电大《机电控制工程基础》期末复习模拟试题考试题库资料汇总小抄 (1).docx

机电控制工程基础模拟试题一、填空（每题3分，共15分）1 .有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为一一。2 .单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是一一。3 .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，这样的系统是一一系统。4 .控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从一一 到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于一一时系统的输出状态。5,如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，那么称此系统为一一系统，其输入、输 出关系常用差分方程来描述。二、单项选择（每题3分，共15分）LF（s） =急右，其原函数的终值02 =（）。A. 0'B. 8D. 3£ Y（S）_TS)°)°2 .传递函数G"）一踞一£ 表示了一个（A.B.C.D.A.B.C.D.时滞环节 振荡环节 微分环节 惯性环节3.系统输出的拉氏变换为丫"）=3.系统输出的拉氏变换为丫"）=S（S +3n那么系统处于（)°A.欠阻尼A.欠阻尼B.过阻尼C.临界阻尼 D.无阻尼4.脉冲函数的拉氏变换为（）oA. 0B. ooC.常数D.变量5.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）oA. 20dB / dec,通过3=1点的直线B. - 20dB / dec,通过3=1点的直线C. - 20dB / dec,通过3=0点的直线D. 20dB / dec,通过3=0点的直线三、判断题（10分）1 . 一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部。（）（3分）.系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输出。（）（3分）2 .由Z反变换能求出采样函数脉冲序列的表达式。（）（4分）四、（20分）设单位反应系统的开环传递函数:ts（5%）o五、（20分），试求单位阶跃响应的性能指标&%及co然后根据拉氏变换的延迟特性求解，Lf(t-r) = f(t- r)e-stdt0令T -t-T . t = t + T ,由=。7代入上式得0000j f(TSdT = e-ST f(T)e-sTdT = e-srF(s)因此 L(t-T)m=e-ST ml/sm+./(s) = !一，其反变换f 6)为()。s(s + 1)A. l-er B. l + er C. l-ef D. /I答：c解析：由局部分式法求解。8 . /=e" sin2,的拉氏变换为( )o2B.、(5 + 4)" +4C. (5 + 1)2 +4C. (5 + 1)2 +4D.-2s 52 +4答：C解析：根据位移性质假设 £/(/) = F(s)，那么 ") = F(s + a)这个性质说明，函数/乘以e"后的拉氏变换等于f(Z)的拉氏变换F(5)中的s参变 量用s + a代换。求e" sincot的拉氏变换。因为 Lsma)t= 60s +“Leat sin 69/=.图示函数的拉氏变换为( )oA. 7（1 e ） B.T s工1C. -（1-） D.a sT I Z1 -TS 2（e） a sRa-二） T ST I Z1 -TS 2（e） a sRa-二） T S答：A 解析：根据典型斜坡函数以及阶跃函数的拉氏变换结果和拉氏变换的延迟特性求解。三、判断001 .满足狄利赫利条件的函数f(t)的拉普拉斯变换为尸= "/«) = 7积分的 0结果取决于参数t和s, F(s)称为f(。的象函数，而f(t)为F(s)的原函数。错误 解析：以上定义式为定积分，积分限0和8是固定的，所以积分的结果与t无关，而只取决 于参数s ,因此，它是复数s的函数。2 .