《控制工程基础》习题.docx
控制工程基础习题控制工程基础习题集 机电系“控制工程基础”教研小组 编 二OO五年十一月 第 1 页 共 42 页 目 录 第一部分：单选题1 第二部分：多选题 13 第三部分：简答题24 第四部分：建模题27 第五部分：稳定性分析题36 第六部分：结构图简化题37 第七部分：时域分析题41 第八部分：频域分析题44 第九部分：稳态分析题47 第十部分：校正分析题50 第 2 页 共 42 页 第一部分：单选题 1.自动控制系统的反馈环节中必须具有 b a.给定元件 b检测元件 c放大元件 d执行元件 2. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输入，电压为输出，两者之间的传递函数是 a a比例环节 b积分环节 c惯性环节 d微分环节 3. 如果系统不稳定，则系统 a a.不能工作 b可以工作，但稳态误差很大 c可以工作，但过渡过程时间很长 d可以正常工作 4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用 B 调节器。 a比例 b比例积分 c比例微分 d比例积分微分 5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L1(t)为 B ： aS b. c. 1S12 d. S 2S6. 在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是 A A比例环节 B积分环节 C惯性环节 D微分环节 7如果系统不稳定，则系统 A 第 3 页 共 42 页 A. 不能工作 B可以工作，但稳态误差很大 C可以工作，但过渡过程时间很长 D可以正常工作 8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。试判断该环节的相位特性是 A ： A相位超前 B相位滞后 C相位滞后超前 D相位超前滞后 L(w)0dB/dec+20dB/dec0w1w20dB/decw9. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用 B 调节器。 A比例 B比例积分 C比例微分 D比例积分微分 10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所示，试判定它是何种环节 惯性环节 ： Imw=(1/2,j0)w=01Reww=111. PI调节器是一种校正装置。 A相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后超前 D. 相位超前滞后 第 4 页 共 42 页 12. 开环增益K增加，系统的稳定性： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 13. 开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳定性： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 14. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( c ): AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. 111 D. +2S2S2S15.自动控制系统的反馈环节中必须具有： A.给定元件 B检测元件 C放大元件 D执行元件 16.PD调节器是一种校正装置。 A相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后超前 D. 相位超前滞后 17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示，试确定其开环增益K。 A、0 ； B、5 ； C、10 ； D、12 0 L() dB (rad/s) 3 5 10 12 30 18.已知系统的特征方程为S3+S2+S+5=0，则系统稳定的值范围为。 >0； B. <0 ； C. >5 ； D. 0<<5 19.