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1、機(jī)電控制工程基礎(chǔ)作業(yè)1、一、簡(jiǎn)答題1、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求通常有哪些？穩(wěn)定性（長(zhǎng)期穩(wěn)定性）、準(zhǔn)確性（精度）和快速性（相對(duì)穩(wěn)定性。2.人工控制的恒溫箱，人工調(diào)節(jié)過(guò)程包括哪些內(nèi)容？1).觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度(被控制量)與要求的溫度(給定值)進(jìn)行比較，得到溫度2)的大小和方向根據(jù)偏差大小和方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器，控制加熱電阻絲的電流以調(diào)節(jié)溫度回復(fù)到要求值。人工控制過(guò)程的實(shí)質(zhì)：檢測(cè)偏差再糾正偏差3.對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加時(shí)，輸出量的暫態(tài)過(guò)程可能有哪些？單調(diào)過(guò)程衰減振蕩過(guò)程持續(xù)振蕩過(guò)程發(fā)散振蕩過(guò)程4.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)有哪兩個(gè)主要特點(diǎn)？開(kāi)環(huán)控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式，其特點(diǎn)是，在控制器與被控對(duì)象之
2、間只有正向控制作用而沒(méi)有反饋控制作用，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量沒(méi)有影響。5.閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？閉環(huán)控制的特點(diǎn)是，在控制器與被控對(duì)象之間，不僅存在著正向作用，而且存在著反饋?zhàn)饔?，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量有直接影響。6什么叫做反饋控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類(lèi)系統(tǒng)稱(chēng)為反饋控制系統(tǒng)（或閉環(huán)控制系統(tǒng)）。7控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3類(lèi)？控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。8舉例說(shuō)明什么是隨動(dòng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的控制作用是時(shí)間的未知函數(shù)，即給定量的變化規(guī)律是事先不能確定的，而輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速的復(fù)現(xiàn)給定量(即輸入量)的變化，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)之為隨動(dòng)系統(tǒng)。隨動(dòng)系
3、統(tǒng)應(yīng)用極廣，如雷達(dá)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，火炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，各種電信號(hào)筆記錄儀等等。9、自動(dòng)控制技術(shù)具有什么優(yōu)點(diǎn)？ 極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率； 提高了產(chǎn)品的質(zhì)量； 減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，使人們從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，去從事更有效的勞動(dòng)； 由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多生產(chǎn)過(guò)程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實(shí)現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過(guò)程則因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生產(chǎn)，深水作業(yè)以及火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等等。在這種情況下，自動(dòng)控制更加顯示出其巨大的作用10對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加某一給定值時(shí)，輸出量的暫態(tài)過(guò)程可能有幾種情況？單調(diào)過(guò)程 衰減振蕩過(guò)程 持續(xù)振蕩過(guò)程 發(fā)散振蕩過(guò)程11、什么
4、是數(shù)學(xué)模型？描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)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。12、系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=1s2+5s，則閉環(huán)特征方程為？s2+5s=0 閉環(huán)極點(diǎn)分別為：S1=0，S2=-5（二元一次方程的求根公式為：x=-bb2-4ac2a）單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)1+G(s)13、什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？ 在零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱(chēng)為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。14、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)是什么？單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為 =G（s）1+G（s）
