控制工程基礎考卷帶答案復習資料(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 解：系統的開環傳遞函數為，解得32 脈沖響應函數對于線性定常系統，其傳遞函數為式中是輸入量的拉氏變換式，是輸出量的拉氏變換式。系統輸出可以寫成與的乘積，即 （31） 下面討論，當初始條件等于零時，系統對單位脈沖輸入量的響應。因為單位脈沖函數的拉氏變換等于1，所以系統輸出量的拉氏變換恰恰是它的傳遞函數，即 （32）由方程(32)可見，輸出量的拉氏反變換就是系統的脈沖響應函數，用表示，即 脈沖響應函數，是在初始條件等于零的情況下，線性系統對單位脈沖輸入信號的響應?？梢?，線性定常系統的傳遞函數與脈沖響應函數，就系統動態特性來說，二者所包含的信息是相同的。所以，如果以脈沖函數作為系統的輸入量，并測出系統的響應，就可以獲得有關系統動態特性的全部信息。在具體實踐中，與系統的時間常數相比，持續時間短得很多的脈動輸入信號就可以看成是脈沖信號。 設脈沖輸入信號的幅度為，寬度為，現研究一階系統對這種脈動信號的響應。如果輸入脈動信號的持續時間，與系統的時間常數相比足夠小，那么系統的響應將近似于單位脈沖響應。為了確定是否足夠小，可以用幅度為，持續時間(寬度)為的脈動輸入信號來進行試驗。如果系統對幅度為，寬度為的脈動輸入信號的響應，與系統對幅度為，寬度為的脈動輸入信號的響應相比，兩者基本上相同，那么就可以認為是足夠小了。圖33(a)表示一階系統脈動輸入信號的響應曲線；圖33(c)表示一階系統對脈沖輸入信號的響應曲線。應當指出，如果脈動輸入信號(圖33(b)所示)，則系統的響應將非常接近于系統對單位脈沖信號的響應。這樣，當系統輸入為一個任意函數時，如圖34所示。那么輸入量可以用個連續脈沖函數來近似。只要把每一個脈沖函數的響應求出來，然后利用疊加原理，把每個脈沖函數的響應疊加起來，就可得到系統在任意輸入函數作用下的響應。《自動控制工程基礎》試題2011年1月題 號一二三四五總 分得 分一．填空題1. 通常相穩定裕度以及諧振峰值放映了系統的 ，而截止頻率以及諧振頻率反映了系統的 。2. 二階系統的標準型式為 。 恢復為時間連續時間信號的最常用裝置是零階保持器。，通常采樣頻率可取為 串聯使用。6. 在零初始條件下， 與 之比稱為線性系統的傳遞函數。7. 三種基本的控制方式分布為有 、 和 。 和 。 。，則其階躍響應 出現超調，最佳工程常數為阻尼比等于 ,分子階次為m，則其根軌跡有 條分支，其中m條分支終止于 ，nm條分支終止于 。12. 單位脈沖函數的拉氏變換結果為 。(s),則閉環傳遞函數為 。 輸入信號作用下的 輸出和輸入之比15. 實軸上二開環零點間有根軌跡，則它們之間必有 點。16. 傳遞函數的分母就是系統的 ，分母多現式的根稱為系統的 。17. 控制系統按結構可以分為 、 和 三種。 、 和 。 和 有關。 和 22. 在零初始條件下， 與 之比稱為線性系統的傳遞函數。(s),則閉環傳遞函數為 。，稱為系統的 ；稱為系統的 。 傳遞函數中的某個參數為參編量而畫出的 根軌跡圖25. 根據Nyquist穩定性判據的描述，如果開環是不穩定的，且有P個不穩定極點，那么閉環穩定的條件是：當的軌跡應該 繞（1，j0）點 圈。二. 選擇題三． 判斷題1. 勞斯穩定判據能判斷線性定常系統的穩定性。（ ）2. 某二階系統的特征根為兩個具有負實部的共軛復根，則該系統的單位階躍響應曲線表現為等幅振蕩.( )3. 線性系統穩定，其開環極點一定均位于s平面的左半平面。（ ）4. 傳遞函數是物理系統的數學模型，但不能反映物理系統的性質，因而不同的物理系統不能有相同的傳遞函數。（ ）5. 某環節的輸出量與輸入量的關系為，K是一個常數，則稱其為比例環節。.( )6. 反饋控制系統是指正反饋。（ ）四． 簡答題1. 已知系統的開環漸近對數幅頻特性曲線如圖所示（1） 試問？（2） 該系統為幾型系統？2. 畫出圖中S平面上線段AB、BC在z平面上的映射位置五 計算題六． 七．計算題八． 計算題中南大學網絡教育課程考試（?？疲土曨}及參考答案自動控制工程基礎一、單項選擇題：1. 某二階系統阻尼比為0，則系統階躍響應為 [ ]A. 發散振蕩 B. 單調衰減C. 衰減振蕩 D. 等幅振蕩2． 一階系統G(s)=的時間常數T越小，則系統的輸出響應達到穩態值的時間 [ ]A．越長 B．越短C．不變 D．不定3. 傳遞函數反映了系統的動態性能，它與下列哪項因素有關？ [ ] 4．慣性環節的相頻特性，當時，其相位移為 [ ]A．270176。 B．180176。C．90176。 D．0176。5．