假设万M 二一那么 f(00)=0。5-9错误解析：根据拉氏反变换的结果进行判断。3 . f的拉氏变换为*s=-，那么/为3(1 -2/)。 s(s + 2)正确解析：由局部分式法求解。4 .单位抛物线函数为0t <0I 1 2、八，其拉普拉斯变换结果为与。一t% 2 UU2错误解析：根据拉普拉斯变换的定义，单位抛物线函数的拉普拉斯变换为Fs = L-t2 = j-t2e-st/=4Re(s) > 02 o 2s5./=1 济巴 f的拉氏变换为/(s) = /«) = ' !oS 5-2错误1 I 2解析：应用线性性质，/。)=/(初二=os s + 2 s(s + 2)第三章习题一、填空L描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的。数学模型解析:根据数学模型的定义式来填空。2 .在初条件为零时,与 之比称为线 性系统（或元件）的传递函数。输出量的拉氏变换；输入量的拉氏变换解析：传递函数的定义式。3 .根据自动控制系统的特性方程式可以将其分为 和非线性控制系统。线性控制系统解析：根据自动控制系统的分类的基本概念来填空。4 .数学模型是描述系统 的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式。 瞬态特性解析：建立数学模型的功能和作用。5 .如果系统的数学模型,方程是 的，这种系统叫线性系统。线性解析：线性系统的基本概念。6.环节的传递函数是g（s）=上雪=Ts + 1惯性解析：惯性环节的基本定义式。7.CT题图根据以上题图填空，RC+应3 = ，四（“dt解析：根据电容电流与电压的关系以及电路欧姆定理来解答。8.运动方程式T也3 +dty(0= 描述的是一个惯性环节 解析：根据惯性环节的微分表达式来填空。二、选择.线性系统的输入x(t),输出y(t),传递函数G(s),那么正确的关系是。()A. y(t) = x(0 G(5)B. Y(s) = G(s)X(s)C. X(s) = y(s)G(s)D. y(s) = G(s)/X(s)答：B解析:根据传递函数的定义，G(s) = y(s)/X(s),所以y(s) = G(s)X(s)。1 .线性定常系统的传递函数是 o ()A.输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比 B.零初始条件下，输出与输入之比C.零初始条件下，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比 D.无法求出答：C解析：传递函数的定义。2 .系统的传递函数为一1一，那么该系统的时域原函数g(t)是o ()s(s +1)A. 1 + * B. 1 e- C. l + er D. l-ef答：B解析：根据局部分式展开，-=-,所以一1一的反变换为1-*'。 S(S + 1) S 5 + 1 S(S +1)4 .传递函数4 .传递函数G(s)=学=j表示了一个X(s)A.时滞环节 B.振荡环节C.微分环节 D.惯性环节答：A 解析：时滞环节的微分方程为州= x(t-T)其传递函数G(s) = 黑3.一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为()55 + 1A.A.1-e 5 B.t3 3e 5 C.5-5”D. 5 + 5e 5答:B33解析：一阶系统的传递函数为 其阶跃响应的传递函数为，进行局部分式5s +1s(5s +1)333-分解得： -=-二，因此其反变换为3 3e 5。5(55 + 1) S 5 + 1/5.设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如下图，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出 量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：()A. r ；B.1 + G3a +（G +G2）G3H2/ （G1 + G?） , G? H2C. Gk（s） = D.