1、機電控制工程基礎練習題2答案一 填空1、我們把輸出量直接式間接地反饋到 ，形成閉環參與控制的系統，稱作 。輸入端；閉環控制系統2、控制的任務實際上就是 ，使不管是否存在擾動，均能使 的輸出量滿足給定值的要求。 形成控制作用的規律；被控制對象。3、描述系統在運動過程中各變量之間相互關系的數學表達式， 。 叫做系統的數學模型4、 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 系統。 穩定5、在初條件為零時， ，與 之比稱為線性系統（或元件）的傳遞函數。 輸出量的拉氏變換；輸入量的拉氏變換6、二階系統的標準型式為 。 7、的拉氏變換為 。 8、若，則 。 9、

2、單位階躍信號對時間求導的結果是 。 單位脈沖信號10、I型系統開環增益為10，系統在單位斜坡輸入作用下的穩態誤差e()為 。 0.111、控制系統的時間響應，可以劃分為瞬態和穩態兩個過程。瞬態過程是指系統從 到接近最終狀態的響應過程；穩態過程是指時間t趨于 時系統的輸出狀態。 初始狀態 無窮12、頻率響應是 響應。 正弦輸入信號的穩態13、若系統輸入為，其穩態輸出相應為，則該系統的頻率特性可表示為 。 14、自動控制系統主要元件的特性方程式的性質，可以分為 和非線性控制系統。 線性控制系統15、離散信號的數學表達式為 。 二、選擇1、圖示函數的拉氏變換為（ 1 ）。 a 0 t（1） ；（2）

3、 ；（3） ；（4） 2、已知 ，其原函數的終值（ 4 ）（1） ；（2）0 ；（3）0.6 ；（4）0.33、已知，其反變換f (t)為（ 3 ）。 （1） ；（2） ；（3） ；（4） 。 4、二階系統的傳遞函數為 ；則其無阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ 4 ）（1）1 ， ；（2）2 ，1 ；（3）2 ，2 ；（4） ，15、表示了一個（ 1 ）（1） 時滯環節；（2）振蕩環節；（3）微分環節；（4）慣性環節6、理想微分環節對數幅頻特性曲線是一條斜率為（ 1 ）（1），通過=1點的直線；（2）-，通過=1點的直線；（3）-，通過=0點的直線；（4），通過=0點的直線7、脈沖函數的拉氏變換為（

4、3 ）（1）0 ；（2）；（2） 常數；（4）變量8、一階系統的傳遞函數為 ；其單位階躍響應為（ 2 ）（1） ；（2） ；（3） ；（4）9、已知道系統輸出的拉氏變換為 ,那么系統處于（ 3 ）（1）欠阻尼；（2）過阻尼；（3）臨界阻尼；（4）無阻尼10、 的變換為（ 3 ）（1） ；（2）；（3）；（4）三 判斷1、線性系統的傳遞函數只與系統本身結構、參數有關。（正確 ） 2、一個系統穩定的充分和必要的條件是系統的全部特征根都具有負實部 （正確）3、若二階系統的阻尼比為0.65，則系統的階躍響應為等幅振蕩 （錯誤）4、兩個二階系統的超調量相等，則此二系統具有相同的和 （錯誤）5、單位拋物線

5、函數的拉普拉斯變換結果為 (錯誤)6、系統的幅頻特性、相頻特性取決于系統的輸出（錯誤）7、開環對數幅頻曲線，對數相頻特性曲線，當增大時向上平移，不變。 (正確)8、串聯校正環節，是屬于相位遲后校正。 （錯誤）9、通過的反變換可以求出采樣函數脈沖序列的表達式；（ 正確 ）10、如果為函數有效頻譜的最高頻率，那么采樣頻率滿足時，則采樣函數能無失真地恢復到原來的連續函數 （ 正確 ） 四 綜合1、系統的微分方程如下： 試：求出系統的傳遞函數解答:解答：將微分方程進行拉氏變換得： = 2、已知最小相位系統開環對數頻率特性曲線如圖所示。試寫出開環傳遞函數 。解： 1) <1的低頻段斜率為-20，故

6、低頻段為K/。 增至1，斜率由-20轉為-40，增加-20，所以1應為慣性環節的轉折頻率，該環節為 。增至2，斜率由40轉為20，增加+20，所以2應為一階微分環節的轉折頻率，該環節為 。增到3，斜率由-20轉為-40，該環節為,>3，斜率保持不變。故系統開環傳遞函數應由上述各典型環節串聯組成，即 2) 確定開環增益K當=c時，A(c)=1 。 所以 故 所以，3、系統開環傳遞函數為， 試繪制系統的開環對數頻率特性并計算值。解：1） 首先將分成幾個典型環節。 顯見該系統由放大環節，積分環節，慣性環節，一階微分環節組成。2) 分別做各典型環節的對數頻率特性曲線。 K=7.5 20lgK=1

7、7.5dB ； 1=2, 2=3對數幅頻特性： 相頻特性： 其對數頻率特性曲線如圖所示。3) 計算 所以 由圖可知 部份，對-線無穿越，故系統閉環穩定。 4、根據圖（a）所示系統結構圖，求系統開環、閉環以及誤差傳遞函數。解: (b)(c) 系統結構圖首先將并聯和局部反饋簡化如圖（b）所示,再將串聯簡化如圖（c）所示。系統開環傳遞函數為系統閉環傳遞函數為誤差傳遞函數為5、已知單位反饋控制系統，開環對數幅頻特性如圖所示。 試求： （1）單位斜坡輸入時穩態誤差的值。（2）過渡過程時間（3）穿越頻率（4）相角裕量 解答:（1）； （2）秒； （3）； （4） 6、 求圖示系統的穩態誤差。 r(t) e(t) e*(t) c(t) T