華北理工大學(xué)《機械控制工程基礎(chǔ)》參考復(fù)習(xí)題及答案
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華北理工大學(xué)《機械控制工程基礎(chǔ)》參考復(fù)習(xí)題及答案
?機械控制工程根底?參考復(fù)習(xí)題及習(xí)題解答
第一局部 單項選擇題
1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的主反應(yīng)取自【 】
2.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式一樣的【 】
3.閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s),其中H(s)是反應(yīng)傳遞函數(shù),那么系統(tǒng)的誤差信號為【 】
i(s)-H(s)X0i(s)-X0or(s)-X0or(s)-H(s)X0(s)
3-1閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s),其中H(s)是反應(yīng)傳遞函數(shù),那么系統(tǒng)的偏差信號為【 】
i(s)-H(s)X0i(s)-X0or(s)-X0or(s)-H(s)X0(s)
4.微分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)【 】
5.當(dāng)輸入量發(fā)生突變時,慣性環(huán)節(jié)的輸出量不能突變,只能按【 】
7.閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是【 】
8.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為【 】
A. B. C. D.
8-1.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)為【 】
A. B. C. D.
8-2.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位斜坡響應(yīng)為【 】
A. B. C. D.
8-3.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B. C. D.
8-4.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B. C. D.
9.過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為【 】
10.干擾作用下,偏離原來平衡狀態(tài)的穩(wěn)定系統(tǒng)在干擾作用消失后【 】
11.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是【 】
.1 C. D.1+1/s
12.線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對輸入【 】
A.階躍信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) B.脈沖信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)
13.積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后【 】
A. B. C. D.
的極點數(shù)為3個,系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點數(shù)為2個,那么映射到復(fù)平面上的奈魁斯特曲線將【 】
A.逆時針圍繞點〔0,j0〕1圈 B.順時針圍繞點〔0,j0〕1圈
C.逆時針圍繞點〔-1,j0〕1圈 D.順時針圍繞點〔-1,j0〕1圈
15.最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是【 】
A.>0和<0 B.<0和>1
C.>0和<0 D.<0和>0
16.假設(shè)慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)為T,那么將使系統(tǒng)的相位【 】
17.控制系統(tǒng)的誤差是【 】
,那么【 】
A.的零點就是系統(tǒng)閉環(huán)零點 B.的零點就是系統(tǒng)開環(huán)極點
C.的極點就是系統(tǒng)開環(huán)極點 D.的極點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點
19.要使自動調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差,那么在擾動量作用點的前向通路中應(yīng)含有【 】
20.積分器的作用是直到輸入信號消失為止,其輸出量將【 】
21.自動控制系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)過程是以偏差消除【 】
,那么該系統(tǒng)為【 】
23.線性定常二階系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間的關(guān)系是【 】
24. 微分環(huán)節(jié)可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性并能【 】
的原函數(shù)f(s)的穩(wěn)態(tài)值為【 】
A.∞ B.4 C
26.可以用疊加原理的系統(tǒng)是【 】
27.慣性環(huán)節(jié)含有貯能元件數(shù)為【 】
A.2 B.1 C
28.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在t=0處的斜率越大,系統(tǒng)的【 】
29.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為【 】
30.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號振幅的衰減速度取決于【 】
A. B. C. D.
31.單位加速度信號的拉氏變換為【 】
A. 1 B. C. D.
,那么其輸出信號響應(yīng)頻率為【 】
A. B. C. D.
33.微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前【 】
A. B. C. D.
,那么【 】
A.的極點就是系統(tǒng)開環(huán)零點 B.的零點就是系統(tǒng)開環(huán)極點
C.的零點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點 D.的極點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點
不用計算或作圖,憑思考就能判斷該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況是【 】
36.為了保證系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定裕量,在設(shè)計自動控制系統(tǒng)時應(yīng)使穿越頻率附近的斜率為【 】
A.-40 dB/dec B.-20 dB/dec C.+40 dB/dec D.+20 dB/dec
37.線性定常系統(tǒng)的偏差信號就是誤差信號的條件為【 】
A.反應(yīng)傳遞函數(shù)H(s)=1 B.反應(yīng)信號B(s)=1
C.開環(huán)傳遞函數(shù)G(s) H(s)=1 D.前向傳遞函數(shù)G(s)=1
38.降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的【 】
39.含有擾動順饋補償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)可以顯著減小【 】
40.PID調(diào)節(jié)器的微分局部可以【 】
41.一般情況下開環(huán)控制系統(tǒng)是【 】
42.求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是【 】
43.單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s),那么其閉環(huán)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)與【 】
44.微分環(huán)節(jié)是高通濾波器,將使系統(tǒng)【 】
45.控制框圖的等效變換原那么是變換前后的【 】
46.對于一個確定的系統(tǒng),它的輸入輸出傳遞函數(shù)是【 】
47.衡量慣性環(huán)節(jié)慣性大小的參數(shù)是【 】
48.三個一階系統(tǒng)的時間常數(shù)關(guān)系為T2<T1<T3,那么【 】
A.T2系統(tǒng)響應(yīng)快于T3系統(tǒng) B.T1系統(tǒng)響應(yīng)快于T2系統(tǒng)
49.閉環(huán)控制系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)是【 】
50.輸入階躍信號穩(wěn)定的系統(tǒng)在輸入脈沖信號時【 】
51.二階欠阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為【 】
52.單位斜坡信號的拉氏變換為【 】
A.1 B. C. D.