八/1 + G3 - H,答：c解析：首先要注意题目要求求出开环传递函数,（G+G?）I+G3氏 +（G+G2）G3 H2 '（G +G2）Q1 + G3Hl +（G + G2）, G3 H?观察A , B, D答案都不对，因为它们的分图A. 1 B. 2 C. 3 I). 4答：B解析：弹簧振子是二阶系统。5 .下列图所示的系统开环传递函数G/s)为()o子上都不含“2,所以只有C符合要求。6 .以下列图形a为输入x(t)波形，图b为输出y(t)波形，所描述的是一个(A城A城0t0 TtabA.积分环节B.微分环节 C.惯性环节D.时滞环节答案：D解析：显然输出比输入之后迟后了一些，这是一个时滞环节。三、判断.数学模型是描述系统稳态特性的数学表达式。错误解析：根据数学模型的定义式来判断。1 .如果系统的数学模型方程是线性的，这种系统叫线性系统。正确解析：根据线性系统的定义来判断。2 .线性定常系统的传递函数是指初始条件不为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的 比。错误解析：一定要注意，传递函数是指初始条件为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比。3 .传递函数反映系统本身的瞬态特性，与输入有关。错误解析：传递函数的特点是与输入无关，只与系统自身结构、参数有关。4 .对于可实现的物理系统，传递函数分母中s的阶次必大于分子中s的阶次。正确解析：根据传递函数的特点来判断。5 .传递函数并不反映系统的物理结构。正确解析：这是传递函数的特点。6 .不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。正确解析：这是传递函数的特点。7 .比例环节（放大环节）的输出量与输入量的关系为y（1）=Kx（。，K是一个变量。错误解析：根据比例环节的定义，比例环节（放大环节）输出量与输入量的关系为那么=Kx（t）式中 K环节的放大系数（常数）。正确解析：根据比例环节的定义来判断。10 .常见的电子放大器，齿轮减速器，杠杆等均属于比例环节。正确解析：根据比例环节的实际应用来判断。11 .当输入x(t)为单位阶跃信号时，输出y(t)如下图，那么这个系统一定是一个微分环 节。错误解析：根据图像可以看出，输出是输入的积分，所以这个系统是一个积分环节。第四章习题答案一、填空1 .电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等等，均可视为 O答案：阶跃作用解析：根据阶跃信号的定义以及物理意义来填空。2 . 函数5(t)可认为是在间断点上单位阶跃函数对时间的导数。答案：单位脉冲解析：这是单位脉冲函数的特点。3 .超调量是指在瞬态过程中，输出量的 值超过稳态或输入值的百分数。答案：最大解析：根据超调量的定义来填空。4 .过渡过程时间或调节时间ts是指 量与稳态值之间的偏差到达允许范围(一般取2%或5%)并维持在此允许范围以内所需的时间。答案：输出解析：根据对调节时间基本概念的理解来填空。5 . 3n和C这两个参数是决定二阶系统瞬态特性的非常重要的参数，那么可把二阶系统的传递函数写成含有这两个参数的标准式，即答案：G/s) =52 +235 + 冠解析：二阶系统闭环传递函数的标准表达式是一个重要基本概念，要求记忆:G,s) =2+2血5 +冠二、单项选择21. 一阶系统的传递函数为一-，其时间常数为 。()s + 0.25A. 0.25B. 4C. 2 D. 1答：B解析：惯性环节的运动方程式为：T喋+州=依。) at传递函数：G(s) = 4R = ,式中7环节的时间常数；5 x(s) 75 + 1.假设二阶系统的阻尼比为0.4,那么系统的阶跃响应为 o ()A.等幅振荡 B.衰减振荡C.振荡频率为69的振荡 D.发散振荡答：B解析：在(0Cl)的情况下，二阶系统的瞬态响应的瞬态分量为一按指数哀减的简谐振 荡时间函数，阻尼比越小，最大振幅越大。2 .二阶系统的超调量5%o ()A.只与有关B.与，无关C.与3和，无关C.