机电控制工程基础本

1、Dy(t) = x(t) × G(s) 。X (s) = Y (s) × G(s) ；机电工程基础期未复习试题C9、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，以外力 f(t)为输入量，位移 y(t)为输出量一、选择题的运动微分方程式可以对图进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ B ）1. PI 校正为（A滞后C 滞后超前A）校正B. 超前D 超前滞后12. 一阶系统的传递函数为,则其时间常数为(D)s + 1A0.5C. 2 3系统的根轨迹（B. 4D . 1A 1；B2；C3；1D 4；则其无阻尼振荡频率w 和阻尼比为（10、的传递函数为D）nA）4s 2 + 4s + 1A

2、起始于开环极点，终于开环零点C起始于闭环零点，终于开环极点B 起始于闭环极点，终于闭环零点D 起始于开环零点，终于开环极点112A1 ，；2B2 ，1 ；C2 ，2 ；D，1311、传递函数 G(s) = Y (s) = e-TS 表示了一个（A）4.一阶系统的传递函数为,则其时间常数为(C)X (s)时滞环节； B4s + 2A0.5C. 2B. 4A振荡环节；C微分环节；D惯性环节D . 13的超调量d %12、一阶系统的传递函数为；其阶跃响应为（B）5.。(Az)5s +1zA. 只与 有关B.与 无关wzC.与 n 和 无关wzC.与 n 和 都有关- t5- t5- t5- t51-

3、 e3 - 3e5 - 5e3 - eA； B； C；D13、某的特征根为两个互不相等的实数，则系统的阶跃响应曲线表现为（B）6稳定判据能A线性定常系统C 非线性系统（ A ）的稳定性。B. 线性时变系统D 任何系统A单调衰减C 等幅振荡B. 单调上升D 振荡衰减w 2114、已知道系统输出的拉氏变换为Y (s) =n,那么系统处于（7已知 Fs =C）s(s + w)2，其原函数的终值（D）s(s + 2)B.nA 欠阻尼；B过阻尼；C临界阻尼； D无阻尼A0C 0.7515、 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（ D）D0.58、 已知线性系统的输入 x(t)，输出 y(

4、t)，传递函数 G(s)，则正确的关系是 B。Ks + dKKA；B；C；D；Ts + 1s(s + a)(s + b)s(s + a)s 2 (s + a)y(t) = x(t) × L-1G(s) ；Y (s) = G(s) × X (s) ；AB15-15e - j tg w16、根据下列几个系统的特征方程，可以肯定不稳定的系统为（B）j tg -1wC；Dew 2 + 1A as3 + bs 2 + cs + d = 0 ；Bs 4 + as3 + bs 2 - cs + d = 0 ；15 jw + 1，当输入为 x(t) = sin 2t22、已知系统频率特性为

5、的稳态输出为（D）Cas 4 + bs3 + cs 2 + ds + e = 0 ；其中 a、b、c、d、e 均为不等于零的正数。A sin( 2t + tg -15w )117、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（C）。；Bsin( 2t + tg -15w) ；w 2 + 1s -11 - TsA；B（T>0）；(5s + 1)(2s + 1)s + 11 + T1 sCsin( 2t - tg -15w ) ； 1sin(2t - tg -15w) 25w 2 + 1Ds + 2C；D(2s + 1)(3s + 1)s(s + 3)(s - 2)23、理想微分环节对

6、数幅频特性曲线是一条斜率为（ A ）51 - j3w18、已知系统频率特性为，则该系统可表示为（C）A，通过=1 点的直线；B- 20 dB，通过=1 点的直线；20 dBdecdecj tg -1 3wA 5e520 dB；B-1；C- 20 dB，通过=0 点的直线；D，通过=0 点的直线- j tg wedecdec9w 2 + 15， Gc (s) 为一个（-15e - j tg w）装置，实现起来比较简单。24、 系统C-1e j tg 3wC；D9w 2 +120、题图中 RC 电路的幅频特性为（B）。A串联校正；混合校正；B 并联校正；D 正反馈校正。11CA；B；1 + Tw