53.線性控制系統(tǒng)【 】
的幅頻特性為【 】
A.=1 B.=0 C.<1 D.>1
55.閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其開環(huán)極坐標(biāo)曲線逆時針圍繞點〔-1,j0〕的圈數(shù)等于落在S平面右半平面的【 】
56.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的【 】
57.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復(fù)平面的左側(cè)的系統(tǒng)為【 】
58.零型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.∞ C.常數(shù) D.
59.降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的【 】
60.把系統(tǒng)從一個穩(wěn)態(tài)過渡到新的穩(wěn)態(tài)的偏差稱為系統(tǒng)的【 】
61.閉環(huán)控制系統(tǒng)除具有開環(huán)控制系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)外,還必須有【 】
62.同一系統(tǒng)由于研究目的的不同,可有不同的【 】
63.以同等精度元件組成的開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)其精度比擬為【 】
64.積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為【 】
.T D.1+1/T
65.串聯(lián)環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性為各串聯(lián)環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性的【 】
66.非線性系統(tǒng)的最主要特性是【 】
67.理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于【 】
和,那么其共軛復(fù)數(shù)極點的實部為【 】
A. B. C. D.
69.控制系統(tǒng)的時域穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是時間【 】
T越小,系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的【 】
71.二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為【 】
,那么其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位【 】
的函數(shù)
的相頻特性為【 】
A. B.
C. D.
74.Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在虛軸上從右側(cè)環(huán)繞其極點的無窮小圓弧線所對應(yīng)的開環(huán)極坐標(biāo)曲線是半徑為無窮大,且按順時針方向旋轉(zhuǎn)【 】
A.的圓弧線 B.的圓弧線 C.-的圓弧線 D.的圓弧線
75.閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性過零時,對應(yīng)的相頻特性【 】
A. B. C.
76.對于二階系統(tǒng),加大增益將使系統(tǒng)的【 】
77.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.∞ C.常數(shù) D.
78.控制系統(tǒng)含有的積分個數(shù)多,開環(huán)放大倍數(shù)大,那么系統(tǒng)的【 】
79.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差主要取決于系統(tǒng)中的【 】
80.比例積分微分(PID)校正對應(yīng)【 】
A.相位不變 B.相位超前校正 C.相位滯后校正 D.相位滯后超前校正
81.閉環(huán)控制系統(tǒng)必須通過【 】
82.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式一樣的【 】
83.輸出信號對控制作用有影響的系統(tǒng)為【 】
84.比例環(huán)節(jié)能立即地響應(yīng)【 】
85.滿足疊加原理的系統(tǒng)是【 】
86.彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運動構(gòu)件的【 】
A.相對位移成正比 B.相對速度成正比
87.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的虛軸上時,其系統(tǒng)【 】
0 C
88.控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量【 】
89.過阻尼的二階系統(tǒng)與臨界阻尼的二階系統(tǒng)比擬,其響應(yīng)速度【 】
90.二階過阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為【 】
時刻的單位階躍響應(yīng)為【 】
A. 1 B. 0.98 C
92.線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號時,其幅頻特性【 】
A.≥1 B.<1 C. 0<<1 D.≤0
93.Ⅱ型系統(tǒng)是定義于包含有兩個積分環(huán)節(jié)的【 】
A.開環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng) B.閉環(huán)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)
94.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與【 】
C.Bode圖上零分貝線相交處頻率 D.Bode圖上-180°相位線相交處頻率
94-1.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與【 】
C.Bode圖上零分貝線相交處頻率 D.Bode圖上-180°相位線相交處頻率
95.系統(tǒng)的穿越頻率越大,那么其【 】
96. 最小相位系統(tǒng)傳遞函數(shù)的【 】
97.Ⅰ型系統(tǒng)能夠跟蹤斜坡信號,但存在穩(wěn)態(tài)誤差,其穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)等于【 】
A.0 B.開環(huán)放大系數(shù) C.∞
98.把系統(tǒng)擾動作用后又重新平衡的偏差稱為系統(tǒng)的【 】
99.0型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.∞ C.常數(shù) D.
100.PID調(diào)節(jié)器的比例局部主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)的【 】
