控制工程基础复习题答案(修)1(6页).doc

-控制工程基础复习题答案(修)1-第 6 页控制工程基础期 末 复习题答案一、选择题1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，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：（2）（1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶2、一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为（ 2）（1） ；（2） ；（3） ；（4）3、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ 1 ）（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ 3 ）。(1)； (2) （T>0）； (3) ；(4)6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，系统的传递函数为（ 1 ）。（1）；（2） ；（3） ；（4）7、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 ，系统的脉冲响应为（ 1 ）。（1） (2) （3） (4) 8、系统结构图如题图所示。试求局部反馈2加入前后系统的静态速度误差系数和静态加速度误差系数。（ 3 ）（1），；（2），；（3），；（4），；9、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ 3 ）（1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼10、设有一RLC电路系统，如图所示，以Ur(t)为输入量，Uc(t)为输出量的运动微分方程式可以对系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ 1 ）（1）1阶 （2）2阶 （3）3阶 （4）4阶11、已知 ，其原函数的终值（ 3 ）（1）0 ； （2） ； （ 3）0.75 ； （4）312、一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为（ 2 ）（1） ；（2） ；（3） ；（4）13、已知系统的微分方程模型。其中u(t)是输入量，y(t)是输出量。求系统的传递函数模型G(S)=Y(S)/U(S)为（ 1 ） （1） (2) （3） （4）14、某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ 4 ）(1)；(2)；(3)；(4)；15、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ 2 ）（1） ；（2）；（3）；其中均为不等于零的正数。三、计算题（1）求如图所示电路网络的传递函数。其中，u0(t)为输出电压，ui(t)为输入电压，R1和R2为电阻，C1和C2为电容。R2R1C2C1uiu0图1、解消去中间变量i1和i2，得（2） 已知系统的特征方程为，试确定参数K的变化范围以使系统是稳定的。 解：列劳斯表： S4 1 15 K S3 20 2 0 S2 K 0 S1 0 0 S0 K 0 0(4)、一阶系统结构图如题图所示。要求系统闭环增益，调节时间（s），试确定参数的值。解：由结构图写出闭环系统传递函数令闭环增益， 得：令调节时间，得：。(5)、单位反馈系统的开环传递函数，求单位阶跃响应和调节时间。解：依题，系统闭环传递函数(6)、已知开环传递函数为，画出对数幅频特性的折线图（BODE图），并求系统的相位裕量，判断闭环系统的稳定性.-20-40-6015可算出相位裕量21度。闭环系统稳定(7) 试求如图所示系统总的稳态误差，已知r(t)=t,n(t)=1(t) 解：如果直接给出结果，并且正确，可以给满分(8)、已知系统的开环传递函数为其中分别为10和180，分别判断闭环系统的稳定性。若稳定，求出相位稳定裕量。解：开环传递函数：，幅频特性单调下降，转折频率分别为：2，10，50；在区间2,10内计算如下： 得 ，并在区间2,10内，解有效。 ，所以闭环系统稳定。（10分）当K=180时bode图如下：在区间10,50内计算如下：得 ，解在区间10,50内。,所以闭环系统不稳定 （10分） (9)、要求系统为一阶无静差，且要求Kv=300/s，wc=10rad/s，g=50度。求期望的开环传递函数解：已知系统为一阶无静差系统， 首先，根据系统的动态要求，即由和设计开环特性中频段的形状，即简化模型。 首先求出闭环幅频特性峰值为： （3分） 再求中频段的长度h : （6分） 再由 然后根据稳定指标要求，即，决定-40db/10倍频w1w1w2w2wcw3-20db/10倍频-20db/10倍频-40db 可以大致作出bode的形状，如图所示：T1=1/0.077=13; T2=1/2.3=0.43 T3=1/17.7=0.056不考虑的影响的时候，开环传递函数为： （6分）考虑到对中频相位裕量的影响，要缩短h的长度，让变为，修正后 如保持修正后保持Kv不变：则 根据上图中的修正后系统的开环bode图得传递函数为： （5分） 因为w1增加了系统的稳定裕量，给系统带来好处所以可以不修正。