B. (5s+1)2C. 0.2s+1 D. 10212( .)s21.某系统的传递函数为G(s)=()()()()ssss72413,其零、极点是 ( ) A.零点 s=0.25,s=3;极点 s=7,s=2 B.零点s=7,s=2;极点 s=0.25,s=3 C.零点 s=7,s=2;极点 s=1,s=3 D.零点s=7,s=2;极点 s=0.25,s=3 22.一系统的开环传递函数为32235()()()ssss,则系统的开环增益和型次依次为( ) A. 0.4 ，B. 0.4，C. 3，D. 3，23.已知系统的传递函数G(s)=KTests1，其幅频特性G(j )应为( )A. KTe1B. KTe1C. KTe2221D. KT12224.二阶系统的阻尼比，等于 ( )A.系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数25.设c为幅值穿越 (交界 )频率，(c)为开环频率特性幅值为1 时的相位角，则相位裕度为( ) A. 180 (c) B. (c) C. 180+(c) D. 90+(c) 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 37 页 - - - - - - - - - 9 26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=45s s()，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为( )A. 104B. 54C. 45D. 0 27.二阶系统的传递函数为G(s)=1222ssnn,在 022时， 其无阻尼固有频率 n与谐振频率 r的关系为 ( )A. nrD. 两 者无关28.串联相位滞后校正通常用于( )A.提高系统的快速性B.C.减少系统的阻尼D.29.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率c=4 处提供最大相位超前角的是 ( )A. 411ssB. ss141C. 0110 6251.ssD. 0 6251011.ss30.从某系统的Bode 图上，已知其剪切频率c40，则下列串联校正装置的传递函数中能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是( ) A. 0 00410041.ssB. 04141. ssC. 41101ssD. 410 41ss.单项选择题 (每小题 1 分，共 30 分)1.B 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C 8.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B 15.B 16.D 17.C 18.B 19.D 20.D 21.D 22.A 23.D 24.C 25.C 26.A 27.C 28.B 29.D 30.B 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 37 页 - - - - - - - - - 10 二、填空题 (每小题 2 分，共 10 分) 1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_和_有2.一个单位反馈系统的前向传递函数为Ksss3254，则该闭环系统的特征方程为 _开环增益为 _3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、 _和_有关。4.极坐标图 (Nyquist 图)与对数坐标图 (Bode 图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode 图上的 _； 极坐标图上的负实轴对应于 Bode 图上的 _。5.系统传递函数只与_有关，与 _无关。填空题 (每小题 2 分，共 10 分)1.型次2.s3+5s2+4s+K=0，K43.误差带无阻尼固有频4.0 分贝线1805.本身参数和结构1线性系统和非线性系统的根本区别在于( C ) A线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。B线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 37 页 - - - - - - - - - 11 C线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。D线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。2令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的( B ) A代数方程B特征方程C差分方程D状态方程3 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是（D ）A脉冲函数B斜坡函数C抛物线函数D阶跃函数4 设 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为G(s)=)2s)(1s( s10， 该 系 统 为（ B ）A0 型系统BI 型系统CII 型系统DIII 型系统5 二 阶 振 荡 环节 的 相 频 特 性)(， 当时 ， 其 相 位 移)(为( B ) A-270B-180C-90D06. 根 据 输 入 量 变 化 的 规 律 分 类 ， 控 制 系 统 可 分 为( A ) A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 37 页 - - - - - - - - - 12 D.连续控制系统和离散控制系统7采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为( C ) A)s(G1)s(GB)s(H)s(G11C)s(H)s(G1)s(GD)s(H)s(G1) s(G8 一阶系统G(s)=1+TsK的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( A ) A越长B越短C不变D不定9拉氏变换将时间函数变换成（D ）A正弦函数B单位阶跃函数C单位脉冲函数D复变函数10 线 性 定 常 系 统 的 传 递 函 数 ， 是 在 零 初 始 条 件 下（D ）A系统输出信号与输入信号之比B系统输入信号与输出信号之比C系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 37 页 - - - - - - - - - 13 11若某系统的传递函数为G(s)=1TsK，则其频率特性的实部R()是（ A ）A22T1KB-22T1KCT1KD-T1K12. 