5、15、二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么？其中的變量有什么含義？二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為其中稱(chēng)為系統(tǒng)的阻尼比，nw為 無(wú)阻尼自振蕩角頻率。16、微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)式各是什么？微分環(huán)節(jié)：()ssG=。 積分環(huán)節(jié)()s sG1=17、振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲(chǔ)能元件，并且所儲(chǔ)存的能量相互轉(zhuǎn)換，輸出量具有振蕩的性質(zhì)。設(shè)振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為xc，輸入量為xr，其運(yùn)動(dòng)方程式和傳遞函數(shù)是什么？運(yùn)動(dòng)方程式為 其傳遞函數(shù)為18、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=kss+2(s+3),該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為？C(s)R(s)=kss+2s+3+K二、判斷題1、發(fā)散振蕩過(guò)程是指系統(tǒng)的被控制量發(fā)散
6、振蕩，在這種情況，偏差會(huì)越來(lái)越大，這屬于穩(wěn)定過(guò)程。錯(cuò)誤（屬于不穩(wěn)定過(guò)程）2、輸出量的暫態(tài)過(guò)程為單調(diào)過(guò)程時(shí)，輸出量單調(diào)變化，緩慢地到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值，這種暫態(tài)過(guò)程具有較短的暫態(tài)過(guò)程時(shí)間。3、上圖為恒溫控制系統(tǒng)方框圖，箭頭所指的內(nèi)容應(yīng)該是熱電偶。4、凡是系統(tǒng)的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對(duì)控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，叫做閉環(huán)系統(tǒng)。正確5、無(wú)靜差系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)被控制量與給定值不相等時(shí)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。錯(cuò)誤6對(duì)于一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過(guò)程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以工作。錯(cuò)誤7疊加性和齊次性是鑒別系統(tǒng)是否為線性系統(tǒng)的根據(jù)。正確8線性微分方程的各項(xiàng)系數(shù)為常數(shù)時(shí)，稱(chēng)為定常系統(tǒng)。正確9.若線性化具有足夠精
7、度，調(diào)節(jié)過(guò)程中變量偏離工作點(diǎn)的偏差信號(hào)必須足夠小。正確10.對(duì)于單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s)1+G(s)。 正確11傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無(wú)關(guān)。正確12傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。（錯(cuò)誤）13.微分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為5s，則它的幅頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是5，相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是-90o。 錯(cuò)誤14.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和外輸入。正確15.傳遞函數(shù)G(s)=1/s表示微分環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤16在復(fù)數(shù)平面內(nèi)，一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點(diǎn)分布圖與之相對(duì)應(yīng)。正確17若一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1/s，說(shuō)明對(duì)該系統(tǒng)串聯(lián)了
8、一個(gè)微分環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤18、某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為y()()t)=Kx(t),K是一個(gè)常數(shù)，則稱(chēng)其為慣性環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤19、慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，則系統(tǒng)的快速性越好。（錯(cuò)誤）20已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則)Y(s)=G(s)X(s)=。正確三、設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程 =+&t 近似描述，在零初始條件下，試確定該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。四、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為=10s+1s+2(s+5)，試求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。G(s)=F(s)1-F(s)=10s+1s+2s+5+10，該系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)均位于s 平面的左半平面，所以系統(tǒng)穩(wěn)定。五、如圖所示的電網(wǎng)絡(luò)
9、系統(tǒng)，其中ui為輸入電壓，uo為輸出電壓，試寫(xiě)出此系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)表達(dá)式。六、某電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，Ur為輸入，Uc為輸出，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。作業(yè)2一、簡(jiǎn)答題1、某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點(diǎn)？ 單調(diào)上升2、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)通常有哪幾項(xiàng)？如何理解這些指標(biāo)？延遲時(shí)間td 階躍響應(yīng)第一次達(dá)到終值h（）的50所需的時(shí)間。上升時(shí)間tr 階躍響應(yīng)從終值的10上升到終值的90所需的時(shí)間；對(duì)有振蕩的系統(tǒng)，也可定義為從0到第一次達(dá)到終值所需的時(shí)間。峰值時(shí)間tp 階躍響應(yīng)越過(guò)穩(wěn)態(tài)值h（）達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間。調(diào)節(jié)時(shí)間ts 階躍響到達(dá)并保持在終值h（