开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳态性能： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 第 5 页 共 42 页 20. 在阶跃函数输入作用下，阻尼比的二阶系统，其响应具有减幅振荡特性。 A0 B. >1 C. 1 D. 0<<1 21. 振荡环节的传递函数为。 A. n /(S2+2nS+1) (0<<1) ； B. n /(S2+2nS+1) ； C. T2/ (0<<1) ； D. 1/S 22.函数b + ce-at(t0)的拉氏变换是( c )。 A、 bS + c/(S+1) ； B、 bS c/(S+a) ； C、 b/S + c/(S+a) ； D、 b/S + c/(S-a) 23. 反映控制系统稳态性能的指标为： A B. ts C. tr D. ess 24. 在阶跃函数输入作用下，阻尼比的二阶系统，其响应具有等幅振荡性。 A0 B. >1 C. 1 D. 0<<1 25 如果自控系统微分方程的特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为系统： A稳定 B. 不稳定 C. 稳定边界 D. 不确定 第 6 页 共 42 页 26.在右图所示的波特图中，其开环增益K = 。 A、c2/1； B、c3/12； C、2c/1； D、1c/2 L() -20 -20 1 2 c -40 27.某机械平移系统如图所示，则其传递函数的极点数P为( )。 A. 3 ； B. 4 ； C.5 ； D. 6 28.典型二阶振荡系统的时间可由响应曲线的包络线近似求出。 A、峰值 ； B、延时 ； C、调整 ； D、上升 29. cos2t的拉普拉斯变换式是 1SS C.2 S+4m1 m2 A. B. 4 2S+41D. 2 S30. 控制系统的稳态误差反映了系统的 A. 快速性 B. 稳态性能 C. 稳定性 D. 动态性能 31. 对于典型二阶系统，在欠阻尼状态下，如果增加阻尼比的数值，则其动态性能指标中的最大超调量将 A. 增加 B. 不变 第 7 页 共 42 页 C. 不一定 D. 减少 32. 开环增益K增加，系统的稳态性能： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 33. 开环传递函数的积分环节v增加，系统的稳态性能： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 34.已知系统的开环传递函数为: G(S)H(S) = K(S+1)/(T1S+1)(T2S+1)(T2S2+2TS+1)，则它的对数幅频特性渐近线在趋于无穷大处的斜率为。 A、-20 ； B、-40 ； C、-60 ； D、-80 35.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是。 截止频率b； B、谐振频率r与谐振峰值Mr；C、频带宽度； D、相位裕量与幅值裕量Kg 36.开环增益K减小，系统的稳定性： A变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定 37 如果自控系统微分方程特征方程的根在复平面上的位置均在右半平面，那么系统为系统： A稳定 B. 不稳定 C. 稳定边界 D. 不确定 38. 以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为 A上升时间tr B调整时间ts C幅值穿越频率c D相位穿越频率g 第 8 页 共 42 页 39. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=( ): AS+0.5S2 B. 0.5S2 C. 111 D. +2S2S2S40.系统的开环对数幅频特性的表征着系统的稳态性能。 A. 低频渐近线在=1处的高度； B.中频段的斜率 ； C.中频段的宽度 ；D.高频段的斜率 41.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率n的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( )。 A、增加； B、减少 ； C、不变 ； D、不定 42.