1、一、填空題(部分可能模糊的已給出參考答案)：1.對時域函數進行拉氏變換：1(t)=_、t=_、ea=_ 、sin .t2.自動控制系統對輸入信號的響應，一般都包含兩個分量，即一個是瞬態響應分量，另一個是穩態_響應分量。3.在閉環控制系統中，通過檢測元件將輸出量轉變成與給定信號進行比較的信號，這個信號稱為反饋_ 。4.若前向通道的傳遞函數為G(s)，反饋通道的傳遞函數為H(s)，則閉環傳遞函數為_c _6t5.函數f(t)=3e的拉氏變換式是_。6.Bode圖中對數相頻特性圖上的一180線對應于奈奎斯特圖中的負實軸_ 。7.閉環系統穩定的充要條件是所有的閉環極點均位于s平面的 _右半平面_半平面

2、。8.已知傳遞函數為G(s)二占，則其對數幅頻特性L( )在零分貝點處的頻率數值為 二,Ks9.在系統開環對數頻率特性曲線上，低頻段部分主要由積分環節和比例決定。110.慣性環節的傳遞函數丄，它的幅頻特性的數學式是,它的相頻特性的數學式是Ts+1_ - arctanT豹_ 。11.傳遞函數的定義是對于線性定常系統，在初始條件為零_的條件下，系統輸出量的拉氏變換與 輸入量的拉氏變換之比。12.瞬態響應是系統受到外加作用激勵后，從 _初始狀態到一最終或穩定狀態的響應過程。13.判別系統穩定性的出發點是系統特征方程的根必須為負實根或負實部的復數根，即系統的特 征根必須全部在復平面的左半平面是系統穩定

3、的充要條件。14. I型系統G(s)K在單位階躍輸入下，穩態誤差為0，在單位加速度輸入下，穩態誤差為s(s + 2)x_。(參考教材P89)15.頻率響應是系統對_正弦輸入_穩態響應，頻率特性包括 _幅頻和相頻_兩種特性。16.如果系統受擾動后偏離了原工作狀態，擾動消失后，系統能自動恢復到原來的工作狀態，這樣的 系統是_(漸進)穩定的系統。17.傳遞函數的組成與輸入、輸出信號無關，僅僅決定于系統本身的結構和參數，并且只適于零初始條件下的線性定常系統。18.系統的穩態誤差與輸入信號的形式及_系統的結構和參數或系統的開環傳遞函數有關。19.線性定常系統在正弦信號輸入時，穩態輸出與輸入的相位移隨頻率

4、而變化的函數關系稱為相頻特性_ 。20.積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為 _ 20_dB/dec。21.二階衰減振蕩系統的阻尼比 E 的范圍為_0.50.8_。22.當且僅當閉環控制系統特征方程的所有根的實部都是負數時，系統是穩定的。23.在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統的穩態誤差ess=:=。(參考教材P89)24.用頻域法分析控制系統時，最常用的典型輸入信號是正弦函數.。25.線性控制系統最重要的特性是可以應用一加_ 原理，而非線性控制系統則不能。26.方框圖中環節的基本連接方式有串聯連接、并聯連接和反饋 連接。27.分析穩態誤差時，將系統分為0型系統、丨型系統、II型

5、系統，這是按開環傳遞函數的積分 環節數來分類的。28.用頻率法研究控制系統時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和_對數坐標_圖示法。29.決定二階系統動態性能的兩個重要參數是阻尼系數 E 和_無阻尼自然振蕩頻率_。1.1建立系統數學模型的方法有 _解析法_與_實驗法_兩種。1.2控制系統的調節時間ts=（取誤差允許范圍 芳）。（參考教材P69）1.2控制系統的調節時間ts=_ （_取誤差允許范圍坐）。（參考教材P69）1.5系統的穩態誤差可分為_系統誤差_與_擾動誤差_兩種。1.6根軌跡起始于_，終止于_ ，如果開環零點m小于開環極點n,則有條根軌跡終止于無窮遠。1.6根軌跡標準傳遞函數形式為 _

6、 ，根軌跡增益為 _ 。根軌跡必然對稱于_ 軸。1.7頻率特性的圖形表示法主要有 _ 與_兩種。1.7線性時不變自動控制系統的頻率特性可分為 幅頻特性與相頻特性兩大類。1.8系統穩定裕度的描述主要有 _ 與_兩種。1.9自動控制系統串聯校正方法有 _ 、_與_ 三種。1.1建立系統數學模型的方法有解析法（演繹法）_與實驗法（歸納法）_兩種。系統數學模型主要 有微分方程_、_傳遞函數_、_動態結構圖_與_信號流圖_四種。1.2線性系統的特性可分解為_疊加性_與_齊次性_兩種。1.3串聯系統的傳遞函數等于各串聯環節傳遞函數的 _。1.4根軌跡必然對稱于 _軸。1.5線性時不變自動控制系統的頻率特性

7、可分為 幅頻_與_相頻_兩大類。1.8 Bode圖橫軸以_lg3 為坐標分度，但以_3 標記。1.9慣性環節G（s）=1/（T s+1）的Bode圖的轉折頻率和轉折斜率分別為 _和_1對控制系統的基本要求是穩定性、_準確性_ 、_快速性4積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為 _-20_dB/dec。5 .Bode圖中對數相頻特性圖上的一180線對應于奈奎斯特圖中的 _ 負實軸_ 。6 LTI系統的輸入信號的導數的響應等于 輸出信號的導數輸入信號的積分的響應等于輸出信 號的積分。1.線性定常系統在正弦信號輸入時，穩態輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數關系稱為相頻特性。2._積分環

