控制工程2习题解答(DOC)

1、题目已知f t =0.5t，则其LIf N -【】答案：C C题目 函数f( (t) )的拉氏变换 Lf(t)=Lf(t)=_分析与提示：拉氏变换定义式。答案：Jf(t)etdt题目：函数f t =et的拉氏变换 Lf(t)=Lf(t)=。分析与提示：拉氏变换定义式可得，且f(tf(t) )1答案：1为基本函数。题目：若f(t) =t2e，则L f (t)二【】22A.A.- -B Bs 2(s 2)322C.C.- -D Ds -2(s-2)3分析与提示：拉氏变换定义式可得，即常用函数的拉氏变换对，Lf(t)2(s+2)答案：B B题目：拉氏变换存在条件是，原函数f(t)f(t)必须满足条件

2、。分析与提示：拉氏变换存在条件是，原函数f(t)f(t) 必须满足狄里赫利条件。答案：狄里赫利题目已知f t =0.5t 1，则其L f【】2 22A.s 0.5sB.0.5s2C.12 s2D.分析与提示：由拉氏变换的定义计算，可得12s1Lf t 0.5飞sA.s 0.5sB.0.5s分析与提示：由拉氏变换的定义计算， 这是两个基本信号的和， 由拉氏变换的线性性质, 其拉氏变换为两个信号拉氏变换的和。L If t丨-0.52 -s s答案：C C4s +1lim f (t) = lim s飞4s)0s2s答案：B B题目：函数ft =etcos t的拉氏变换 Lf(t)=Lf(t)= _。

3、s分析与提示：基本函数cos t的拉氏变换为22，由拉氏变换的平移性质可知s卡蛍Lf t。(s + a丫 +丿1丿题目：若Fs，则f 0)=)=()。s +a分析与提示：根据拉氏变换的初值定理f(0) =lim f(t) =lim sF(s)。即有tTs_cC.112 s2sD.12s题目4s +1若F严，则imft)=(A.A. 1 1C.C.g g) )。 【 】B.B. 4 4D.D. 0 0分析与提示：根据拉氏变换的终值定理f(：)二lim f (t) = lim sF(s)。即有t j 屮s)0答案:s +a(s +a丫 +时2f(t)=limslim t s+at +答案:题目：函

4、数f t At的拉氏变换 Lf(t)=Lf(t)=_1分析与提示：此为基本函数，拉氏变换为。sf(0)=limtT答案:题目：拉氏反变换的求法有多种方法，其中比较简单的方法是由F s查拉氏变换表得出及_ 。分析与提示：拉氏反变换的求法有多种方法，其中比较简单的方法是由F s查拉氏变换表得出及部分分式展开法。答案：部分分式展开法题目：已知F s =2S 3，则其LF s为多少？S2+3S+2分析与提示：首先对 F(s)F(s)进行因式分解，即s 3s 3A BF s =2s +3s + 2(s+ljfs + 2)s + 1 s + 2解得A =因此ft ZFsW孟答案：2e-e21题目：F s的

5、拉氏反变换为 _s分析与提示：此为基本函数。答案：f t =1, 1题目：F s二-的拉氏反变换为 _=2ss 3(s + Hs + 2)-s -_2=2eJ2tes +a分析与提示：此为基本函数。答案：f t 1题目：F的拉氏反变换为。Ts +1分析与提示：此为基本函数。t答案：ft；=leT题目：线性系统与非线性系统的根本区别在于【】A A、 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入B B、 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入C C、 线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D D、 线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理分析与提示：数学模型表达式是线性的系统称为线性系

6、统，满足叠加性和均匀性。答案：C C题目：对于一个线性定常系统【】A A、 如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果B B、 可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数C C、 每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响D D、 可用线性微分方程式来描述E E、 不能在频率域中判别它的稳定性分析与提示：线性系统满足叠加性，因此 A A 正确，B B 为传递函数的定义，D D 为线性系统 的定义之一。答案：A,B,DA,B,D题目：某系统的微分方程为Xo(t)X0(t) X；二Xi(t)，则它是【】A A .线性定常系统B B 线性系统C.C.非线性系统D D .非线性时