对于典型二阶系统，当时，最大超调量为0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、0 43.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为： 。 A. 5/； B.5/； C. 1/； D.1/ 44.已知系统的频率特性为G=K(1+j0.5)/(1+j0.3)(1+j0.8)，其相频特性G为。 A、 B、 C、 D、 arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8 -arctg0.5 arctg0.3 arctg0.8 -arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.8 arctg0.5 + arctg0.3 + arctg0.8 第 9 页 共 42 页 45.根据下面的开环波德图，试判断闭环系统的稳定性。 A、稳定 ； B、不稳定 ； C、条件稳定 ； D、临界稳定 0 w -180° w 46.函数b + ce-at(t0)的拉氏变换是( )。 A、 bS + c/(S+1) ；B、bS c/(S+a) ； C、b/S + c/(S+a) ； D 、b/S + c/(S-a) 47.系统的开环对数幅频特性的表征着系统的稳态性能。 A、 频渐近线在=1处的高度；B.中频段的斜率 ；C.中频段的宽度 ；D.高频段的斜率 48.对于典型二阶系统，当阻尼比不变时，如果增加无阻尼振荡频率n的数值，则其动态性能指标中的调整时间ts( )。 A、增加； B、减少 ； C、不变 ； D、不定 49.振荡环节的传递函数为。 A.n /(S2+2nS+1) (0<<1) ；B.n /(S2+2nS+1)； C. T2/ (0<<1) ； D.1/S 50.对于典型二阶系统，当时，最大超调量为0。 A、= 0 ； B、= 1 ； C、01 ； D、0 51.下列函数既可用初值定理求其初值又可用终值定理求其终值的为：。 第 10 页 共 42 页 A. 5/； B. 5/； C. 1/； D.1/ 52. 典型二阶系统在无阻尼情况下的阻尼比等于 A. =0 B. < 0 C. 0<< 1 D. =1 53. 下列元件中属于线位移测量元件的有 A. 自整角机 B. 差动变压器 C. 热电偶 D. 交流测速发电机 54. 某环节的传递函数为2(2S+1)则此系统的相频特性 S(5S+1) pp22p C. -tg-12- tg-15 D. tg-12- tg-15 2 A. tg-12- tg-15 B. -tg-12- tg-15 55. 在右图所示的伯德图中C= A. K B. 1 KL() C. K D. K2 0-40dB/decc156. 对于典型型系统，在工程设计中，其阻尼比时称为“二阶最佳”系统 A. =0 B. 0.707 C. 1 D. =0.5 57.已知某单位负反馈控制系统在单位加速度信号作用下，其稳态误差等于不为0的常数，则此系统为( )系统 第 11 页 共 42 页 A. 0型 B. 型 C. 型 D. 型 58. 2sin2t的拉普拉斯变换式是 1SS C.2 S+4 A. B. 4 S2+41D. 2 S59. 如果增加相位稳定裕量，则动态性能指标中的最大超调量 A. 增加 B. 减少 C. 可能增加也可能减少 D. 不变 60. 控制系统的调整时间tS反映了系统的 A. 快速性 B. 稳态性能 C. 稳定性 D. 准确性 61.某二阶系统的传递函数(S)=于 A. 1 B. 0.5 C. 1 253，此系统的阻尼比等225S+5S+1 D. 1562. 一般来说，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统稳定性 A. 变好 B. 变坏 C. 可能变好也可能变坏 D. 不变 63. 某系统的开环传递函数为 第 12 页 共 42 页 2(2S+3)则此系统的开环增益为 S(5S+2) A. 3 B. 2 C. 1 D. 5 64. 在右图所示的伯德图中L()C= 1 K0-20dB/dec A. K2 B. C. K D. K 65. 已知系统的开环传递函数为特性的相位角为 c110，则在时，它的频率S(4S+1) A. 270o B. 180o C. -90o D. 90o 66. 