微分环节的频率特性相位移()= ( A ) A. 90B. -90C. 0D. -18013. 积分环节的频率特性相位移()= ( B ) A. 90B. -90C. 0D. -18014.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（C）A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件15. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( C ) A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是16. 有一线性系统，其输入分别为u1(t)和 u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t) 。 当 输 入 为a1u1(t)+a2u2(t) 时 (a1,a2为 常 数 ) ， 输 出 应 为名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页，共 37 页 - - - - - - - - - 14 （B）A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t) C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t) 17. I型 系 统 开 环 对 数 幅 频 渐 近 特 性 的 低 频 段 斜 率 为（B）A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec) 18. 设 系 统 的 传 递 函 数 为G(s)=255252ss， 则 系 统 的 阻 尼 比 为（C）A.25B. 5C. 21D. 1 19正弦函数sint的拉氏变换是（B ）A.s1B.22sC.22ssD. 22s120二阶系统当0 1 时，如果增加，则输出响应的最大超调量%将（B ）A.增加B.减小C.不变D.不定21主导极点的特点是（D ）A.距离实轴很远B.距离实轴很近名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页，共 37 页 - - - - - - - - - 15 C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近22余弦函数cost的拉氏变换是（C ）A.s1B.22sC.22ssD. 22s123设积分环节的传递函数为G(s)=s1，则其频率特性幅值M()= （C ）A.KB.2KC.1D.2124. 比例环节的频率特性相位移()= ( C ) A.90 B.-90C.0D.-18025. 奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( C )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。A.开环幅值频率特性B.开环相角频率特性C.开环幅相频率特性D.闭环幅相频率特性26. 系统的传递函数( C ) A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.完全由系统的结构和参数决定D.既由系统的结构和参数决定，也与输入信号有关名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页，共 37 页 - - - - - - - - - 16 27. 一阶系统的阶跃响应，( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡B.当时间常数T 较小时有振荡C.有振荡D.无振荡28. 二阶振荡环节的对数频率特性相位移()在( D )之间。A.0和 90B.0和 90C.0和 180D.0和 18029. 某 二 阶 系 统 阻 尼 比 为0.2 ， 则 系 统 阶 跃 响 应 为( C ) A. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡二 设有一个系统如图1 所示， k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s) ，当系统受到输入信号ttxisin5)(的作用时，试求系统的稳态输出)(txo。(15 分)ixox1K2KD解：1015.001.021211sskkDskkDsksXsXio然后通过频率特性求出14.89sin025.0ttxo三一个未知传递函数的被控系统，构成单位反馈闭环。经过测试，名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页，共 37 页 - - - - - - - - - 17 得知闭环系统的单位阶跃响应如图2 所示。 (10 分) 问： (1) 系统的开环低频增益K 是多少？ (5 分)(2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5 分) 17/80.5525msOt解： （1）00718KK，07K(2) 8025.07ssXsXio四已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图3 所示。 (10 分) 1. 写出开环传递函数G(s)的表达式； (5 分)2. 概略绘制系统的Nyquist 图。 (5 分) 1)100s)(01. 0s(s100) 1100s)(101.0s( sK) s(G100KdB80Klg202名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页，共 37 页 - - - - - - - - - 18 五已知系统结构如图4 所示 , 试求： (15 分)1. 绘制系统的信号流图。(5 分) 2. 求传递函数)()(sXsXio及)()(sNsXo。