7、211 + (Tw )21w25、的传递函数为；则其无阻尼振荡频率n 和阻尼比为（C ）s + 0.5s + 121C；D。1 - (Tw )2112A1 ，；2B 2 ，1 ；C 1 ，0.25 ；D，5jw + 13321、已知系统频率特性为，则该系统可表示为（B）26、某的特征根为两个纯虚根，则系统的阶跃响应曲线表现为（ C ）-15e j tg w5A单调衰减C 等幅振荡B. 单调上升D 振荡衰减- j tg w-1A；B；ew 2 + 121 + Tw二、题.17、环节的幅频特性,其幅值与频率成正比关系。（ ）1、一个线性定常系统是稳定的，则其开环极点位于S 平面左半边。 （ ）18

8、、适合于应用传递函数描述的系统可以是线性系统，也可以是非线性系统。（ ）2、稳定判据能线性定常系统的稳定性。 （ + ）19.某的特征根为两个共轭纯虚根，则该系统的阶跃响应曲线表现为衰减振荡（ ）3、型系统和开环增益为 10，系统在4、一个动态环节的传递函数乘以斜输入作用下的稳态误差为。（）20、一个线性定常系统是稳定的，则其闭环极点位于S 平面左半平面。 （ + ）21、两个率。（ ）具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频5、的超调量越大，则系统的稳定性越差。（ - ）6、系统的传递函数和系统结构及外输入有关。（ - ）22、增大系统的开环增益，会使得系统的三、填空题精度降

9、低。（ ）7、系统的稳态误差不仅的结构参数有关，与输入无关。（ - ）8、若9、反馈的阻尼比为 0.866 则系统的阶跃响应上定不是等幅振荡。（ +）系统、是指正反馈。（ - ）1、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做反馈。2、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为复合系统.。3、我们把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与的系统，称10、某环节的输出量与输入量的关系为y(t=Kx(t)，K 是一常数，则称其为比例环节。（ +）55jw + 1作闭环系统。11、已知系统频率特性为，则该系统可表示为e j tg w 。 （ - ）-1w 2 + 14、的任务实际上就是 形成作

10、用的规律，使不管是否扰动，均能使被对象的输出量满足给定值的要求。5、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稳定系统。12、一阶微分环节的传递函数为G(s) = 1 + t s ，其频率特性可表示为G( jw) = 1 + jtw = 1 + (tw )2 e- jtw 。（ + ）6、自动系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 线性系统和非线性系统。7、为了实现闭环，必须对反馈量进量，并将测量的结果反馈到输入端与输13、环节的对数幅频特性是一条斜率为- 20 dB（ + ）的直线。dec入量相减得到偏差，再由偏差产生直接作用去消除偏差。因此，整个

11、系统形成的系统，一个闭合回路。我们把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环,参与K10，输出与输入的相位差是- 90° 。（ - ）14、系统的传递函数G(s) =Ts + 10.5s + 1称作闭环8、系统。15、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。（ - ）（ - ）16、图中所示的频率特性是一个环节。题图器作用于被由图可知，输入量直接经过对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量不能按照输入量所期望的状态去工作，图是一个开环系统。9、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，这样的系统称为稳定系统，否则为不稳定系统。任何一个

12、反馈系统必须是稳定的。系统能正常工作，3A斜坡输入作用下的稳态误差 e()为 10¥10、对于函数 f (t) ，它的拉氏变换的表为 ò0 f (t)edt 。-st28、I 型系统开环增益为 10，系统在。11、阶跃信号对时间求导的结果是脉冲函数。29、时间响应由瞬态响应和 稳态响应两部分组成。112、阶跃函数的拉斯变换结果是 。30、A(w ) = y(w ) = G( jw )s斯变换为A。的幅频特性，它描述系统对不同频率输入信号x013、脉冲函数的拉的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。f (w ) = ÐG( jw )1的相频特性，14、 e -t 的拉氏

13、变换为。s + 1它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位(f < 0) 或超前(f > 0) 的特性。115、 Fs =，终值 f (¥) =的原函数的初值 f (0) =01。31、频率响应是系统在正弦输入信号下的响应。s(s + 1) Y (s)32、惯性环节的传递函数为 K。( )=X (s) Ts + 1G ss16、已知 f (t) 的拉氏变换为，则初值(s + 2) 2 + 4f (0) =1。33、当输入信号的角频率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17、 f (t) = e-2t sin 2t 的拉氏变换为4频率响应。34、系统