设a是前向通道传递函数G(s)的一个参数，则G(s)对参数a的灵G敏度定义为Sa，对于具有正反馈环节H(s)的闭环系统的闭环传递函数对参数a的灵敏度为。 A、11GGSaSa； B、； 1+G(s)H(s)1-G(s)H(s)G(s)G(s)GGSaSa ； D、； 1+G(s)H(s)1-G(s)H(s)C、67. 已知系统的传递函数为G=10/(s2+2s+10)，系统输入x(t)=2cos0.5t，则该系统的稳态输出为。 A、 1.54cos(0.5t-0.302) B、 2.04cos(0.5t-0.102) C、 1.04cos(0.5t-0.302) D、 2.54cos(0.5t-0.202) 68. 下列说法哪些是对的。 第 13 页 共 42 页 A、传递函数的概念不适合于非线性系统； B、传递函数中各项系数值和相应微分方程中各项系数对应相等，完全取决于系统的结构参数。 C、传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换和引起该输出的输入量的拉氏变换之比。 D、 控制系统的稳定性是指在去掉作用于系统上的外界扰动之后，系统的输出能以足够的精度恢复到原来的平衡状态位置，它是由系统本身的结构所决定的而与输入信号的形式无关。 69. 4. 已知函数F(s)=s+1, 则f(t)的终值 f(¥)= s(s+a)A. 零 B. 无穷大 C. a D. 1/a 70. 5. 某系统的传递函数G(s)=100, 则wn等于 2s+12s+100 A. 0.01rad/s B. 0.1rad/s C. 1rad/s D.10rad/s 71.设单位反馈系统开环传递函数为G(s),试求使系统的谐振峰值Mr=1.5的剪切频率及K值。 G=(3) G=K(1+5s)K (2) G(s)=2 s(s+0.2s)s(1+0.5s)(1+0.8s)KK (4) G(s)= s(1+5s)s(1+0.02s+0.01s2)第 14 页 共 42 页 第三部分：简答题 1.对自动控制系统性能指标的主要要求是什么？而MP、N反映了系统的什么，TS反映了系统的什么，eSS又反映了系统的什么； 2.试说明串联校正的优点与不足。 3.试分析 PI调节器性能。 4. 在位置随动系统中，采用转速负反馈校正，对系统的动态性能有何影响? 5叙述系统开环增益K的大小、积分环节个数v的多少与系统稳定性和稳态性能的关系； 6. 系统稳定的充要条件是什么？(从系统特征根的分布来分析) 7. 简述奈氏稳定判据内容； 8. 叙述系统开环对数幅频特性L()低频段渐近线斜率大小，L()在1处的高度对系统稳态精度的影响。 9. 对PWM控制的大功率晶体管直流调压电路，采用调制频率为400Hz的方波较 50Hz方波供电的优点是什么? 10. 试述“传递函数”、“频率特性”的定义； 11. 经典控制理论的数学模型有几种形式？写出时域中数学模型的通式。 12.试分析比较串联校正与反馈校正的优点与不足。 13. 试分析积分环节、惯性环节、微分环节对系统稳定性的影响，并说出理由。 第 15 页 共 42 页 14. 已知 f(t)=0.5t+1，其Lf(t)=多少？ 15. 开环系统与闭环系统的最本质区别及其优缺点比较。 16.从能量转换方面讨论惯性环节与振荡环节的阶跃响应特点。 17传递函数。 18.系统稳定性。 19.试说明增设比例加积分调节器后，对闭环控制系统的动、静态性能的影响。 20.最小相位系统和非最小相位系统。 21.说明开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 22.奈奎斯特稳定性判据。 23.为什么稳定的调速系统的前向通道中含有积分环节能实现无静差控制。 24.什么叫系统校正。 25. 为什么在位置随动系统中，转速负反馈会得到普遍的应用？ 26. 时域分析中常用的性能指标有哪些？ 27. 幅频特性和相频特性。 28. 频域分析中如何来表征系统的稳定程度。 29. 经典控制理论的数学模型有几种形式？写出时域中数学模型的通式。 30.在经典控制理论中，系统的数学模型有几种形式。 31. 有源校正网路和无源校正网路有什么不同特点，在实现校正规律时其作用是否相同？ 第 16 页 共 42 页 32. 试举出能够实现超前和迟后校正的元件，并从原理上说明这些元件所起的作用。 33. 一阶无差系统加入加速度信号时能否工作，为什么？