10、）+5誤差帶內(nèi)所需的最短時(shí)間；有時(shí)也用終值的2誤差帶來(lái)定義調(diào)節(jié)時(shí)間。超調(diào)量 峰值h（tp）超出終值h（）的百分比，即3、勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性？勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有什么特點(diǎn)？當(dāng)時(shí)間t滿足什么條件時(shí)響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于52%。？由于一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)沒(méi)有超調(diào)量，所有其性能指標(biāo)主要是調(diào)節(jié)時(shí)間，它表征系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的快慢。當(dāng)t3T或4T時(shí)，響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于52%。顯然系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小，調(diào)節(jié)時(shí)間越小，響應(yīng)曲線很快就能接近穩(wěn)態(tài)值。5、在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)有什么特點(diǎn)？在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響
11、應(yīng)為一振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡(jiǎn)諧振蕩時(shí)間函數(shù)。二、填空題1、在 零初始條件 下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱(chēng)為線性系統(tǒng)（或元件）的 傳遞函數(shù) 。2、單位積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 1/s 。3、一階系統(tǒng)1Ts+1，則其時(shí)間常數(shù)為 T 。4、系統(tǒng)傳遞函數(shù)為W（s），輸入為單位階躍函數(shù)時(shí)，輸出拉氏變換Y（s）為 W(s)s 。5、單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳函為Gs=9SS+1，系統(tǒng)的阻尼比= 0.167 、無(wú)阻尼自振蕩角頻率n為 3 ，調(diào)節(jié)時(shí)間ts(5%)為 6 秒。6、某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為 等幅振蕩 。7、型系統(tǒng) 不能 無(wú)靜差地跟蹤單位斜坡輸入信號(hào)。8、單輸入輸
12、出線性定?？刂葡到y(tǒng)的不同類(lèi)型的數(shù)學(xué)模型之間可以 。9、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為Gs=K(s+2)s2S+1，,則該系統(tǒng)有 0，-1 極點(diǎn)和 -2 個(gè)零點(diǎn)。（什么是極點(diǎn)和零點(diǎn)？傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的根被稱(chēng)為系統(tǒng)的極點(diǎn)，分子多項(xiàng)式的根被稱(chēng)為系統(tǒng)的零點(diǎn)）10、傳遞函數(shù)是系統(tǒng)本身的一種屬性，它與輸入量的大小和性質(zhì) 無(wú)關(guān) 。11、輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之間的比較結(jié)果稱(chēng)為 偏差 。12、控制系統(tǒng)的階數(shù)為分母多項(xiàng)式S的 最高 階次。13、從嚴(yán)格意義上說(shuō)，實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型都是 理想化(非線性) 的。14、系統(tǒng)輸出 直接 或 間接 地返回到輸入端，此類(lèi)系統(tǒng)稱(chēng)為反饋控制系統(tǒng)或閉環(huán)控制系統(tǒng)。15、某環(huán)節(jié)的傳遞為Gs，在單位脈沖
13、函數(shù)的作用下，其輸出YGs為 G(s) 。16、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為3s)s2+5s+1，則其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（3s)s2+2s+1）。17、拉普拉斯變換的位移定理為L(zhǎng)f(t-a)=e-asF(s)，其中 F（S） 為f(t)的拉斯變換。18、傳遞函數(shù)與微分方程有 微分定理 聯(lián)系。19、傳遞函數(shù)是在零初始條件下定義的，它 不能 反映非零初始條件下系統(tǒng)的自由響應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。20、傳遞函數(shù)的 拉氏反 變換即為系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)。三、判斷題1. 線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點(diǎn)均應(yīng)在s平面的左半平面。 正確2. 用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 正確 3系統(tǒng)的穩(wěn)定性取
14、決于系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布。 正確4. 閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類(lèi)型。 錯(cuò)誤5. 若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1，則其階躍響應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于0.707 。 正確6. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。 （ 錯(cuò)誤 ）7最大超調(diào)量只決定于阻尼比。越小，最大超調(diào)量越大。 正確8二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，調(diào)整時(shí)間ts與n近似成反比。但在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，阻尼比通常由要求的最大超調(diào)量所決定，所以只有自然振蕩角頻率n可以改變調(diào)整時(shí)間ts。 正確 9所謂自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是系統(tǒng)在使它偏離穩(wěn)定狀態(tài)的擾動(dòng)作用終止以后，能夠返回原來(lái)穩(wěn)態(tài)