7、变系统分析与提示：数学模型表达式是线性的系统称为线性系统，题目表示的微分方程不是线性的，故不是线性系统。答案：C C题目：定量地描述系统的动态性能，揭示系统的结构、 参数与动态性能之间的数学表达式称为系统的 _ 。分析与提示：数学模型是定量地描述系统的动态性能，揭示系统的结构、参数与动态性能之间的数学表达式答案：数学模型题目：线性系统满足两个重要性质，分别为： _ 、_。分析与提示：线性系统满足叠加性和均匀性。答案：叠加性、均匀性题目：线性系统与非线性系统的根本区别在于【】A A、 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入B B、 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入C C、 线性系统满足

8、迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D D、 线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理分析与提示：数学模型表达式是线性的系统称为线性系统，满足叠加性和均匀性。 答案：C C题目：列写如下图所示电网络的微分方程两级RC网络分析与提示：首先明确系统的输入和输出，其输入为u1，输出为U2;然后分别列写中 间环节的微分方程；最后消除中间变量，并整理。答案：(1 1)系统输入为比，输出为u2(2(2)根据基尔霍夫原理，可得到如下微分方程组1iiRiiidt=uiCi11i2dth“2dtC2C1izdt二氏C2(3(3)消除中间变量，并整理题目：下图是一机械系统，试写出系统的微分方程。i2R2R1C

9、1R2C2咚dtR1C1R2C2R1C2dU2u1dtR?R?分析与提示：首先明确系统的输入和输出；然后分别列写中间环节的微分方程；最后消除中间变量，并整理。答案：由牛顿定律，有c XiX。kiXj_X。二k2X。ex。kik2x。=o(ik必题目：任何机械系统的数学模型都可以应用 _ 来建立；电气系统主要根据_ 来建立的数学模型。分析与提示：任何机械系统的数学模型都可以应用牛顿定理来建立；电气系统主要根据基尔霍夫电流定律和电压定律来建立的数学模型。答案：牛顿定理、基尔霍夫电流定律和电压定律题目：机械系统中以各种形式出现的物理现象，都可以使用 _ 、_和_ 三个要素来描述。分析与提示：机械系统

10、中以各种形式出现的物理现象，都可以使用质量、弹性和阻尼三个要素来描述。答案：质量、弹性、阻尼题目：系统的某输入输出的拉氏变换分别记为X Xi(S)(S) ,X,Xo(S),(S),对应的传递函数记为 G(G( S S)，则 【】A A、 在零初始条件下，G G (S S)=X=Xi(S)/X(S)/Xo(S)(S)B B、 在任何初始条件下，G(S)=XG(S)=Xo(S)/X(S)/Xi(S)(S)C C、 G(S)G(S)可以有量纲，也可以无量纲D D、 若以 g(tg(t) )表示其脉冲响应函数，贝 U UG(S)=Lg(t)G(S)=Lg(t)E E、 在零初始条件下，G(S)=XG(

11、S)=Xo(S)/X(S)/Xi(S)(S)分析与提示：对于线性定常系统，当输入及输出的初始条件为零时，系统输出X。t的LapLap lacelace 变换Xos与输入Xit的 LaplaceLaplace 变换Xis之比。答案：C C、D D、E E题目：当满足_ 条件时，线性定常系统的输出量y( (t) )的拉氏变换Y( (s) )与输入量x( (t) )的拉氏变换X( (s) )之比叫做系统的传递函数。分析与提示：当满足零初始条件时，线性定常系统的输出量y( (t) )的拉氏变换Y( (s) )与输入量x( (t) )的拉氏变换X( (s) )之比叫做系统的传递函数。答案：零初始题目：当

12、满足零初始条件时，线性定常系统的输入量x( (t) )的拉氏变换X( (s) )与输出量y( (t) ) 的拉氏变换Y( (s) )之比叫做系统的传递函数。分析与提示：当满足零初始条件时，线性定常系统的输出量y( (t) )的拉氏变换Y( (s) )与输入量x( (t) )的拉氏变换X( (s) )之比叫做系统的传递函数。答案：错题目：传递函数的定义中包括三个基本要素： _、_ 、输出与输入的拉氏变换之比。分析与提示：传递函数的定义中的三个基本要素为：线性定常系统、零初始条件、输出与输入的拉氏变换之比。答案：线性定常系统、零初始条件题目：零初始条件的含义是什么？ 分析与提示：输入及其各阶导数，