在什么情况下能工作。 34. 为什么一阶无差系统加入速度反馈校正后能够改善系统的动态特性，用物理概念来解释。 35. 二阶无差系统加入微分反馈后对系统的无差度和时间常数有什么影响？ 36. 有差系统加入微分反馈后对系统的无差度、时间常数和开环放大倍数有什么影响？ 37. 有哪些元件可作为速度反馈用，试举例说明。 38. 要实现比例加微分校正作用，应采用什么样的反馈校正元件，其传递函数如何？ 39. 比例加积分控制规律，能否有反馈校正来实现？ 40. 设有一系统其超调量%=20%，调整时间ts=0.5秒，求系统的相位裕度和剪切频率0。 41. 设原系统开环传递函数G0(s)=Ka(s+1),要求校正后系统的复2s(0.1s+1)数主导极点具有阻尼比=0.75。试用根轨迹法求Ka=151联超前校正装置。 42. 设原系统开环传递函数G0(s)=秒2时的串10,要求校正后系统s(0.2s+1)(0.5s+1)的相位裕度=65°，幅值裕度Kg=6分贝。试求串联超前校正装置。 第 17 页 共 42 页 第四部分：建模题 1. 下图为热水器电加热器。为了保持希望的温度，由温控开关接通或断开电加热器的电源。在使用热水时，水箱中流出热水并补充冷水。试画出这一闭环系统的原理方块图，若要改变所需温度时，定性地说明应怎样改变和操作。 2. 试说明上图所述系统，当水箱向外放热水和向里补充冷水时，系统应如何工作并画出对应的系统方块图。 3. 机械系统如下图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量， k为弹簧的弹性系数，B为 阻尼器的阻尼系数，试求 系统的传递函数 4. 下图是手控调压系统。当发电机的负载改变或发电机的转速变化时，发电机的端电压就要随之波动。为了保持端电压的恒定，需不断调节电阻RJ,以改变激磁电流If,使端电压保持不变，这样做很不方便，现将其改成自动调压系统。试画出系统原理图并标出各点应具有第 18 页 共 42 页 的正、负号。 5. 下图为一电动机速度控制系统原理图。在这个图中除速度反馈外又增加了一个电流反馈，以补偿负载变化的影响。试标出各点信号的正、负号并画出方块图。 6.今测得最小相位系统渐近对数幅频特性曲线如下图所示，试求其传递函数G(S)的表达式。 (w)20dB7. 下图与均为自动调压系统。现在假设空载时与的发电机的端电压相同均为110伏。试问带上负载后与哪个能保持110伏电压不变，哪个电压要低于110伏，其道理何在？ 第 19 页 共 42 页 w8.某PID调节器的对数幅频特性如下图所示，求传递函数。 L(w)L1(w)-20dB/dec+20dB/decow1w2w3w4w9. 如图所示，以uSC(t)为输出量，以uSr(t)为输入量的系统，试求出其传递函数。并指出它属于哪些典型环节组成？ C0usr(t)R0+-Rpusct)Rf10. 机械系统如图所示，其中，A点的位移X1(t)为系统的输入，位移X2(t)为系统的输出， K1、K2分别为两弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数。 K1ABK2X1(t)X2(t)11. 下图为一随动系统。当控制电位器的滑臂转角1与反馈电位器的滑臂转角2不同时，则有U送入放大器，其输出电压UD加到执行电动机的电枢两端，电机带动负载和滑臂一起转动直到反馈电位器第 20 页 共 42 页 滑臂位置与控制电位器滑臂位置一致时，即2=1时才停止。试将这个系统绘成方块图，并说明该系统的控制量，被控制量和被控制对象是什么？ 12. 今测得最小相位系统渐近对数幅频特性曲线如下图所示，试求其传递函数G(S)的表达式。 (w)w13. 下图所示为二级电路网络图。已知ui(t)为该网络的输入，uo(t)为该网络的输出，i1(t)、i2(t)、ua(t)为中间变量。 试画出以ui(t)为输入，uo(t)为输出的系统的动态结构图； 根据画出的系统结构图，求出系统的传递函数。 R1ui(t)i1(t)R2i2(t)C1ua(t)C2uo(t)14. 弹簧-阻尼系统如右图所示，其中K1、K2为弹簧弹性系统，B1、B2为粘性阻尼系数。若位移x(t)为输入量，位移y(t)为输出量。试求第 21 页 共 42 页 该系统的传递函数。 15. 下图为一温度控制系统。试分析这个系统的自动调温过程并说明这个系统的输出量和干扰量是什么？ 16.