101.隨動系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號能跟隨【 】
102.傳遞函數(shù)的量綱是【 】
103.對于抗干擾能力強系統(tǒng)有【 】
104.積分調(diào)節(jié)器的輸出量取決于【 】
A.干擾量對時間的積累過程 B.輸入量對時間的積累過程
105.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為【 】
A. B. C.s D.1+Ts
105.一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為【 】
A. B. C.s D.1+Ts
106.實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次【 】
A.小于分子階次 B.等于分子階次
107.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的負(fù)實軸上時,其系統(tǒng)【 】
0 C
108.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號的衰減振蕩角頻率為【 】
109.反映系統(tǒng)動態(tài)精度的指標(biāo)是【 】
110.典型二階系統(tǒng)在欠阻尼時的階躍響應(yīng)為【 】
111.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0.05時,其調(diào)整時間為【 】
112.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應(yīng)輸入信號,其相頻特性為【 】
A. B. C. D.
的極點映射到復(fù)平面上為【 】
114.系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與【 】
A.負(fù)實軸相交處頻率 B.單位圓相交處頻率
C.Bode圖上零分貝線相交處頻率 D.Bode圖上-180°相位線相交處頻率
114-1.系統(tǒng)的相位穿越頻率是對數(shù)頻率特性曲線與【 】
A.負(fù)實軸相交處頻率 B.單位圓相交處頻率
C.Bode圖上零分貝線相交處頻率 D.Bode圖上-180°相位線相交處頻率
115.比例微分環(huán)節(jié)〔時間常數(shù)為T〕使系統(tǒng)的相位【 】
116.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量愈大,那么系統(tǒng)的穩(wěn)定性愈好,且【 】
117.Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零,其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于【 】
A.0 B.開環(huán)放大系數(shù) C.∞
118.PID調(diào)節(jié)器的積分局部消除系統(tǒng)的【 】
119.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.∞ C.常數(shù) D.
120.比例微分校正將使系統(tǒng)的【 】
120-1.比例微分校正將使系統(tǒng)的【 】
121.假設(shè)反應(yīng)信號與原系統(tǒng)輸入信號的方向相反那么為【 】
122.實際物理系統(tǒng)微分方程中輸入輸出及其各階導(dǎo)數(shù)項的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性【 】
A
123.對于一般控制系統(tǒng)來說【 】
124.積分環(huán)節(jié)輸出量隨時間的增長而不斷地增加,增長斜率為【 】
125.傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)【 】
126.閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是【 】
Ⅱ或Ⅲ象限內(nèi)時,其系統(tǒng)【 】
0 C
128.欠阻尼二階系統(tǒng)是【 】
A.穩(wěn)定系統(tǒng) B. 不穩(wěn)定系統(tǒng) C.非最小相位系統(tǒng) D.Ⅱ型系統(tǒng)
129.二階無阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為【 】
130.二階系統(tǒng)總是【 】
131.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0.02時,其調(diào)整時間為【 】
的幅值穿越頻率為【 】
A. B.- C. 20 D. -20
的幅值穿越頻率為【 】
A. B.- C. 20 D. -20
的幅值穿越頻率為【 】
A. B.- C. D. -
的零點映射到復(fù)平面上為【 】
134.判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的穿越概念就是開環(huán)極坐標(biāo)曲線穿過實軸上【 】
A.〔-∞,0〕的區(qū)間 B.〔-∞,0]的區(qū)間
C.〔-∞,-1〕的區(qū)間 D.〔-∞,-1]的區(qū)間
135.控制系統(tǒng)抗擾動的穩(wěn)態(tài)精度是隨其前向通道中【 】
A.微分個數(shù)增加,開環(huán)增益增大而愈高 B.微分個數(shù)減少,開環(huán)增益減小而愈高
C.積分個數(shù)增加,開環(huán)增益增大而愈高 D.積分個數(shù)減少,開環(huán)增益減小而愈高
136.假設(shè)系統(tǒng)無開環(huán)右極點且其開環(huán)極座標(biāo)曲線只穿越實軸上區(qū)間〔-1,+∞〕,那么該閉環(huán)系統(tǒng)一定【 】
137.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應(yīng)輸入信號,其相頻特性為【 】
A. B. C. D.
138.控制系統(tǒng)的跟隨誤差與前向通道【 】
A.積分個數(shù)和開環(huán)增益有關(guān) B.微分個數(shù)和開環(huán)增益有關(guān)
139.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.∞ C.常數(shù) D.
140.Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零,其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于【 】