与以和，都有关答：A解析：依据超调量的定义：5 % = M2二型2X100%y(oo)对于单位阶跃响应，3% = - -J产/sin(必与+8)x100%因为sm(a)dtm + <9) = sin(G Jl-2:+ 8) = sin(» + 0)= _sin<9 = _J_,2所以 S% = e " xlOO%可知，超调量只是阻尼比C的函数，而与无阻尼自然频率3n无关。4 两个二阶系统的超调量3%相等，那么此二系统具有相同的 o ()C. KC. KD. cod答：B答：B解析：因为超调量xlOO%,超调量只是阻尼比C的函数，所以两个二阶系统的超调量5%相等，那么此二系统具有相同的5 .对二阶欠阻尼系统，假设保持。不变，而增大那么 o ()A.影响超调量B.减小调节时间C.增大调节时间 D.不影响调节时间答：B解析：超调量只是阻尼比C的函数，而与无阻尼自然频率3n无关。调节时间的计算公式为：1 1 74(5%)=-3-ln(l-<2) x7% L 2 J1 1 9八(2%)=-4-ln(l-<2)皿L 2可见，增大，那么会减小调节时间。0 < < < 0.96 .某一系统的速度误差为零，那么该系统的开环传递函数可能是()os + dB.(s + )(s + 8)C.Ks2s + a)答：c解析：单位斜坡函数输入。X(s) = 4 s系统的稳态误差为£ (oo) = lim sE(s) = lim5->0sl + a(s)lim sGk(5) sf0在速度信号输入情况下，0型系统的稳态误差为无穷大，也就是说，系统输出量不能跟 随系统的输入量；1型系统有跟踪误差；2型系统能准确的跟踪输入，稳态误差为零。因此 答案C正确。3.系统的传递函数为一-，那么该系统在单位脉冲函数输入作用下输出为()os(s + 3)A. 3(1 ) b. 1 + 6一如c. I 1' d. 3(1 + "")答：c解析：因为单位脉冲函数的拉氏变换结果是1,那么系统在单位脉冲函数输入作用下输出的33311拉氏变换为，那么将一-进行局部分式分解得一:一=，对其进行s(s + 3)s(s + 3)s(s + 3) s 5 + 3拉氏反变换可知答案C正确。7 .系统的时间响应由瞬态响应和 两局部组成。()A.稳态响应 B.暂态响应C.冲激响应D.频率响应答：A解析：根据系统时间响应组成的基本定义来选择，系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应 两局部组成。8 .系统受到外加作用后，系统从初始状态到最终稳定状态的响应过程称 o ()A.稳态响应 B.瞬态响应 C.冲激响应 D.频率响应答：B解析：根据瞬态响应的定义来选择答案。9 .系统的瞬态响应反映系统的 O ()A.准确性 B.误差C.稳定性和响应的快速性D.稳定性和误差答：C解析：根据瞬态响应的定义不难理解，瞬态响应反映系统的稳定性及响应的快速性；稳态响 应反映系统的准确性或稳态误差，因此答案C正确。三、判断题.系统受到外界扰动作用后，其输出偏离平衡状态，当扰动消失后，经过足够长的时间， 假设系统又恢复到原平衡状态，那么系统是稳定的。正确解析：根据系统稳定性的定义来判断。1 .系统的全部特征根都具有负实部，那么系统一定是稳定的。正确解析：系统稳定的充分必要条件是系统的全部特征根都具有负实部。2 .输出端定义误差是指希望输出与实际输出之差。正确解析：这是误差的定义。3 .输入端定义误差是指输入与主反应信号之差。正确.解析：根据误差的定义来判断。4 .稳态误差的表达式是= lim e(t) = lim E(s)。错误解析：稳态误差的表达式应该是= lim e(t) = lim sE(s) 85->O5 .系统在外加作用的激励下，其输出随时间变化的函数关系叫时间响应。正确工=k(r-c) dr 七f五dx3 系统的微分方程X系统的微分方程X刀"="1十亚一处x3 +x$C=x4-n个 一 T 4-n工s 一 石"十n试门.写出系统的拉氏变换式2.求出系统的传递函数皆普六、（20分）某单位反应系统开环传递函数为G°（s）= 砺”及其校正前和校正后的对数幅频 特性曲线如下图。试求：画出串联校正环节对数幅频特性曲线，并写出传递函数Gc（s）（2）写出校正后开环传递函数Gc（s） - G（）（s）校正后相角裕量r（Wc）二？（参考答案）一、填空（每题3分，共15分）1 .复合控制系统2 . 1/s3 .稳定4 .初始状态oo5 .