8、節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為 _ 20_dB/dec。3.對于一個自動控制系統的性能要求可以概括為三個方面：穩定性、快速性和準確性4.單位階躍函數1（t）的拉氏變換為 _ 。6._當且僅當閉環控制系統特征方程的所有根的實部都是 _負數_ 時，系統是穩定的。2采用負反饋連接時，如前向通道的傳遞函數為G（s），反饋通道的傳遞函數為H（s），則其等效閉環傳遞函數為G(s)1 G(s)H(s)7.系統輸出量的實際值與_輸出量的希望值 一一之間的偏差稱為誤差。9.設系統的頻率特性為G（j ） =R（j ） jIC ），則1（）稱為虛頻特性。10.用頻域法分析控制系統時，最常用的典型輸入信

9、號是 _ 正弦函數_。11.線性控制系統最重要的特性是可以應用 疊加原理，而非線性控制系統則不能。12.方框圖中環節的基本連接方式有串聯連接、并聯連接和 _ 反饋_ 連接。13.分析穩態誤差時，將系統分為0型系統、丨型系統、II型系統，這是按開環傳遞函數的 _積分 環節數來分類的。14.用頻率法研究控制系統時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和 _對數坐標_ 圖示法。15.決定二階系統動態性能的兩個重要參數是阻尼系數 E 和無阻尼自然振蕩頻率。二、基本概念超調量：響應曲線最大峰值超過穩態值的部分，即是最大超調量，簡稱超調量。最小相位系統：如果控制系統的所有極點和零點均位于s左半閉平面上，則稱該系統

10、為最小相位系統。傳遞函數：線性(或線性化)定常系統在零初始條件下，輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換之比。 調節時間：響應曲線從零開始一直到進入并保持在允許的誤差帶內(土2%或土 5%所需的最短時間。頻率響應：指系統在正弦輸入信號作用下，線性系統輸出的穩態分量。頻率特性：系統頻率響應與正弦輸入信號的復數比，就稱為頻率特性。根軌跡：指當系統開環傳遞函數中某一參數從零變化到無窮時，閉環特征方程式的根在S 平面上運動的軌跡。三、簡答題：1、簡述自動控制系統的基本工作原理？解：自動控制系統的基本工作原理是通過測量裝置隨時監測被控量，并與給定值進行比較，產生偏差信號；根據控制要求對偏差進行計算和

11、信號放大，并且產生控制量，驅動被控量維持在希望值附近。2、簡述奈奎斯特穩定判據。閉環控制系統穩定的充分必要條件是開環頻率特性曲線C(j )H(j3)不通過(-1,j0)點,且逆時針包圍(-1,j0)點的周數數等于開環傳遞函數正實部極點的個數,即N P。3、試簡述Bode圖的主要優點。(參考教材P146)解：(1)利用對數運算可以將串聯環節幅值的乘除運算轉化為加減運算。(2) 可以擴大所表示的頻率范圍，而又不降低低頻段的準確度。(3) 可以用漸近線特性繪制近似的對數頻率特性，從而使頻率特性的繪制過程大大簡化4、建立元件或系統的微分方程可依據什么步驟進行？(參考教材2.2節)解：(1)在條件許可下

12、適當簡化，忽略一些次要因素。(2) 根據物理或化學定理、定律，列出部件的原始方程式。(3) 列出原始方程式中中間變量與其他變量的關系式。(4) 從所有方程式中消去中間變量，僅保留系統的輸入變量和輸出變量。(5) 將微分方程表示成標準形式，既輸出變量在左，輸入變量在右，導數階次從高到低排列。5、簡述控制系統結構圖的建立步驟。(參考教材2.4.2節)解：(1)建立控制系統各元件或部件的微分方程。在建立微分方程時，應分清輸入量、輸出量，同時 應該考慮相鄰部件之間是否有負載效應。(2) 對各元件或部件的微分方程進行拉普拉斯變換，然后作出各部件的結構圖。(3) 按照系統中各變量的傳遞順序，依次將各部件的

13、結構圖連接起來，置系統的輸入變量于左端, 輸出變量于右端，便得到系統的結構圖。&簡述繪制系統開環對數坐標圖的一般步驟和方法。(參考教材P152)解：(1)寫出以時間常數表示、以典型環節頻率特性連乘積形式的開環頻率特性。(2)求出各環節的轉角頻率，并從小到大依次標注在對數坐標圖的橫坐標上。(3)計算20lgK的分貝值，其中K是系統開環放大系數。過*=1、20lgK這一點作斜率為-20vdB/dec的直線，即為低頻段的漸近線，v是開環傳遞函數中積分環節的個數。(4)繪制對數幅頻特性的其他漸近線，方法是：從低頻段漸近線開始，從左到右，每遇到一個轉 角頻率就按上述規律改變一次上一頻段的斜率。(5)給出不同 3 值，計算對應的，再利用.-三-二進行代數相加,畫出系統的開環相頻特性曲線。三、計算及綜合題1、教材作業題、例題：P54:2-10 (b);試化簡圖中各系統結構圖，并求傳遞函數C(s)/R(s)P100：3-9;某控制系統的開環傳遞函數為WHs二sTs1 2S1，試確定能使閉環系統穩定的參數K、T的取值范圍。K (s + 3 P114：例4-4;已知系統的開環傳遞函數為Gs)Hs，試繪制根軌跡(s + 1 Is + 2 )KP159:例