A.0 B.開環(huán)放大系數(shù) C. ∞
141.實際物理系統(tǒng)的微分方程中輸入輸出及其各階導(dǎo)數(shù)項的系數(shù)由表征系統(tǒng)固有特性【 】
A
142.輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響的控制系統(tǒng)是【 】
143.傳遞函數(shù)代表了系統(tǒng)的固有特性,只與系統(tǒng)本身的【 】
A. 實際輸入量 B.實際輸出量 C.期望輸出量 D.內(nèi)部構(gòu)造,參數(shù)
144.慣性環(huán)節(jié)不能立即復(fù)現(xiàn)【 】
,那么單位反應(yīng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為【 】
A. B. C. D.
,那么系統(tǒng)存在的極點有【 】
A. B. C. D.
147.開環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是【 】
147-1.閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是【 】
148.欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為【 】
149.一階系統(tǒng)是【 】
A.最小相位系統(tǒng) B.非最小相位系統(tǒng) C.Ⅱ
150.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換是【 】
.1 C. D.1+1/s
151.一階系統(tǒng)的響應(yīng)曲線開場時刻的斜率為【 】
A. B. C. D.
的轉(zhuǎn)折頻率越大其【 】
A.輸出響應(yīng)越慢 B.輸出響應(yīng)越快
153.對于零型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上【 】
A.始于虛軸上某點,終于坐標(biāo)原點 B.始于實軸上某點,終于實軸上另一點
C.始于坐標(biāo)原點,終于虛軸上某點 D.始于虛軸上某點,終于虛軸上另一點
153-1.對于Ⅰ型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上【 】
的點,終于坐標(biāo)原點
的點,終于坐標(biāo)原點
的點,終于實軸上任意點
的點,終于虛軸上任意點
154.相位裕量是當(dāng)系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性等于1時,相應(yīng)的相頻特性離【 】
155.對于二階系統(tǒng),加大增益將使系統(tǒng)的【 】
155-1.對于二階系統(tǒng),加大增益將使系統(tǒng)的【 】
156.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出【 】
156-1.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出隨輸入信號頻率增加而其【 】
157.無差系統(tǒng)是指【 】
A.干擾誤差為零的系統(tǒng) B.穩(wěn)態(tài)誤差為零的系統(tǒng)
158.Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤加速度信號的穩(wěn)態(tài)誤差為【 】
A.0 B.常數(shù) C.∞
159.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差組成是【 】
A.跟隨誤差和擾動誤差 B.跟隨誤差和瞬態(tài)誤差
160.Ⅰ型系統(tǒng)的速度靜差系數(shù)等于【 】
A.0 B.開環(huán)放大系數(shù) C.∞
161.線性定常系統(tǒng)輸入信號導(dǎo)數(shù)的時間響應(yīng)等于該輸入信號時間響應(yīng)的【 】
162.線性定常系統(tǒng)輸入信號積分的時間響應(yīng)等于該輸入信號時間響應(yīng)的【 】
第一局部 單項選擇題
第二局部 填空題
1.積分環(huán)節(jié)的特點是它的輸出量為輸入量對 的積累。
2.滿足疊加原理的系統(tǒng)是 系統(tǒng)。
3.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在t=0處的斜率越大,系統(tǒng)的 越快。
4.臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 。
,那么其輸出信號響應(yīng)頻率為 。
6.微分環(huán)節(jié)的輸出比輸入超前 。
的關(guān)系為,那么的零點就是 。
8.線性定常系統(tǒng)的偏差信號就是誤差信號的條件為 。
9.降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度 。
10.統(tǒng)在前向通路中含有積分環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴(yán)重 。
11.不同屬性的物理系統(tǒng)可以有形式一樣的 。
12.當(dāng)輸入量發(fā)生突變時,慣性環(huán)節(jié)的輸出量按 單調(diào)上升變化。
13.閉環(huán)系統(tǒng)前向傳遞函數(shù)是輸出信號的拉氏變換與 的拉氏變換之比。
14.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為 。
15.過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為 。
16.干擾作用下,偏離原來平衡狀態(tài)的穩(wěn)定系統(tǒng)在干擾作用消失后將 回原來的平衡狀態(tài)。
17.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是 。
18.線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對輸入 的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
19.積分環(huán)節(jié)的輸出比輸入滯后 。
20.控制系統(tǒng)的誤差是期望輸出與 之差。
21.積分環(huán)節(jié)的積分時間常數(shù)為T,其脈沖響應(yīng)為 。
22.理想微分環(huán)節(jié)的輸出量正比于 的微分。
T越小,系統(tǒng)跟蹤 的穩(wěn)態(tài)誤差也越小。
24.二階臨界阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 曲線。
,那么其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)相位為輸入信號 的函數(shù)。
的相頻特性為 。
27.Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在虛軸上從右側(cè)環(huán)繞其極點的無窮小圓弧線所對應(yīng)的開環(huán)極坐標(biāo)曲線是半徑為無窮大,且按順時針方向旋轉(zhuǎn) 的圓弧線。
28.對于二階系統(tǒng),加大增益將使系統(tǒng)的 變差。
29.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為 。
30.控制系統(tǒng)含有的積分個數(shù)多,開環(huán)放大倍數(shù)大,那么系統(tǒng)的 愈好。
31.求線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)條件是 。
32.微分環(huán)節(jié)是高通濾波器,將增大系統(tǒng) 。
33.控制框圖的等效變換原那么是變換前后的 保持不變。
34.二階欠阻尼系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 曲線。
的幅頻特性為 。
36.閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是其開環(huán)極坐標(biāo)曲線逆時針圍繞點〔-1,j0〕的圈數(shù)等于落在S平面右半平面的 數(shù)。
37.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對不同頻率正弦輸入信號的 響應(yīng)。
38.Ⅰ型系統(tǒng)跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為 。
39.積分環(huán)節(jié)的特點是它的輸出量為輸入量對 的積累。
40.傳遞函數(shù)的零點和極點均在復(fù)平面的 的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。
41.理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 。
42.實際系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母階次 分子階次。
43.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的負(fù)實軸上時,其系統(tǒng)阻尼比 。
44.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號以 為角頻率衰減振蕩。