(10 分)G1(s)Xi(s)+-G2(s)H1(s)+-+ +N(s)Xo(s)H2(s)2212121HGGL,HGL1GGP121122112211)()(HGGHGGGsXsXio1211HG11P221121211)()(HGGHGHGsNsXo六系统如图5 所示，)(1)(ttr为单位阶跃函数，试求：(10 分)1. 系统的阻尼比和无阻尼自然频率n。(5 分)2. 动态性能指标：超调量Mp和调节时间%)5(st。(5 分) 1)2s( s)2S(S4n2n225 .02nn2%5.16%100eM21p) s(325. 033tns名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页，共 37 页 - - - - - - - - - 19 七如图 6 所示系统， 试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下ess2 25.时， K 的数值。 (10 分)0Ks9s6sK)3s(s)s(D232由劳斯判据：Ks06K54sK6s91s0123第一列系数大于零，则系统稳定得54K0又有：K9ess2.25 可得： K4 4K54 八已知单位反馈系统的闭环传递函数32)(ss，试求系统的相位裕量 。(10 分) 解：系统的开环传递函数为1s2)s(W1) s(W) s(G112| )j(G|2cc，解得3c12060180tg180)(180c1c三、设系统的闭环传递函数为Gc(s)=nnnss2222，试求最大超调量=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数和n的值。解：%100%21e=9.6% =0.6 tp=n120.2 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页，共 37 页 - - - - - - - - - 20 n=tp13140 2 10 622.19.6rad/s 四、设一系统的闭环传递函数为Gc(s)=nnnss2222，试求最大超调量=5% 、调整时间ts=2 秒( =0.05) 时的闭环传递函数的参数和n的值。解：%100%21e=5% =0.69 ts=n32 n=2.17 rad/s 五、设单位负反馈系统的开环传递函数为)6(25)(sssGk求（ 1）系统的阻尼比 和无阻尼自然频率n；（2）系统的峰值时间tp、超调量 、 调整时间 tS(=0.02)；解：系统闭环传递函数2562525)6(25)6(251)6(25)(2sssssssssGB与标准形式对比，可知62nw，252nw故5nw，6.0又46. 015122ndww785.04dpwt名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页，共 37 页 - - - - - - - - - 21 33.14%5 .9%100%100%226.016 .01nswtee六、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率n ，阻尼比 ，超调量 ，峰值时间pt，调整时间st( =0.02) 。解： 对于上图所示系统，首先应求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。04. 008. 02245010002. 045010014501002sssssssssXsXio与标准形式对比，可知08.02nw，04.02nwststeesradnsnpn1002.02.04403.162 .012.01%7 .52%2 .0/2.0222. 012.0122七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：)2(100)(sssGK名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页，共 37 页 - - - - - - - - - 22 求： (1) 试确定系统的型次v 和开环增益K；（2）试求输入为ttr31)(时，系统的稳态误差。解： （1）将传递函数化成标准形式) 15.0(50)2(100)(sssssGK可见， v1，这是一个I 型系统开环增益 K 50；（2）讨论输入信号，ttr31)(，即 A1，B3 根据表 34，误差06.006.00503111VpssKBKAe八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：)2 .0)(1 .0(2)(2ssssGK求： (1) 试确定系统的型次v 和开环增益K；（2）试求输入为2425)(tttr时，系统的稳态误差。解： （1）将传递函数化成标准形式)15)(110(100)2.0)(1 .0(2)(22sssssssGK可见， v2，这是一个II 型系统开环增益 K 100；（2）讨论输入信号，2425)(tttr，即 A5，B2, C=4 根据表 34，误差04.004.00010042151aVpssKCKBKAe名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 22 页，共 37 页 - - - - - - - - - 23 九、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：) 11.0)(12 .0(20)(sssGK求： (1) 试确定系统的型次v 和开环增益K；（2）试求输入为2252)(tttr时，系统的稳态误差。解： （1）该传递函数已经为标准形式可见， v0，这是一个0 型系统开环增益 K 20；（2）讨论输入信号，2252)(tttr，即 A2，B5，C=2 根据表 34，误差212020520121KaCKBKAeVpss十、设系统特征方程为s4+2s3+3s2+4s+5=0 试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别，a4=1，a3=2，a2=3，a1=4，a0=5均大于零，且有5310042005310042402102413220124145224323060)12(5534所以，此系统是不稳定的。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 23 页，共 37 页 - - - - - - - - - 24 十一、设系统特征方程为0310126234ssss试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别，a4=1，a3=6，a2=12，a1=10，a0=3均大于零，且有3121001060031210010640610621011262051210110366101263015365123334所以，此系统是稳定的。