13、输出及其各阶导数在0 0 时刻均为零。答案：(1 1)输入在t =0一时才开始作用于系统，即输入及其各阶导数在t =0一时刻均为0 0；(2 2)系统在t = 0一时处于相对静止状态，即输出及其各阶导数在t =0一时刻均为 0 0。题目：下图是一机械系统，试写出系统的传递函数。分析与提示：明确输入与输出；建立系统中间环节的微分方程; 得到中间环节的传递函数；消除中间变量，整理。答案：系统微分方程为：（洛- -X。）k2+ +（Xi- -xo）B2= =（xo- -x）B1对微分方程做拉氏变换,(xo- -x)Bi= =kix对上式进行拉氏变换Xi(s) -X(s)lk2+ +Xi(s) -Xo

14、(s)s sB2= =Xo(s)-X(s)】BiXo(s) -X(s)lsB1= =k1X(s)消去X(s)得X (s)(k2+B2)( +Rs)sG(s)=G(s)=Xi(s)(k2+ B2s)(k|+ Bp) + k1B1s题目 若系统的微分方程为y 15y - 50y - 500y = r 2r，则系统的传递函数 鼻R(s)为_ 。分析与提示：直接由传递函数的定义求，即输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。首先对微分方程两边进行拉氏变化，为32s Y s 15s Y s 50sY s 500Y s二sR s 2R s传递函数为Y ss 232R s s 15s50s 500Y ss 2j

15、32R s s 15s50s 500题目：传递函数有两种方法： _、实验法。分析与提示：传递函数的两种求法为解析法和实验法。答案：解析法题目：对于实际系统，传递函数分子多项式的阶次应大于分母多项式的阶次。 分析与提示：实际系统，其传递函数分子多项式的阶次应不大于分母多项式的阶次。答案：错题目：传递函数中如果 _ (填分母或分子)s s 的最高阶次等于 n n,则称这种系统为 n n 阶系统。分析与提示：传递函数中分母 s s 的最高阶次，等于输出量最高阶导数的阶次。如果s s的最高阶次等于 n n，则称这种系统为 n n 阶系统。答案：分母题目：传递函数不表明所描述系统的物理结构，不同的物理系

16、统，只要它们动态特性相同，就可用同一传递函数来描述。这样的系统称为 _。分析与提示：传递函数不表明所描述系统的物理结构，不同的物理系统，只要它们动态特性相同，就可用同一传递函数来描述。这样的系统称为相似系统。答案：相似系统答案:题目：关于传递函数正确的说法有【】A.A. 传递函数的分母与系统的输入无关B.B. 实际系统的传递函数分母中 s s 的阶次不小于分子中 s s 的阶次C.C. 传递函数是无量纲的D.D. 不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数E.E. 在零初始条件下，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数分析与提示：传递函数的分母反映了由系统的结构和参数所决定的系统的固有特

17、性，与输入无关；实际系统的传递函数分母中 s s 的阶次不小于分子中 s s 的阶次；传递函数可以无量 纲，也可以有量纲；不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数，称为相似系统； 系统的初始条件为零时，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数。答案：A A、B B、D D E E题目：任何条件下，系统传递函数都能完全反映系统的动态历程分析与提示：当系统的初始条件不为零时，传递函数不能完全反映系统的动态历程。答案：错题目：传递函数既描述了系统的外部特性，又描述系统的内部特性。分析与提示：传递函数只表示系统的输入量和输出量之间的数学关系(描述系统的外部特性)，而未表示系统中间变量之间的关系(