离散二、单项选择（每题3分，共15分）1. C 2. A 3. C 4. C 5. A 三、判断题（10分）1 .错误。（3分）2 .错误。（3分）解析：这是时间响应的定义。7 .系统的稳态响应是指系统受到外加作用后，时间趋于无穷大时，系统的输出。正确解析：这是时间响应中稳态响应的定义。8 .电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等，均可视为冲激作用。因此冲激信 号是评价系统瞬态性能时应用较多的一种典型信号。错误解析：电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等都是阶跃信号作用，而不是冲激 信号作用。1 9 1. xQ) 二 产是单位速度函数，其拉氏变换为X(s) = f，它表征的是速度均匀变化的信2s号。错误1 01解析：x«) = 产是单位加速度函数，其拉氏变换为X(s) = f，它表征的是加速度变化 2s的信号。10.单位脉冲函数的幅值为无穷大，持续时间为零是数学上的假设，在系统分析中很有用处。正确解析：根据单位脉冲函数定义式不难理解，它的幅值为无穷大，持续时间为零，脉冲信号在 系统分析中有很重要的作用，我们常见的闪电信号就可以用脉冲信号来描述。第五章习题答案一、填空1 . n型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为 o-40dB/dec解析：II型系统的对数幅度频率特性曲线的渐进斜率特点是低频段-40dB/dec,中间频段- 20dB/dec,高频段-40dB/deco. 4)=皿=叵(%)|为系统的 ,它描述系统对不同频率输入信号的 工0稳态响应幅值衰减(或放大)的特性。0(o) = NG(/。)为系统的,它描述系统对不同频率输入信号相位迟后(。< 0)或超前3 > 0)的特性。幅频特性，相频特性解析：根据幅频特性和相频特性的定义来填空。2 .频率响应是 响应。正弦输入信号的稳态解析：根据频率响应的定义来填空。TT.对于一阶系统，当3由Of 8时，矢量D（j3）方向旋转，那么系统是稳定的。2否那么系统不稳定。逆时针解析：此题需要学习者掌握用频率法判断闭环系统的稳定性的结论，即对于一阶系统，当37T由08时，矢量D（j3）逆时针方向旋转一，那么系统是稳定的。否那么系统不稳定。2.当输入信号的角频率川在某一范围内改变时所得到的一系列频率的响应称为这个系统的 O频率特性解析：根据系统频率特性的定义来填空。3 .控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于 时系统的输出状态。初始状态无穷解析：控制系统时间响应包含了瞬态响应和稳态响应两个过程，其中瞬态响应过程是指系统 从0时刻初始状态到接近最终状态的响应过程,稳态响应过程那么是指时间t趋于无穷时系统 的响应。4 .假设系统输入为Asin。，其稳态输出相应为Bsin（Gl +。），那么该系统的频率特性可表示为 OA解析：根据频率特性的基本定义来填空，40）=皿=6（九9）|为系统的幅频特性，它 %描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。（啰）= NG（/。）为系统的相频特性，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后（。0）或超前 （。0）的特性。幅频特性和相频特性可由一个表达式表示，即60&）=仁（10）,讷切, 称为系统的频率特性。二、选择.题图中RC电路的幅频特性为 o （）RA.A.x (t)q= y (力戊+ (T)21Jl-(功)2D.；l + Tco答：B解析：RC电路的传递函数为G（s） =解析：RC电路的传递函数为G（s） =1Ts + l，式中T二RC时间常数。正弦输入信号为x«） = / sin口,电路频率特性以j 3代替s可得:G（汝）:鬲五汝上因此，幅频特性为:|g(汝) =11 + jTco11 + (T 了1 .系统频率特性为一J，那么该系统频率还可表示为（1 j3oA. 5ej- B. _/ 5c.J+i/ 5 人力3。 