十二、设系统特征方程为03425234ssss试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别，a4=1，a3=5，a2=2，a1=4，a0=3均大于零，且有名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 24 页，共 37 页 - - - - - - - - - 25 32100450032100454051064125205141435542530153)51(3334所以，此系统是不稳定的。十三、设系统特征方程为0164223sss试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解： （1）用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别，a3=2,a2=4,a1=6,a0=1 均大于零，且有140062014306121044164022126404321所以，此系统是稳定的。十四、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 25 页，共 37 页 - - - - - - - - - 26 ) 102.0(30)(sssG解：该系统开环增益K30；有一个积分环节，即v1；低频渐近线通过（1，20lg30）这点，斜率为 20dB/dec；有一个惯性环节，对应转折频率为5002.011w， 斜 率 增 加 20dB/dec。系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。)101.0)(11 .0(100)(ssssG解：该系统开环增益K100；有一个积分环节，即v1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点，即通过（ 1，40）这点斜率为20dB/dec；有两个惯性环节，对应转折频率为101.011w，10001.012w，斜率分别增加 20dB/dec 系统对数幅频特性曲线如下所示。L()/dB-20 dB/dec0/(rad/s)50-40 dB / dec120lg30名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 26 页，共 37 页 - - - - - - - - - 27 十六、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。11.0)(ssG解：该系统开环增益K1；无积分、微分环节，即v0，低频渐近线通过（1，20lg1）这点，即通过（ 1，0）这点斜率为0dB/dec；有一个一阶微分环节，对应转折频率为101.011w，斜率增加20dB/dec。系统对数幅频特性曲线如下所示。十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。L()/dB-20 dB / dec-40 dB / dec10100-60 dB / dec(rad/s)0140L ()/dB20 dB / dec10(rad/s)0名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 27 页，共 37 页 - - - - - - - - - 28 解：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 28 页，共 37 页 - - - - - - - - - 29 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 29 页，共 37 页 - - - - - - - - - 30 十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。解：一一H1G1G2H2R(S) C(S) 一一H1/G2G1G2H2R(S) C(S) 一H1/G2G1R(S) C(S) G21+ G2H2名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 30 页，共 37 页 - - - - - - - - - 31 十九、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一H1/G2R(S) C(S) G1G21+ G2H2R(S) C(S) G1G21+ G2H2+G1H1一一G1G3R(S) C(S) G2H1名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 31 页，共 37 页 - - - - - - - - - 32 解：一一G1G3H1R(S) C(S) G2H1一H1G3R(S) C(S) G1G21+ G2H1R(S) C(S) G1G2G31+ G2H1+ G1G2H1名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 32 页，共 37 页 - - - - - - - - - 33 三、简答题 (共 16 分) 1.(4 分)已知系统的传递函数为2432ss，求系统的脉冲响应表达式。2.(4 分)已知单位反馈系统的开环传递函数为Kss()71， 试问该系统为几型系统 ?系统的单位阶跃响应稳态值为多少? 3.(4 分)已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如下，如果将阻尼比增大(但不超过 1)，请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。4.(4 分)已知各系统的零点(o)、极点 (x)分布分别如图所示，请问各个系统是否有非主导极点，若有请在图上标出。四、计算题 (本大题共 6 小题，共 44 分) 1.(7 分)用极坐标表示系统14212ss的频率特性 (要求在 、 =0、=n等点准确表示，其余定性画出)名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 33 页，共 37 页 - - - - - - - - - 34 2.(7 分)求如下系统R(s)对 C(s)的传递函数，并在图上标出反馈通道、顺馈通道。3.(6 分)已知系统的调节器