45.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0.05時,其調(diào)整時間為 。
46.比例環(huán)節(jié)的輸出能不滯后地立即響應(yīng)輸入信號,其相頻特性為 。
的極點映射到復(fù)平面上為 。
48.系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與 相交處的頻率。
49.比例微分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的相位 角。
50.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量愈大,那么系統(tǒng)的 愈好。
51.比例環(huán)節(jié)能立即地響應(yīng) 的變化。
52.滿足疊加原理的系統(tǒng)是 系統(tǒng)。
53.彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的阻尼力與兩相對運動構(gòu)件的 成正比。
54.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的虛軸上時,系統(tǒng)阻尼比為 。
55.控制系統(tǒng)的最大超調(diào)量只與 有關(guān)。
時刻的單位階躍響應(yīng)為 。
57.線性系統(tǒng)的輸出信號完全能復(fù)現(xiàn)輸入信號時,其幅頻特性 。
58.Ⅱ型系統(tǒng)是定義于包含有兩個積分環(huán)節(jié)的 的系統(tǒng)。
59.系統(tǒng)的幅值穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線 處的頻率。
60.傳遞函數(shù)的 均在復(fù)平面的左側(cè)的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。
61.降低系統(tǒng)的增益將使系統(tǒng)的 變差。
62.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換是 。
63.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號隨阻尼比減小振蕩幅度 。
64.一階系統(tǒng)的響應(yīng)曲線開場時刻的斜率為 。
65.慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率越大其輸出響應(yīng) 。
66.0型系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線在復(fù)平面上始于實軸上某點,終于 。
67.相位裕量是當(dāng)系統(tǒng)的開環(huán)幅頻特性等于1時,相應(yīng)的相頻特性離 的距離。
68.對于二階系統(tǒng),加大增益將使系統(tǒng)的 變差。
69.慣性環(huán)節(jié)使系統(tǒng)的輸出 。
70無差系統(tǒng)是指 為零的系統(tǒng)。
71.積分環(huán)節(jié)輸出量隨時間的增長而不斷地增加,增長斜率為 。
72.當(dāng)系統(tǒng)極點落在復(fù)平面S的二或三象限內(nèi)時,其系統(tǒng)阻尼比 。
73.欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號隨 減小而振蕩幅度增大。
74.二階系統(tǒng)總是 系統(tǒng)。
75.一階系統(tǒng)時間常數(shù)為T,在單位階躍響應(yīng)誤差范圍要求為±0.02時,其調(diào)整時間為 。
的幅值穿越頻率為 。
77.判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的穿越概念就是開環(huán)極坐標(biāo)曲線穿過實軸上 的區(qū)間。
78.控制系統(tǒng)前向通道中的〔積分個數(shù)愈多或開環(huán)增益愈大〕,其抗擾動的穩(wěn)態(tài)精度愈高。
79.假設(shè)系統(tǒng)無開環(huán)右極點且其開環(huán)極坐標(biāo)曲線只穿越實軸上區(qū)間〔-1,+∞〕,那么該閉環(huán)系統(tǒng)一定 。
80.Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零,其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于 。
第二局部 填空題
1. 時間 2.線性 3.響應(yīng)速度 4.常數(shù) 5. 6. 7.系統(tǒng)閉環(huán)極點 8.反應(yīng)傳遞函數(shù)H(s)=1 9.變差 10.變差 11.數(shù)學(xué)模型或傳遞函數(shù) 12.指數(shù)曲線 13.誤差信號 14. 15.常數(shù) 16.衰減收斂 17.1 18.正弦信號或諧波信號 19.22.輸入量 23.斜坡信號 24.單調(diào)上升 25.頻率 26. 27. 28.穩(wěn)定性 29.0 30.穩(wěn)態(tài)性能 31.零初始條件 32.干擾誤差 33.輸入量和輸出量 34.衰減振蕩 35.=1 36.開環(huán)極點 37.穩(wěn)態(tài) 38.0 39.時間 40.左側(cè) 41.S 42.大于等于 43.大于或等于1 44.有阻尼固有頻率 45.3T 46. 50.穩(wěn)定性 51.輸入量 52.線性 53.相對速度 54.0 55.阻尼比 56.0.632 57.≥1 58.開環(huán)傳遞函數(shù) 59.與單位圓相交 60.零點和極點 61.快速性 62.1 63.增大 64. 65.越快 66.2.大于0而小于1 73. 阻尼比 74.穩(wěn)定 75.4T 76. 77.〔-∞,-1〕區(qū)間 78.積分個數(shù)愈多或開環(huán)增益愈大 79.穩(wěn)定 80.∞
第三局部 簡答題
1.寫出線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的兩種數(shù)學(xué)表達(dá)形式。
2.簡述線性定常控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的充分必要條件。
3.簡述積分、微分及慣性環(huán)節(jié)對最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
4.簡述改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能的途徑。
ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=0
題35圖
6.簡述控制系統(tǒng)的根本聯(lián)接方式。
7.簡述控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)。
8.簡述判定系統(tǒng)穩(wěn)定的對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)。
9.簡答0型系統(tǒng)在不同輸入〔階躍、斜坡、拋物線〕信號作用下,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差和靜態(tài)誤差系數(shù)。
10.題35圖 為系統(tǒng)在ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=0
題35圖
11.控制系統(tǒng)如題31圖a〕所示,利用系統(tǒng)匡圖等效變換原那么確定題31圖b〕所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容A、B。
(a) (b)
題31圖
12.簡述三種典型輸入信號的數(shù)學(xué)描述。
13.簡述開環(huán)頻率特性的極座標(biāo)圖與其對數(shù)頻率特性圖的對應(yīng)關(guān)系。
14.簡答Ⅰ型系統(tǒng)在不同輸入〔階躍、斜坡、拋物線〕信號作用下,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差和靜態(tài)誤差系數(shù)。
15.題35圖 為系統(tǒng)在ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=2
題35圖
16.控制系統(tǒng)如題31圖a〕所示,利用系統(tǒng)匡圖等效變換原那么確定題31圖b〕所示系統(tǒng)函數(shù)方框中的內(nèi)容A.B。
〔a〕 〔b〕
題31圖
17.簡述控制系統(tǒng)的極點在S平面上不同位置時,其動態(tài)性能的變化情況。
18.簡答Ⅱ型系統(tǒng)在輸入單位階躍、單位斜坡、單位拋物線信號作用下,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差和靜態(tài)誤差系數(shù)。
19.簡述包圍S平面右半平面的奈魁斯特圍線在開環(huán)傳遞函數(shù)〔在虛軸上無零、極點〕表示的開環(huán)復(fù)平面上的映射情況。
20.題35圖為系統(tǒng)在ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
題35圖
21.典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)有哪些?