15、的性能。 正確10線性系統(tǒng)穩(wěn)定,其開(kāi)環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。 （ 錯(cuò)誤 ）110型系統(tǒng)（其開(kāi)環(huán)增益為K）在單位階躍輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為K +11 。正確12.t e-2的拉氏變換為 1 2 +s。 正確13勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不可以判斷相對(duì)穩(wěn)定性。 （ 錯(cuò)誤 ）14. 某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為等幅振蕩。 正確15一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 5 .05 .0+s，則其時(shí)間常數(shù)為2。 正確16二階系統(tǒng)阻尼比越小，上升時(shí)間tr則越??；越大則tr越大。固有頻率n越大，tr越小，反之則tr越大。 正確17線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)特征方程
16、的根（系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)）全部具有負(fù)實(shí)部，也就是所有閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)都位于s平面的左側(cè)。 正確18系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的一種度量。 正確19對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)19。以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提。 正確20單位階躍輸入()s sR1 = )時(shí)， 0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一定為0。 錯(cuò)誤21.某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為ks(s+k)，則此系統(tǒng)在單位階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為0。正確22、負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)，閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)1+GsH(s)。 正確23、微分
17、環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為ks，則它的幅頻特性是k，相頻特性是90o。 正確24某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為ks2(s+k)，則此系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差不為0。 錯(cuò)誤25、兩個(gè)二階系統(tǒng)具有相同的超調(diào)量，但是不一定具有相同的無(wú)阻尼自振蕩角頻率。 正確26、線性系統(tǒng)穩(wěn)定,其開(kāi)環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。（錯(cuò)誤）27、一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其開(kāi)環(huán)、極點(diǎn)閉環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。錯(cuò)誤28、兩個(gè)二階系統(tǒng)具有相同的超調(diào)量，但不一定具有相同的阻尼比。錯(cuò)誤29、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= 5s(s+5)，則此系統(tǒng)為2型系統(tǒng)，它在單位階躍函數(shù)輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為5。 錯(cuò)誤30、
18、二階系統(tǒng)阻尼比越小，上升時(shí)間tr則越?。辉酱髣ttr越大。固有頻率n越大，tr越小，反之則tr越大。 正確31、二階系統(tǒng)的兩個(gè)極點(diǎn)位于負(fù)實(shí)軸上，此二階系統(tǒng)的阻尼比為1。正確32. 負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為G(s)（12S+1），反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)（13S+1），則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)（12S+1（3S+1）（閉環(huán)傳遞函數(shù)為GsG+）。正確四、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=kss+2(s+3)，列出羅斯表并確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的參數(shù)k的取值范圍。解：系統(tǒng)特征方程為：D（s） s3+5s2+6s+K=0計(jì)算勞斯表中各元素的數(shù)值，并排成下表：s3 1
19、6s2 5 Ks1 30S0 K使系統(tǒng)穩(wěn)定的增益范圍為：0K30五、已知單位反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳函為G（s）=10s0.1s+1，求系統(tǒng)的、n、%、ts（5%）。、n、%、ts（5%）。=0.5n=10%=16.3%ts（5%）=0.6（s）六、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為（s）=10ss+2(s+3)，試求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并說(shuō)明該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。七、系統(tǒng)的特征方程為S5+2S4+3S2+4S+5=0，試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解 計(jì)算勞斯表中各元素的數(shù)值，并排列成下表由上表可以看出，第一列各數(shù)值的符號(hào)改變了兩次，由+2變成-1，又由-1改變成+9。因此該系統(tǒng)有兩個(gè)正實(shí)部的根，系統(tǒng)是不穩(wěn)定