已知某单位负反馈系统为最小相位系统，其 对数幅频特性曲线的渐近线如图所示，试求其开 环传递函数G的表达式。 dB L() 20 0dB/dec -20dB/dec 0dB/dec -40dB/dec 0 第 22 页 共 42 页 B2 y (t) K2 B1 K1 x(t) (rad/s) 0.1 2 5 10 17. 如下图为一机械系统，若以冲击力F(t)为输入量，小车位移x(t)为输出量。 求此系统的传递函数X(s) ； F(s) 当F(t)为一单位脉冲函数(t)时，求小车的位移x(t)=？ 18. 某单位负反馈系统 的 开环对数幅频特性曲线 渐近线如下，求该系统的 开环传递函数。 19. 某单位负反馈系统的开环对数幅频特性曲线渐近线如下，求该系统的开环传递函数。 o-20dB/decL(w)(dB)-40dB/decoL(w)(dB)20-20dB/dec20dB/decww1w2w3w4ww1w0w2-60dB/dec第 23 页 共 42 页 20. 图1-13是一晶体管稳压电源。试将其画成方块图并说明在该电源里哪些元件起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么。 21. 图1-14是电阻加热炉温自动控制系统。电阻丝电源的通断由接触式水银温度计控制。水银温度计的两个触点a和b接在常闭继电器的线圈电路中，它将随着水银柱的升降而接通或断开，从而控制继电器的触点K，把电阻丝的电源接通或断开，以达到自动调温的目的。试画出这个系统的方块图并与15题的温控系统比较，说明两者有何区别。 第 24 页 共 42 页 22. 设计一个以电压为指令的内燃机车速度控制系统，并说明系统的工作过程。 23. 求下述函数的拉氏变换 f(t)=1/a2 (a<t<0) f(t)=1/(- a2) (a<t<2a) f(t)=0 (t<0,t>2a) 并求当a0时F(s)的极限值。 24. 试列写右图所示机械系统 的运动方程。 25. 试列写 右图所示机 械系统的运 动方程。 26. 列写图2-13所示系统的输出电压u2与输入为电动机转速间的微分方程；Ks是隔离放大器。 第 25 页 共 42 页 27. 下图所示电路，起始处于稳太，在t=0时刻开关断开。试求电感L两端电压对t的函数关系，并画出大致图形和用初值定理和终值定理演算。 28. 试列写右图所示发电 机的电枢电压与激磁电压 间的微分方程。 。 29. 试画出以电机转速为输出，以干扰力矩为输入的电动机结构图，并求其传递函数。 第五部分：稳定性分析题 1.利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。 第 26 页 共 42 页 2. 利用劳斯稳定判据，确定下图所示系统的稳定性。 3.下图所示潜艇潜水深度控制系统方块图。试应用劳斯稳定判据分析该系统的稳定性。 4. 已知高阶系统的特征方程为 s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 试求特征根。 5.为使具有特征方程D(S)=S3+dS2+(d+3)S+7=0的系统稳定，求的取值范围。 K6.某典型二阶系统的开环传递函数为G(S)=S(TS请应用对数稳定+1)判据分析当K增加时，此系统稳定性如何变化。 7. 某系统的结构图如下图所示，求该系统稳定时K的取值范围。 R(S)-KS(0.01S+1)(0.2S+1)C(S)第 27 页 共 42 页 8. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(S)=K试求当为多少时，闭环系统稳定。 (0.1S+1)(0.5S+1)(S+1)9. 设单位反馈系统的开环传递函数为G=(as+1)/s2，试确定使相位裕量=+450时的a值。 第六部分：结构图简化题 1.用等效变换规则化简如下动态结构图： G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)G9(s)G5(s)G6(s)G7(s)G8(s)G10(s)2.简化下面框图，求出C(S)=? R(S)+-G1G3+G2C(S)H3.用等效变换规则化简如下动态结构图： 第 28 页 共 42 页 H1(S)R(S)-G1(S)G2(S)G3(S)C(S)H2(S)4. 基于方框图简化法则，求取系统传递函数=XO/Xi。 