22.簡述一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的特點。
23.求取系統(tǒng)頻率特性有哪些方法?
24.簡答減小控制系統(tǒng)誤差的途徑。
ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=1
題35圖
26.簡述傳遞函數(shù)的特點。
27.簡述二階系統(tǒng)的動態(tài)性能隨系統(tǒng)阻尼比的變化情況。
28.簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)與其開環(huán)傳遞函數(shù)的零、極點之間的關(guān)系。
29.說明如何減小自動調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及實現(xiàn)系統(tǒng)無靜差的方法。
ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
題35圖
31.簡答比例環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。
32.簡述二階系統(tǒng)特征根隨阻尼比變化情況。
33.簡述表示系統(tǒng)頻率特性的類型及其相互之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
34.試述控制系統(tǒng)的誤差與偏差的區(qū)別。
ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=0
題35圖
36.簡述微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的控制作用。
37.簡述閉環(huán)系統(tǒng)極點在S平面上隨阻尼比的變化情況。
38.簡述幅頻特性和相頻特性的物理意義。
39.簡答積分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響。
ω=0→+∞時的開環(huán)頻率特性曲線,Np為系統(tǒng)的開環(huán)右極點。1〕畫出ω在區(qū)間〔-∞,+∞〕的極坐標(biāo)圖;2〕確定系統(tǒng)的型次;3〕判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Np=0
題35圖
第三局部 簡答題
1
1〕傳遞函數(shù)的根本模型:
2〕傳遞函數(shù)的零極點增益模型
式中,——控制系統(tǒng)的增益;
——控制系統(tǒng)的零點;——控制系統(tǒng)的極點。
3〕傳遞函數(shù)的時間常數(shù)模型
式中,——控制系統(tǒng)的增益;——為控制系統(tǒng)的各種時間常數(shù)。
2.
1〕當(dāng)系統(tǒng)特征方程的所有根〔系統(tǒng)極點〕具有負(fù)實部,或特征根全部在S平面的左半平面時,那么系統(tǒng)是穩(wěn)定的;
2〕當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根〔系統(tǒng)極點〕有一個在S平面的右半平面〔即實部為正〕,那么系統(tǒng)不穩(wěn)定;
3〕當(dāng)系統(tǒng)特征方程的根有在S平面虛軸上時,那么系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定狀態(tài)。
3.
由于積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)均為相位滯后環(huán)節(jié),故系統(tǒng)在前向通路中每增加一個積分環(huán)節(jié)將使系統(tǒng)的相位裕量減小一個90°,使其穩(wěn)定性嚴(yán)重變差;增加一個慣性環(huán)節(jié)也會使系統(tǒng)的相位裕量減小,其穩(wěn)定性也隨之變差,其慣性時間常數(shù)T越大,這種影響就越顯著;而微分環(huán)節(jié)是相位超前環(huán)節(jié),可以增加系統(tǒng)的相位裕量,可改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.
1〕增大增益;2〕在前向通路中,擾動量作用點前,增加積分環(huán)節(jié)〔校正環(huán)節(jié)〕。
5.
題35圖無開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為0型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線不包圍實軸上-1點,故其閉環(huán)系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
6.
1〕環(huán)節(jié)的串聯(lián)聯(lián)接方式
由n個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的系統(tǒng),那么其系統(tǒng)傳遞函數(shù)為各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之積,即
2〕環(huán)節(jié)的并聯(lián)聯(lián)接方式
由n個環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的系統(tǒng),那么其系統(tǒng)傳遞函數(shù)為各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之和,即
3〕環(huán)節(jié)的反應(yīng)聯(lián)接
假設(shè)系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為;反應(yīng)通道的傳遞函數(shù)為,那么系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為
7.
1〕延遲時間;2〕上升時間;3〕峰值時間;4〕調(diào)節(jié)時間;5〕超調(diào)量;6〕振蕩次數(shù)。
8.
如果系統(tǒng)在開環(huán)狀態(tài)下是穩(wěn)定的,那么其閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的判據(jù)為:
1〕當(dāng)系統(tǒng)在穿越頻率處的時,為閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng);
2〕當(dāng)系統(tǒng)在穿越頻率處的時,閉環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界;
3) 當(dāng)系統(tǒng)在穿越頻率處的時,為閉環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)。
9.