14、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初始状态。(s + 2) 2 + 418、若 Lf (t) = F(s) ，则 Le-at f (t) =F(s+a)。19、若 Lf(t)= F(s)，则 Lf (t-b)=、e-2 s F (s)。到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t 趋于无穷的输出状态。输入为 Asin w t ，其稳态输出相应为 B sin(w t + f ) ，则该系统的频率特性可表示为35、20、微分环节的传递函数为 2s，则它的幅频特性的数学表是 90·。是2 ，相频特性的数学表B ejf 。A21、在初条件为零时， 输出量的拉氏变换，

15、与 输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。36、2 型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为-40 dB/dec。37、对于一阶系统，当由 0时，矢量 D(j)顺时针方向旋转p ，则系统是稳定2的。否则系统不稳定。23、数学模型是描述系统 输入变量、输出变量之间关系的数学表，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表。24、如果系统的数学模型,方程是 线性的，这种系统叫线性系统。25、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；38、阶跃函数的拉氏变换为1/s.39、线性系统的稳态误差取决于系统自身结构与参数 。不同的，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件有

16、关。40、若的阻尼比为 0.5 ,则系统的阶跃响应为衰减振荡.26、惯性环节的传递函数是G(s) = Y (s) = K 41、 惯性环节的时间常数越大，系统的快速性越差42、若一个动态环节的传递函数乘以 1/s ，说明对该系统串联了一个环节。43、负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为 G(s)，反馈通道上的传递函数为 H(s)，则该系统的开环传递函数为 G(s) H(s) ，闭环传递函数为 G(s)/（1+ G(s)H(s)）。X (s) Ts + 1w2n27、的式为。s + 22w xs + w2nn4K44、系统的开环传递函数为则该系统有2个极点，有 2 条根轨迹分支。s(s +

17、 1)2s + 145、传递函数的零点为 -0.5 ，极点为 0、 -1 、-0.4。s(s + 1)(5s + 2)四、分析、计算综合类型题， 试求阶跃响应的性能指标d %11 设反馈系统的开环传递函数为：G（S）=s(4s + 1)及ts：系统闭环传递函数为：W (s) =0.252)稳定性s 2 + 0.25s + 0.25w 2 n相比较，可知： w2n =0.25，由图上可知L( w)>0 的部分， j(w) 对- p无穿越，所以系统闭环稳定。与传递函数的标准形式s 2 + 2zw s + w 2 nn2z wn =0.25，所以wn = 0.5 ， z = 0.25 ，系统为

18、欠阻尼状态，则：103.反馈系统的开环传递函数为： Gk (s) =，试求在输入信号为 x(t) = 5 + t 作用下w= w1 - z 2 =0.484s(s +1)dnb = arccosz = 760所以，阶跃响应的性能指标为：的稳态误差。解：系统是型系统当 x(t)=5 时，位置误差系数d% = e-pz / 1-z 2t s = 3.5 / z wn =28s=44.5%10Kp = lim Gk (s) = lim= ¥s®0 s(s +1)s®0202 已知系统的开环传递函数为： G(S ) =1S (0.2S + 1)(0.04S + 1)e (

19、¥) = 011+ K试：1)绘出对数渐近幅频特性曲线 L(w) 以及相频特性曲线ÐG ；2)用对数频率稳定判据判别系统闭环稳定性。p10当 x(t)= t 时，速度误差系数K = lim s ×G (s) = lim s ×= 10uks(s +1)s®0s®0：1)（1）（2）1该系统是由、放大和两个惯性环节串联的；e (¥) = 0.12KK=20= 520lgK=26 分贝u1111w =w = 25故系统的稳态误差： e(¥) = e1 (¥) + e2 (¥) = 0 + 0.1 =

20、 0.121T0.04T0.212放大环节，在w = 1 ，K=26 分贝处作 -20dB/10 倍频 线（3）低频为K5在w = 5 处作 -40dB/10 倍频 线，在w = 25 处作 60dB/10 倍频 线4.设系统的传递函数G(s) =，求输入信号为正弦信号，频率为 f1Hz，振幅为Ts +10.5s +1Xo5，为 0的稳态输出。55：由G(s) =s 2可以看出 G(s)是由放大环节和惯性环节串联组成，放大环节只影响输出4-12/100.5s +1量的幅值，而惯性环节对输出量的幅值和相位都有影响。1） 输出量的频率与输入量的频率相同s6f1Hz，所以w = 2p f = 6.28 （rad/s）s 0102）输出量与输入量的相位差第一列元素变号两次，有 2 个正根，不稳定。惯性环节