1、三、簡(jiǎn)答題（共16分）（4分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為一2一，求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式。 s2 + 4s + 3（4分）已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為一，試問(wèn)該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)?系統(tǒng)的單位 s（7s +1）階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值為多少？（4分）已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如下，如果將阻尼比增大（但不超過(guò)1），請(qǐng)用 文字和圖形定性說(shuō)明其單位階躍響應(yīng)的變化。（4分）已知各系統(tǒng)的零點(diǎn)（o）、極點(diǎn)（x）分布分別如圖所示，請(qǐng)問(wèn)各個(gè)系統(tǒng)是否有非主導(dǎo)極點(diǎn)， 若有請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出。三、簡(jiǎn)答題（共16分）12L -1s2 + 4s + 3 s +1 s + 3g（t）=e-te-3t,t0I型；穩(wěn)態(tài)值等于1上升時(shí)間 變大；超

2、調(diào)量減少； 調(diào)節(jié)時(shí)間減小（大體上）；4.無(wú)非主導(dǎo)極點(diǎn);非主導(dǎo)極點(diǎn);非主導(dǎo)極點(diǎn)四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）1.（7分）用極坐標(biāo)表示系統(tǒng)4 2 12 1的頻率特性（要求在3 8、3 =0、3 =3 n等點(diǎn)準(zhǔn)確表 示，其余定性畫(huà)出）2.（7分）求如下系統(tǒng)R（s）對(duì)C（s）的傳遞函數(shù)，并在圖上標(biāo)出反饋通道、順饋通道。（6分）已知系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器為G （s） = （T3S + 1）（Tds+1） ,T、t 00、s34問(wèn)是否可以稱其為PID調(diào)節(jié)器，請(qǐng)說(shuō)明理由。（8分）求如圖所示機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，其中X為輸入位移，Y為輸出位移。（10分）已知單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為4，請(qǐng)繪出頻率特性對(duì)數(shù)s

3、（01s + 1）（0.01s + 1）坐標(biāo)圖（Bode圖），并據(jù)圖評(píng)價(jià)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能（要說(shuō)明理由）。（6分）請(qǐng)寫(xiě)出超前校正裝置的傳遞函數(shù)，如果將它用于串聯(lián)校正，可以改善系統(tǒng)什么性能?四、計(jì)算題（共44分）1.3 8點(diǎn)3 =0點(diǎn)3 n=0.5 點(diǎn)曲線大體對(duì)2CM _ G(G+ Gf)R(s)1 + G0GR3)j一 Gf I順饋通道-I 反 饋通道(6 分)Go(s)=(T3+T4)+T3T4s+1/sG0(s)由比例部分(T3+T4)、微分部分T3T4S及積分部分1/s相加而成(8 分)B (x - y) - Ky =0G(s)= , T=B/kTs +1開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)在復(fù)半

4、平面無(wú)極點(diǎn)，據(jù)圖相位裕度為正，幅值裕度分貝數(shù)為正，根據(jù)乃 奎斯特判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)為I型，具有良好的靜態(tài)性能。相位裕度約為60度， 具有良好的動(dòng)態(tài)性能。aTs +16.G0(s)=KT7T 心1可增加相位裕度，調(diào)整頻帶寬度。三、簡(jiǎn)答題（共16分）36二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 m，試在左圖中標(biāo)出系統(tǒng)的特征根在S平面上的位置, 在右圖中標(biāo)出單位階躍曲線。時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有哪些？它們反映系統(tǒng)哪些方面的性能？簡(jiǎn)述相位裕量Y的定義、計(jì)算公式，并在極坐標(biāo)上表示出來(lái)。簡(jiǎn)述串聯(lián)相位超前校正的特點(diǎn)。36.氣=12 明=1 g = 0.5td延遲時(shí)間tr上升時(shí)間tp峰值時(shí)間M 超調(diào)量ts調(diào)節(jié)時(shí)間t：、t、t、t反映

5、系統(tǒng)的快速性d r p sMp反映系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。定義:是開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)對(duì)負(fù)實(shí)軸的相位差值。即從原點(diǎn)到奈氏圖與單位圓交點(diǎn)的連線與負(fù)實(shí)軸的夾角。計(jì)算公式：丫 = 180。+戒3 ）在極坐標(biāo)下表示為相位超前校正特點(diǎn)：增加相位余量7，提高穩(wěn)定性增加幅值穿越頻率o，提高快速性增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）（7分）機(jī)械系統(tǒng)如圖所示，其中，外力f（t）為系統(tǒng)的輸入，位移x（t）為系統(tǒng)的輸出，m 為小車(chē)質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（忽略小車(chē)與地面的摩擦）。、，八e ,，乂 C（s） C（s）（7分）已知系統(tǒng)

6、結(jié)構(gòu)如圖，試求傳遞函數(shù)麗及而42.（7分）系統(tǒng)如圖所示，r（t） = 1t為單位階躍函數(shù)，試求:系統(tǒng)的阻尼比&和無(wú)阻尼自然頻率o動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間t （8 = 5）低（8分）如圖所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下蕓225時(shí)，K的數(shù)值。（7分）已知開(kāi)環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。寫(xiě)出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G（s）的表達(dá)式;概略繪制系統(tǒng)的乃奈斯特圖。2（8分）已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)W（s）= 一-，試求系統(tǒng)的相位裕量7和幅 s + 3值裕量kg四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）系統(tǒng)的微分方程為 TOC o 1-5 h z dxd2xf (t) - BKx(t)

7、= mdtdt2d2x dx m- B- Kx(t) = f (t)dt2dt拉氏變換得：(零初始條件)ms2X(s) + BsX(s) + KX(s) = F(s).X(s) =1F(s) ms2 + Bs + K41七=-G2H,L2 =-GG2H2P =GG = 1C(s) = 2Gd2R(s) 一 1 + G2H1 + G&H2P = 1 = 1 + G HC(s) 1 + G H=21N(s) 1 + G H + GG H21122421.=nS(S + 2) s(s + 2如)=2 W0.52物 =22. M =e妃泓 x 100% = 16.5%p 33t = 3(s)s geo

8、 0.5x2 nD(s) = s(s + 3)2 + K = S3 + 6s 2 + 9s + K = 0由勞斯判據(jù):1654 K6KS3S2S1s第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得0K54Q又有：e = 2.25 ss K可得：KN44WKV5444.1.100s(s + 0.01)(s + 100)/ S 4、/ S S(H 1)(1)0.0110045.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= W(s)= l-W(s) s + 1I G(jco ) 1= , 2 1,解得 co = a/3c 寸 C02+1c cy = 180。+(p(co ) = 180 - tg-ico = 180。一 60 =

9、120 cc又 CO = 00 g.K =00傳遞函數(shù)的定義是對(duì)于線性定常系統(tǒng)，在_初始條件為零一的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變 換與輸入量的拉氏變換之比。瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從初始狀態(tài)_狀態(tài)到_最終狀態(tài)_狀態(tài)的響應(yīng)過(guò) 程。判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為一負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根一，即系 統(tǒng)的特征根必須全部在_復(fù)平面的左半平面一是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。34.I型系統(tǒng)G(s) = -在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為d，在單位加速度輸入下，穩(wěn) s(s + 2)態(tài)誤差為 8。35.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)_正弦輸入一的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益、型次和_輸入信號(hào)有關(guān)。一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為3二4，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為_(kāi)s3+5s2+4s+K=0_ 開(kāi)環(huán)增益為 K/4二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作