1〕輸入單位階躍信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為K,靜態(tài)誤差為;
2〕輸入單位斜坡信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為0,靜態(tài)誤差為∞;
3〕輸入單位拋物線信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為0,靜態(tài)誤差為∞。
10.
題35圖無開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為Ⅱ型系統(tǒng)〔2分〕。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示〔2分〕。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點2圈,即N=-2≠Np=0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
11.
根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原那么,由題31圖a〕得
12.
1〕單位階躍信號
2〕單位斜坡信號
3〕單位加速度信號
4〕單位脈沖信號
5〕單位正弦信號
13.
1〕極座標(biāo)圖上=1的單位圓對應(yīng)于對數(shù)幅頻特性圖上=0的零分貝線;
當(dāng)>1時,>0;當(dāng)<1時,<0。
2〕極座標(biāo)圖上的負(fù)實軸對應(yīng)于對數(shù)相頻特性上的-180°的相位線。
3〕對數(shù)頻率特性圖只對應(yīng)于ω=0→+∞變化的極座標(biāo)圖。
14.
1〕輸入單位階躍信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為∞,靜態(tài)誤差為0;
2〕輸入單位斜坡信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為K,靜態(tài)誤差為;
3〕輸入單位拋物線信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為0,靜態(tài)誤差為∞。
15.
題35圖無開環(huán)右極點,即Np=2,系統(tǒng)為0型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點0圈,N=0≠Np=2,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
16.
根據(jù)系統(tǒng)框圖等效原那么,由題31圖a〕及題31圖b〕得
17.
1〕控制系統(tǒng)極點處于S平面右半局部時,對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)發(fā)散或振蕩發(fā)散;
2〕控制系統(tǒng)極點處于S平面左半局部時,對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)衰減或振蕩衰減;
3〕控制系統(tǒng)極點處于S平面虛軸上時,對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)不變或等幅振蕩。
18.
1〕輸入單位階躍信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為∞,靜態(tài)誤差為0;
2〕輸入單位斜坡信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為∞,靜態(tài)誤差為0;
3〕輸入單位拋物線信號時,靜態(tài)誤差系數(shù)為K,靜態(tài)誤差為。
19.
選取一半徑為無窮大的半圓周線為奈魁斯特圍線,并以直徑邊重合虛軸而包圍整個S平面右半平面。
1〕虛軸局部的映射,此時,S=j(luò)ω,-∞<ω<+∞,對應(yīng)的映射為系統(tǒng)開環(huán)頻率特性G(jω),-∞<ω<+∞,且G(jω)與 G(-jω)為共軛復(fù)數(shù)。
2〕半徑為無窮大的半圓弧線局部的映射。此時,
S→∞
20.
題35圖無開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為Ⅱ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點2圈,即N=-2≠Np=0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
21.
1〕比例環(huán)節(jié);2〕積分環(huán)節(jié);3〕微分環(huán)節(jié);4〕慣性環(huán)節(jié);5〕振蕩環(huán)節(jié);6〕延遲環(huán)節(jié)。
22.
1〕一階系統(tǒng)是無振蕩、穩(wěn)定的,無突變地按指數(shù)曲線單調(diào)上升且趨近于穩(wěn)態(tài)值;
2〕當(dāng)t=T時,曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%;
3〕經(jīng)過時間3T~4T,響應(yīng)曲線已達(dá)穩(wěn)態(tài)值的95%~98%,在工程上可以認(rèn)為其 瞬態(tài)響應(yīng)過程根本完畢,系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)過程。時間常數(shù)T反映了一階慣性環(huán)節(jié)的固有特性,其值越小,系統(tǒng)慣性越小,響應(yīng)越快。
4〕在t=0處,響應(yīng)曲線的切線斜率為
5〕調(diào)整時間ts:如果系統(tǒng)允許有2%(或5%)的誤差,那么當(dāng)輸出值到達(dá)穩(wěn)定值的98%(或95%)時,就認(rèn)為系統(tǒng)瞬態(tài)過程完畢,當(dāng)t=4T時,響應(yīng)值xo,t=3T時,xo(3T)=。因此調(diào)整時間的值為:ts=4T(誤差范圍2%時)或ts=3T(誤差范圍5%時)。
23.
1〕依據(jù)頻率特性的定義求取系統(tǒng)的頻率特性;2〕由傳遞函數(shù)直接令求取系統(tǒng)頻率特性;3〕用試驗方法求取系統(tǒng)頻率特性。
24.
1〕增大系統(tǒng)開環(huán)增益:開環(huán)增益越大,靜態(tài)誤差系數(shù)越大,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越小;
2〕提高系統(tǒng)的型次,可減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差:即在前向通道的干擾信號作用前增加積分環(huán)節(jié)〔調(diào)節(jié)器〕,將0型系統(tǒng)變成到0型以上的系統(tǒng),Ⅰ型系統(tǒng)變成Ⅰ系統(tǒng)以上的系統(tǒng),Ⅱ型系統(tǒng)變成Ⅱ型以上的系統(tǒng)。
3〕引進與輸入信號有關(guān)的附加環(huán)節(jié)構(gòu)成復(fù)合控制系統(tǒng)減小或消除誤差。
25.