D. 5ejtg(0V692 + 1答：C解析：根据系统频率特性的指数表示形式:G(j )= G(jco= G(W"3)式中A（3）是复数频率特性的模，称幅频特性;式中A（3）是复数频率特性的模，称幅频特性;。（口）是复数频率特性的相位移、称相频特性。两种表示方法的关系为4。）= Jp2（o）+ Q2（。）； 。（。）=次一10£1,所P（69）以答案C正确。3.系统频率特性为一- 5jco + l，当输入为x«） = sin 2/时，系统的稳态输出为（A. sin(2? + Zg-l569)B./ 1s in(2r + tg -1 569)J 2 +1C.sin一吆-5。)D./1=sin(2/ - tg 7 5MJ25+1答：D解析：系统的频率特性为G（"y） =-，其幅频特性为: 1 + jTco|G(汝)| =|1 + 回1 + (T y 相频特性为：0（口）=/G（/。）=吆一外,系统的频率响应为y=一 %.sm（cot-tg-Tco），所以答案D正确。J1 +（"产4.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）A.20。叱 ，通过3二1点的直线B.- 20d叱 ，通过3二1点的直线C. -2dB/ ,通过3二0点的直线D. 20肛 ，通过3二0点的直线/ aec/ aec答：A解析：理想微分环节的传递函数为G（s） = s,幅相频率特性为G（J=，幅频特性为4（刃）=。；相频特性为。（啰）=% ,其对数幅频特性为：£（69）= 20 log A3） = 20 log 69显然，理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为20d% ，通过3 = 1点的直线。 /aec5.开环传递函数Gk（s）的对数幅频特性与对数相频特性如下图，当K增大时：（COCDCD-71图A.L(3)向上平移，0(g)不变 B. L(3)向上平移，0(向上平移c.L(3)向下平移，。(不变 D. L(3)向下平移，0(口)向下平移答：A解析：显然开环传递函数Gk(s)的对数幅频特性值与其幅频放大倍数是同向变化的关系，即幅频放大倍数越大那么其对数幅频特性值越大。因此K增大时L(3)向上平移，而Gk(s)相 频特性与K值无关，所以答案A正确。三、判断551 .系统频率特性为，那么该系统可表示为-/ ej + 1d 2 +1错误解析：根据系统频率特性的指数表示形式：6(刑)=|6(%),"侬)=A3)/3)55-i如果系统频率特性为一一，那么该系统可表示为 /”。j + 1. 一阶微分环节的传递函数为G(s) = l + /s,其频率特性可表示为G(jco) = 1 + "口 =， + «助2产。错误解析：一阶微分环节的传递函数为G(s) = 1 + 75,其频率特性表示为：G(ja) = 1 + jrco = : + 力/P()=1,= tco , A(g) = Jl + (ra>)2 , 03) 二次一1侬。所以 G(ja) = 1 + jra)= " + (荷加。2 .积分环节的对数幅频特性是一条斜率为 20。叱 的直线。 /dec正确解析：积分环节的对数幅频特性为：L()=20log A(co) = 20log = -20log coco显然其对数幅频特性是一条斜率为-2()d/ 的直线。/decK1 n3 .系统的传递函数G(s) =一=，输出与输入的相位差是 90。Ts + 1 0.55 + 1错误解析：系统输出与输入相位差就是惯性环节相位落后角度：(/)= -tg-Tco = -tg- 0.5 x 6.3 = -tg- 3.15 = -72.4°，显然不等于90°。4 .系统的传递函数G(s) = -L,当输入信号频率为f = 1Hz,振幅为X°=10时，系统 5 + 1的稳态输出信号的频率是IHZo正确解析：在线性定常系统中，当有正弦信号输入，那么输出肯定是和输入同频率的正弦信号，而 只是幅值和相位与输入不同。5 .系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件。错误解析：系统的幅频特性、相频特性属于系统固有特性，与输入以及初始条件无关。解析：显然这是一个惯性环节而不是积分环节，因为积分环节的频率特性曲线是斜率为1 没有水平局部向下倾斜的直线。