20、的。八、某典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如圖所示。試確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。作業(yè)3一、判斷題1、二階系統(tǒng)在臨界阻尼下其兩個(gè)極點(diǎn)位于實(shí)軸的不同位置。錯(cuò)誤（兩個(gè)極點(diǎn)位于S平面負(fù)實(shí)軸上）2、二階系統(tǒng)在欠阻尼下階躍響應(yīng)表現(xiàn)為等幅振蕩的形式。錯(cuò)誤（無(wú)阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線呈等幅振蕩形式，其振蕩頻率為n，幅值為1。）3、一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和其時(shí)間常數(shù)有關(guān)。 正確4、兩個(gè)二階系統(tǒng)若具有相同的阻尼比，則這兩個(gè)系統(tǒng)具有大致相同的超調(diào)量。錯(cuò)誤5、控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的大小僅和該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)（及外作用的形式）有關(guān)。錯(cuò)誤6、線性定?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性（取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而與系統(tǒng)的初始條件和外部輸入無(wú)關(guān)）
21、和控制系統(tǒng)的外輸入及自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。 正確7、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度越快。正確8、二階系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和阻尼比及無(wú)阻尼自振蕩角頻率的乘積成反比。正確9、二階系統(tǒng)的阻尼比越小，振蕩性越強(qiáng)（平穩(wěn)性越差。錯(cuò)誤10、分析系統(tǒng)特性時(shí)采用何種形式的實(shí)驗(yàn)信號(hào)，取決于系統(tǒng)在正常工作情況下最常見(jiàn)的輸入信號(hào)形式。正確11、時(shí)間常數(shù)T越大，一階系統(tǒng)跟蹤單位斜坡輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差越小。錯(cuò)誤12、系統(tǒng)的根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極零點(diǎn)，終止于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)。錯(cuò)誤（系統(tǒng)的根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終止于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)。 正確）13系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為15s(s+5),則該系統(tǒng)有2個(gè)極點(diǎn)，有2條根軌跡分支。正確14、傳遞函數(shù)G(s
22、)= s+2ss+1(2s+1)的極點(diǎn)為0，1，0.5。錯(cuò)誤15、開(kāi)環(huán)GK（s）對(duì)數(shù)幅頻特性對(duì)數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng)K增大時(shí)，L()下移，（）不變。錯(cuò)誤16.頻率特性是指系統(tǒng)的幅頻特性不包括系統(tǒng)的相頻特性。錯(cuò)誤17對(duì)數(shù)頻率特性是將頻率特性表示在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，對(duì)數(shù)坐標(biāo)橫坐標(biāo)為頻率w，頻率每變化2倍，橫坐標(biāo)軸上就變化一個(gè)單位長(zhǎng)度。錯(cuò)誤18微分環(huán)節(jié)的幅頻特性，其幅值與頻率成正比關(guān)系。正確19、凡是在s左半平面上沒(méi)有極、零點(diǎn)的系統(tǒng)，稱(chēng)為最小相位系統(tǒng)。錯(cuò)誤20、若系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)穩(wěn)定，且在L()0的所有頻率范圍內(nèi)，相頻()-1800，則其閉環(huán)狀態(tài)是穩(wěn)定的。正確二、選擇題1、某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為KTs+1，它的對(duì)數(shù)
23、幅頻率特性L（）隨K值增加而（ A ）。A、上移 B、下移 C、左移 D、右移2、設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G（s）=Ks，則其頻率特性幅值A(chǔ)（）=（ A ）。A、K B、K2 C、1 D、12 3、在轉(zhuǎn)折頻率附近，二階振蕩環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性將出現(xiàn)諧振峰值，其大小和（ A ）有關(guān)。A、阻尼比 B、阻尼振蕩角頻率 C、無(wú)阻尼自振蕩頻率 D、放大系數(shù)4、在用實(shí)驗(yàn)法求取系統(tǒng)的幅頻特性時(shí)，一般是通過(guò)改變輸入信號(hào)的（ B ）來(lái)求得輸出信號(hào)的幅值。A、相位 B、頻率 C、穩(wěn)定裕量 D、時(shí)間常數(shù)5、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 ）。A、20dB/dec，通過(guò)=1點(diǎn)的直線 B、-20dB/dec，
24、通過(guò)=1點(diǎn)的直線C、-20dB/dec，通過(guò)=0點(diǎn)的直線 D、20dB/dec，通過(guò)=0點(diǎn)的直線6、開(kāi)環(huán)Gk(s)對(duì)數(shù)幅頻特性對(duì)數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng)K增大時(shí)：（A）A、L()向上平移，（）不變；B、L()向上平移，（）向上平移；C、L()向下平移，（）不變； D、L()向下平移，（）向下平移。7、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是（ C ）。A、s-15s+1(2s+1) B、1-Ts1+T1s(T0) C、s+12s+1(3s+1) D、s+2ss+3(s-2)8、已知系統(tǒng)頻率特性為51-j3，則該系統(tǒng)可表示為（ C ）。A、5ejtg-13 B、52+1 e-jtg-1