5.求右图的输出信号C(s)。 6. 求下图的输出信号C(s)。 7. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。 第 29 页 共 42 页 G1(s) Xi + + XO G3(s) ÄG2(s) H(s) Ä+ 8. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。 9. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。 10. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。 第 30 页 共 42 页 11. 试求下图所示系统的传递函数C(s)/R(s)。 12. 简化下列方块图求其传递函数 C(s)R(s) 。 R(S)G1(S)G2(S)G3(S)C(S) -G4(S) G5(S)13. 简化下列方块图求其传递函数 C(s)R(s) 。 G4(S) R(S)G1(S)G2(S)C(S)- G3(S)第七部分：时域分析题 1. 已知系统的输出与输入信号之间的关系用下式描述：第 31 页 共 42 页 c(t)=5r(t-3),试求在单位阶跃函数作用下系统的输出特性。 2.系统如图所示，r(t)=1(t)为单位阶跃函数，试求： 系统的阻尼比和无阻尼自然频率n ； 动态性能指标：超调量MP和调节时间tS() R(S)+-4S(S+2)C(S)3. 下图所示为飞行器控制系统方块图。已知参数：KA=16,q=4及KK=4。试求取： 该系统的传递函数C(s)/R(s)。 该系统的阻尼比及无阻尼自振频率n 反应单位阶跃函数过渡过程的超调量、峰值时间及过渡过程时间。 4. 下图为仿型机床位置随动系统方块图。试求该系统的： 阻尼比及无阻尼自振率n。 反应单位阶跃函数过渡过程的超调量、峰值时间tp、过渡过程时间ts及振荡次数N。 第 32 页 共 42 页 5. 试求取图3-18所示控制系统当K=10秒-1及TM=0.1秒时： 阻尼比及无阻尼自振率n。 反应单位阶跃函数过渡过程的超调量%及峰值时间tp。 6. 设系统如下图 (a)所示。这个系统的阻尼比为0.137，无阻尼自振率为3.16弧度/秒。为了改善系统的相对稳定性，可以采用速度反馈。下图 (b)表示了这种速度反馈系统。为了使系统的阻尼比等于0.5，试确定KH值。作出原系统和具有速度反馈系统的单位阶跃响应曲线。 7. 设系统的单位阶跃响应为c(t)=5(1-e-0.5t)，求系统的过渡过程时间。 8. 下图系统的方块图。试求： (1) 各系统的阻尼比及无阻尼自振频率n。 (2) 各系统的单位阶跃响应曲线及超调量、上升时间、峰值时间和过渡过程时间，并进行比较，说明系统结构、参数是如何影响第 33 页 共 42 页 过渡过程品质指标的？ 9. 下图系统的方块图。试求： (1) 各系统的阻尼比及无阻尼自振频率n。 (2) 各系统的单位阶跃响应曲线及超调量、上升时间、峰值时间和过渡过程时间，并进行比较，说明系统结构、参数是如何影响过渡过程品质指标的？ 10. 下图系统的方块图。试求： (1) 各系统的阻尼比及无阻尼自振频率n。 (2) 各系统的单位阶跃响应曲线及超调量、上升时间、峰值时间和过渡过程时间，并进行比较，说明系统结构、参数是如何影响过渡过程品质指标的？ 第 34 页 共 42 页 211.已知单位负反馈系统的开环传递函数G(S)=S(S且初始条件为+3)C(0)=-1, C(0)=0试求：系统在作用下的输出响应。 .R(s)+-2s(s+3)C(s)第八部分：频域分析题 1.若系统的单位脉冲响应为c(t)=sin3t+2e-3t，试求系统的频率特性。 K,其中T=0.1，Ts+1K=5，试绘制开环对数频率特性和闭环频率特性，并求在=102. 设单位反馈系统的开环传递函数为G=时，对应二个特性的二个相角及频带数值。 3. 设系统的前向环节传递函数为G=K，其反馈环节传递函数为Hc=as，试绘制系统开环对数频率特性。 s+14. 设单位反馈系统的开环传递函数为G，试绘制系统的闭环对数频率特性，确定系统的谐振峰值Mr与谐振频率r。 5. 某调速系统实验数据如表，试绘制系统的幅相频率特性及对数频率特性，并写出其等效传递函数，使误差不超过±3分贝6分贝。 Ke-s6. 设系统开环传递函数为G=，当=0