第六章习题答案一、单项选择1 ,增大系统开环增益K值，使系统 o ()A.精度降低B.精度提高C.稳定性提高 D.精度不受影响答:B解析：增大系统开环增益K值将会使误差系数增加，而系统的稳态误差是与误差系数成反比 关系，所以增大系统开环增益K值会降低系统稳态误差，提高系统精度。2 .串联校正环节G,(G = 1 + 027s,是属于环节。()1 + 0.115A.相位超前校正 B.相位迟后校正 C.相位迟后超前校正 D.以上都不对答:A解析：显然其对数频率特性分母系数小于分子系数，随着频率值的增加，分子的相位超前作用大于分母的相位迟后作用，所以串联校正环节G/s) =匕丝生是相位超前校正环节。八 1+0.115.校正环节G，(s) =一，假设作为迟后校正环节使用，那么系数应为o ()aTs + 1A. l>a >0 B. a =0 C. a >1 D. 0. 707> a >0答:c解析：显然迟后环节分母的相位迟后作用要大于分子的相位超前作用，所以分母上S系数应 该大于分子上S的系数，答案C正确。3 .系统如下图，G/s)为一个 装置.()A.串联校正B.并联校正C.混合校正D.正反应校正答:B解析：观察到校正环节接到被校正对象的反应通道中，显然不是串联校正，也不是混合校正, 更不是正反应校正，因此只有答案B正确。5.在实际工程系统中常用 来实现类似迟后超前校正作用？（）A.比例积分微分调节器B. 微分调节器C.积分调节器D. 比例积分调节器答:A解析：显然答案A正确，因为微分调节器是相位超前的，积分和比例积分调节是相位迟后 的，只有比例积分微分调节器才能够实现迟后超前校正。二、判断题.在系统校正中，常用的描述系统稳定性的指标有相角裕量和幅值裕量等。正确解析：基本概念，相角裕量和幅值裕量都是描述系统稳定性的指标。1 .截止频率是描述控制系统精度的指标，它可以直接确定系统的稳态误差。错误解析：开环增益才是描述控制系统精度的指标，开环增益可以直接确定系统的稳态误差。2 .描述系统快速性的指标通常有穿越频率截止频率以等。正确解析：根据系统性能指标分类的基本概念来判断。3 .为改善系统的性能，通常在系统中增加新的环节，这种方法称为校正。正确解析：这是校正的基本概念。4 .顺馈校正是一种串联校正。错误解析：串联校正按其性质可分为：相位超前校正；相位迟后校正；相位迟后超前校正。5 .反应校正是一种并联校正。正确解析：并联校正按其性质可分为反应校正和顺馈校正。6 .相位超前校正会降低系统的稳定性。错误解析：相位超前校正的特点有3点：加大系统的相位裕量，提高稳定性。提高系统的快速性。是高通滤波器，降低抗高频干扰能力。7 .相位迟后校正能够提高系统开环增益，从而提高稳态精度。正确解析：这是相位迟后校正的特点。8 .相位迟后超前校正适用于稳定性和稳态精度要求较高的场合。正确解析：相位迟后超前校正兼有迟后，超前两种校正方式的优点，适合于稳定性和稳态 精度要求较高的场合。9 .用频率法校正控制系统，实际上就是采用校正环节来改善频率特性形状，使之具有合适 的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以便得到满意的闭环系统性能指标要求。正确解析：根据对校正基本概念的理解来判断。第七章习题答案一、填空.如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，那么称此系统为 系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。离散解析：离散系统的定义：系统中只有离散信号而没有连续信号，那么称此系统为离散系统。1 .当采样频率满足砥2 2例恒、时，那么采样函数到原来的连续函数/。能无失真地恢复解析：根据采样定理的基本内容来填空。2 .离散信号的数学表达式为00f'(t)=Ef(kDb(t-kT)A: =-oo解析：见教材上的离散信号的基本定义和概念。z+ +2z +1. y(z)= 所对应的y(kT)的前三项是y(0) , y(T) y(27)依次7： -Z，9 o1,2 ,3解析：将y(z)进行长除分解，可以得到z3+2z2+1除以z3 -Z的结果是l + 2z-l+3z-2+.,由于题目要求前3项结果，所以只需要长除得出前3项值，根据Z 变换的定义式，前3项的系数就是所对应的的前三项值。