25、C、52+1 ejtg-13 D、5e-jtg-19、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的有( D )A、s-15s+1(s+1) B、1-Ts1+T1s(T0) C、s+12s-1(s-1) D、s+2s+3(s+2)10、題圖中RC電路的幅頻特性為( B )A、11+T2 B、11+（T）2 C、11-（T）2 D、11+T三、最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如下圖所示，試分別確定各系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。四、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=2（2s+1）8s+1，試?yán)L制系統(tǒng)的漸近對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。1、0.125 2、0.5五、試求圖示網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。此為微分方程和傳遞函數(shù)。將圖中60改為20
26、lg2，1為1/8，2為112，頂峰直線部分0dB/dec,斜線部分為-20 dB/dec，其余不變。作業(yè)4、一、判斷題1PI校正為相位滯后校正。 （ 正確 ）2系統(tǒng)如圖所示，)(sGc為一個(gè)并聯(lián)校正裝置，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單。 正確3系統(tǒng)校正的方法，按校正裝置在系統(tǒng)中的位置和連接形式區(qū)分，有串聯(lián)校正、并聯(lián)(反饋)校正和前饋（前置）校正三種。 正確4按校正裝置Gc(s)的物理性質(zhì)區(qū)分，又有相位超前(微分)校正，相位滯后(積分)校正，和相位滯后超前(積分-微分)校正。 正確5相位超前校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc(s)=1+aTs1+Ts，系數(shù)a大于1。 正確6假設(shè)下圖中輸入信號(hào)源的輸出阻抗為零，輸出端負(fù)
27、載阻抗為無(wú)窮大，則此網(wǎng)絡(luò)一定是一個(gè)無(wú)源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。 錯(cuò)誤7下圖中網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)無(wú)源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。 正確8下圖所示為一個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性，該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 錯(cuò)誤9利用相位超前校正，可以增加系統(tǒng)的頻寬，提高系統(tǒng)的快速性，但使穩(wěn)定裕量變小.錯(cuò)誤10滯后超前校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的一般形式為：Gc(s)=1+bT1s(1+aT2s)1+T1s(1+T2s)，式中a1，baT2。 正確。二、單項(xiàng)選擇題1、慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的頻率特性在（ A ）上相等。A、幅頻特性的斜率 B、最小幅值 C、相位變化率 D、穿越頻率2、從0變化到+時(shí)，延遲環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（A）。A.圓 B.半圓 C.橢圓 D.雙曲線
28、3、一階微分環(huán)節(jié)G(s)=1+Ts，當(dāng)頻率=1/T時(shí)，則相頻特性G(j)為（ A ）A.45 B.-45 C.90 D.-904最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益越大，其（ D ）A.振蕩次數(shù)越多 B.穩(wěn)定裕量越大 C.相位變化越小 D.穩(wěn)態(tài)誤差越小、5、某校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)G(s)=100s+110s+1，則其頻率特性的奈氏圖終點(diǎn)坐標(biāo)為（ D ）A.(0，j0) B.(1，j0) C.(1，j1) D.(10，j0)6、一般開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的（ B ）性能。A.動(dòng)態(tài) B.穩(wěn)態(tài) C.穩(wěn)定性 D.快速性7、某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為K/（Ts+1），它的對(duì)數(shù)幅頻率特性L()隨K值增加而（ A ）A.
29、上移 B.下移 C.左移 D.右移8、設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G（s）=K/S，則其頻率特性幅值A(chǔ)()=（ A ）A.wK/ B. K/2w C.1/ D. 1/2w9、在轉(zhuǎn)折頻率附近，二階振蕩環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性將出現(xiàn)諧振峰值，其大小和（ A ）有關(guān)。A.阻尼比 B.阻尼振蕩角頻率 C.無(wú)阻尼自振蕩角頻率 D.放大系數(shù)10、在用實(shí)驗(yàn)法求取系統(tǒng)的幅頻特性時(shí)，一般是通過(guò)改變輸入信號(hào)的（B）來(lái)求得輸出信號(hào)的幅值。A.相位 B.頻率 C.穩(wěn)定裕量 D.時(shí)間常數(shù)三、什么是PI校正？其結(jié)構(gòu)和傳遞函數(shù)是怎樣的？PI校正又稱(chēng)為比例積分校正，其結(jié)構(gòu)圖如圖所示。PI校正器的傳遞函數(shù)為四、已知某最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G（s）=K（s1+1）s2+1，參數(shù)：20lgK=L（）=60db,K=1000,繪制出系統(tǒng)的近似對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。五、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）H（s）=300s（s2+2s+100），試用對(duì)數(shù)穩(wěn)定判劇判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
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