設積分環節的傳遞函數為G(s)=，則其頻率特性幅值M()= [ ]A. B. C. D. 6. 有一線性系統，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(a1,a2為常數)，輸出應為 [ ]A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t)C. a1y1(t)a2y2(t) D. y1(t)+a2y2(t)7．拉氏變換將時間函數變換成 [ ]A．正弦函數 B．單位階躍函數C．單位脈沖函數 D．復變函數8．二階系統當01時，如果減小，則輸出響應的最大超調量將 [ ] 9．線性定常系統的傳遞函數，是在零初始條件下 [ ]A．系統輸出信號與輸入信號之比B．系統輸入信號與輸出信號之比C．系統輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D．系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比10．余弦函數cos的拉氏變換是 [ ]A. B.C. D. 11. 微分環節的頻率特性相位移θ(ω)= [ ]A. 90176。 B. 90176。C. 0176。 D. 180176。12. II型系統開環對數幅頻漸近特性的低頻段斜率為 [ ]A. 40(dB/dec) B. 20(dB/dec)C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec)13．令線性定常系統傳遞函數的分母多項式為零，則可得到系統的 [ ]A．代數方程 B．特征方程C．差分方程 D．狀態方程14. 主導極點的特點是 [ ] 15．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)，則其等效傳遞函數為 [ ]A． B．C． D．二、填空題：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__ __。2．積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為__ __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 。5．二階衰減振蕩系統的阻尼比ξ的范圍為 。6．當且僅當閉環控制系統特征方程的所有根的實部都是__ __時，系統是穩定的。7．系統輸出量的實際值與_ __之間的偏差稱為誤差。8．在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統的穩態誤差ess=__ ___。9．設系統的頻率特性為，則稱為 。10. 用頻域法分析控制系統時，最常用的典型輸入信號是_ _。 __原理，而非線性控制系統則不能。、并聯連接和__ _連接。，將系統分為0型系統、I型系統、II型系統…，這是按開環傳遞函數的__ __環節數來分類的。，采用的圖示法分為極坐標圖示法和__ _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ξ和_ 。三、設單位負反饋系統的開環傳遞函數為 求（1）系統的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn；（2）系統的峰值時間tp、超調量σ％、 調整時間tS(△=)；四、設單位反饋系統的開環傳遞函數為（1）求系統的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn；（2）求系統的上升時間tp、 超調量σ％、 調整時間tS(△=)；。 五、某系統如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率ωn，阻尼比ζ，超調量σ％，峰值時間，調整時間(△=)。六、已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下： 求：(1) 試確定系統的型次v和開環增益K； （2）試求輸入為時，系統的穩態誤差。七、已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下： 求：(1) 試確定系統的型次v和開環增益K； （2）試求輸入為時，系統的穩態誤差。八、 已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下： 求：(1) 試確定系統的型次v和開環增益K； （2