3 . s平面与z平面的对应关系是：s平面的左半平面对应于z平面上单位圆以内，s平面的 虚轴对应于z平面, s平面的右半平面，对应于z平面单位圆以外。单位圆解析：根据拉氏变换Z变换的对应关系不难理解：s平面的左半平面相当于z平面上单位圆 以内，S平面的虚轴对应于Z平面单位圆，S平面的右半平面，对应于Z平面单位圆以外。二、选择.脉冲传递函数是 O ()A.输出脉冲序列与输入脉冲序列之比B.系统输出的z变换C(z)与输入z变换R(z)之比C.在初条件为零时，系统输出的2变换C(z)与输入的z变换R(z)之比D.在初条件为零时，系统输入的z变换H(z)与输出的z变换之比答：C解析：根据脉冲传递函数的定义来判断、选择正确答案。)B. F(z)=£f(kT)zD. F(z) = £f(k)z-2k=01 . z变换的数学表达式为A. F(z)=£f(k” k=-ccC. F(z) = Ef(kr)zkk=0答:A解析：根据Z变换的定义式可以看出，显然答案A正确。)o2 .于3 = e-at (a >0)的 Z 变换 F(z)为(a，答:B民二Cz- eZi -aT1-eI).3.正确。（4分）四、（此题20分）解答：系统闭环传递函数为;=1 230 = 1,所以彳=1 230 = 1,所以彳=r + s+1与二阶传递函数的标准形式不2羡s+武相比拟'可知:0.5,系统为欠阻尼状态，那么：“0=arccos；=6O°所以，单位阶跃响应的性能指标为：6%=厂四= 16.4%；(10 分)&(5%) = 3/0=6§(10 分)五、(此题20分)解答：(1)将微分方程进行拉氏变换得：,工i(s) =k(R(s) c(s)x2(s)=r5jR(5)CO分)5X3(5)=#i.(s) +12 (5) -x3(s)(Ts+1)X4 (s)=j?3(s) +x5(s)C(s) =x4(s) N(j)、g(s) = (T$+DN(s)（10 分）(2) TSCG)_ (TS4-1)(S+1)K+rsRS K (TS+1XS+I)+K CTS+IHS+I)六、（此题20分）解析：这是一道典型信号的Z变换的题目，将6一小进行离散化,f(kT) = e-akT依据z变换定义:0000F = £f(kT)z« = e-akTz-k = + e-aTz- +e-2aTz-2 + + e-kaTz'k + k=0k=0两边同乘得e-aTz-lF(z) = e-aTz-1 +2'rz-2+ + e-kaTz-k +以上2式相减，得F(z)-e-a/zF(z) = lF(z):-e-aTzF(z):-e-aTz>1 O所以答案B正确。4. f(t) = af的Z变换/(z)为()oT丁z ci1 a5. f=5,的Z变换方(z)为(zzA. B.z + 5/z-5/)oz 5,D.z5-27TTz + az-a答:C 解析：首先将函数离散化，得f(kT) = a"，依据z变换定义:opopF(z) = f(kT)z-k = akTz-k = + aTz-1 + a2T z-2 + + akTz-k +k=()k=0两边同乘，z-得0rz7 F(z) = 0rz7 + 01Tz-2 + + akTz-k +将2式相减，得F(z)-aTzF(z) = l尸=-工r =1-a z z-a答案C正确。答：B解析：典型的指数函数/=",其Z变换方(z) = =- 1 a z z ci7因此/=5,的Z变换结果是不oz 56 .如果以.为函数/有效频谱的最高频率，那么采样频率。满足以下条件时，采样函数/*«)能无失真地恢复到原来的连续函数/Q) o ()A.至少为2 G maxB.至少为max0至多为以的 D.至多为29海答：A解析：根据采样定理的具体内容可知，答案A正确。2z3 +2z2 +1. Y(z) =所对应的的第1项y(0)是。()z -zA. 1 B. 2 C. 3 D. 1/2答：.B2z3 +2z2 +12z3 +2z2 +1解析:很容易看出r(z)= 长除的结果第1项是2,因此、r(z)= E zz -z所对应的y(kT)的第1项y(0)是2o7 .一个时间信号的频率成