18、描述系统的内部特性)答案：错题目：对于传递函数的极点、零点和放大系数，一般，_ 影响系统的稳定性； _影响系统的瞬态响应曲线的形状，即系统的瞬态性能；_ 决定了系统的稳态输出值。分析与提示：对于传递函数的极点、 零点、和放大系数，一般，极点影响系统的稳定性； 零点影响系统的瞬态响应曲线的形状， 即系统的瞬态性能， 不影响稳定性；放大系数决定了 系统的稳态输出值。答案：极点、零点、放大系数题目：某典型环节的传递函数为G(s)=1/Ts，则该环节为【】A A .惯性环节B B .积分环节C C.微分环节D D .比例环节分析与提示：应熟记各个典型环节的传递函数，微分方程。答案：B B1题目：某传递

19、函数G(s)二K, K2K3S，则它是由组成的【】sA A .比例环节+ +积分环节B B .比例环节+ +微分环节C C.比例环节+ +惯性环节D D .比例环节+ +积分环节+ +微分环节1分析与提示：熟记各个典型环节的传递函数，微分方程。K1K1 为比例环节，K2为积分s环节，K3s为微分环节。答案：D D3题目：设一惯性环节的传递函数为，则其时间常数和增益分别是【】2s +5A.A.2 2, 3 3B.B.2 2, 3/23/2C.C.2/52/5, 3/53/5D.D.5/25/2, 3/23/23分析与提示：化为惯性环节传递函数的标准形式G sK5 5。即时间常数Ts + 12 s

20、 + 15为 2/52/5，增益系数为 3/53/5。答案：C C题目：传递函数框图中的环节是根据动力学方程来划分的，一个环节代表一个物理元件（物理环节或子系统），一个物理元件就是一个传递函数环节。分析与提示：传递函数框图中的环节是根据动力学方程来划分的，一个环节并不一定代表一个物理元件（物理环节或子系统），一个物理元件也不一定就是一个传递函数环节（也许几个物理元件的特性才组成一个传递函数环节，也许一个物理元件的特性分散在几个传递函数环节中）。答案：错题目：当振荡环节的三1时，输出无振荡，为非振荡环节，而是两个 _的组合。分析与提示：当振荡环节的_1时，输出无振荡，为非振荡环节，而是两个一阶惯

21、性环节的组合。答案：一阶惯性环节题目：存在储能元件和耗能元件的典型环节是【】A A .比例环节B B .微分环节C C .积分环节D D.惯性环节分析与提示：惯性环节存在储能元件和耗能元件，阶跃输入下，输出不能立即达到稳定值。答案：D D题目：环节有三种基本联接方式，为：_ 、_、分析与提示：环节的三种基本联接方式为串联、并联、反馈联接。 答案：串联、并联、反馈联接题目：由串联环节所构成的系统，当无负载效应影响时，它的总传递函数等于个环节传递函数的代数和。分析与提示：由串联环节所构成的系统，当无负载效应影响时， 它的总传递函数等于个环节传递函数的乘积。由并联环节所构成的系统，当无负载效应影响时

22、，它的总传递函数等于个环节传递函数 的代数和。答案：错题目：开环系统的传递函数称为开环传递函数。分析与提示：闭环系统的前向通道传递函数G(s)G(s)与反馈回路传递函数 H(s)H(s)之乘积G(s)H(s)G(s)H(s)称为系统的开环传递函数。答案：错答案：(1 1)在输入量 X(s)X(s)的作用下可把干扰量N(s)N(s)看作为零，系统的输出为YRS，则(2(2)在干扰量N( (s) )作用下可把输入量X( (s) )看作为零，系统的输出为YNs，则(3(3)系统总的输出量Y(s)二YR(S) YN(S)YR(S) =GR(S)X(S)二Gi(s)G2(S)1 G1(s)G2(S)H(s)X(s)YN(S) =GN(S)N(S)二G2(S)1 Gi(s)G2(S)H(S)N(s)G2(S)1 G1(s)G2(S)H(S)G1(s) X(s) N(s)l分析与提示：首先消除交错回路，将 A A 点前移至 B B 点；然后依次从内向外化简反馈回题目:题目： 单位反馈系统， 其反馈反馈回路传递函数为 _ 分析与提示：单位反馈系统，其反馈反馈回路传递函数为答案