題35圖所示系統(tǒng)有1個開環(huán)右極點,即Np=1,系統(tǒng)為0型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點1圈,即N=-1≠Np=1,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
26.
1〕是以系統(tǒng)參數(shù)表示線性定常系統(tǒng)輸出量與輸入量之間關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式;
2〕假設(shè)系統(tǒng)的輸入給定,那么系統(tǒng)的輸出完全取決于傳遞函數(shù);
3〕實際的物理系統(tǒng)其傳遞函數(shù)的分母階次一定大于或等于分子的階次;
4〕傳遞函數(shù)的量綱取決于系統(tǒng)的輸入與輸出;
5〕傳遞函數(shù)不能描述系統(tǒng)的物理構(gòu)造。
27.
1)當(dāng)時,系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)均處于不穩(wěn)定的發(fā)散狀態(tài)。
2) 當(dāng)時,系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)總是穩(wěn)定收斂的。
3)當(dāng)時,系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)變?yōu)榈确袷幍呐R界穩(wěn)定系統(tǒng)。
28.
設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=B(s)/A(s)
式中,A(s)——開環(huán)特征多項式。那么閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征多項式為
由上式可知,①的零點就是系統(tǒng)閉環(huán)極點;②的極點就是系統(tǒng)開環(huán)極點。
29.
1〕要使自動調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差,可在擾動量作用點前的前向通路中增加積分環(huán)節(jié);
2〕要減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,那么可使作用點前的前向通路中增益適當(dāng)增大一些。
30.
題35圖所示系統(tǒng)有0個開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為Ⅲ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性圖見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針和逆時針各繞實軸上-1點1圈,即N=1-1=Np=0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
31.
1〕在系統(tǒng)中增加比例環(huán)節(jié),即改變系統(tǒng)的開環(huán)增益系數(shù)。當(dāng)調(diào)節(jié)增大比例環(huán)節(jié)放大系數(shù)時,系統(tǒng)開環(huán)增益增大,其穩(wěn)態(tài)誤差減小,但不能消除誤差,反之相反;
2〕由于比例環(huán)節(jié)具有使輸出立即響應(yīng)輸入信號的特點,調(diào)節(jié)增大比例環(huán)節(jié)的放大系數(shù),可以提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能;
3〕增大比例環(huán)節(jié)放大系數(shù),將增大系統(tǒng)的開環(huán)增益系數(shù)。開環(huán)增益增大使系統(tǒng)的增益裕量減小,其相對穩(wěn)定性減小。
32.
1)當(dāng)時,系統(tǒng)的特征根為一對純虛根;
2) 當(dāng)時,系統(tǒng)的特征根為一對具有負(fù)實部的共軛復(fù)數(shù)根;
3〕當(dāng),時系統(tǒng)的特征根為一對相等的負(fù)實數(shù)根;
4〕當(dāng),時系統(tǒng)的特征根為一對不相等的負(fù)實數(shù)根。
33.
1〕幅相頻特性;2〕幅頻特性和相頻特性;3〕實頻特性和虛頻特性。它們之間的相互關(guān)系為:
34.
1〕誤差:期望輸出量與實際輸出量之差;
2〕偏差:給定輸入量與實際輸出量之差;
3〕單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的偏差就是誤差。
35.
題35圖所示系統(tǒng)有0個開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為Ⅱ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性圖見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點2圈,即N=-2≠Np=0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
36.
1〕使輸出提前;2〕增加系統(tǒng)的阻尼,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;3〕強化噪聲作用。
37.
1)當(dāng)時,閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S平面的右半局部;
2)當(dāng)時,閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S平面的虛軸上;
3〕當(dāng)時,閉環(huán)系統(tǒng)的極點處于S平面的左半局部。
38.
1〕幅頻特性A(ω)是輸出信號的幅值與輸入信號的幅值之比,表示輸入為不同頻率的諧波信號時,系統(tǒng)輸出信號幅值的衰減或放大特性;
2〕相頻特性φ(ω)是輸出信號的相位與輸入信號的相位之差,表示其輸出信號相位產(chǎn)生超前[φ(ω)>0]或滯后[φ(ω)<0]的特性。
39.
1〕積分環(huán)節(jié)可以減小或消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。
如在輸入斜坡信號時,0型系統(tǒng)〔無積分環(huán)節(jié)〕穩(wěn)態(tài)誤差為無窮大,Ⅰ型系統(tǒng)〔有一個積分環(huán)節(jié)〕的穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù),Ⅱ型系統(tǒng)以及Ⅱ型以上的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為0。
2〕由于積分環(huán)節(jié)相頻特性角比其它典型環(huán)節(jié)的相頻特性角滯后量更大,故將使系統(tǒng)的相位裕量大為減小,降低系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。
40.
題35圖所示系統(tǒng)有2個開環(huán)右極點,即Np=0,系統(tǒng)為Ⅲ型系統(tǒng)。由圖可得該系統(tǒng)在ω=-∞→+∞時的開環(huán)頻率特性圖見答35圖所示。由于封閉的開環(huán)頻率特性曲線順時針繞實軸上-1點2圈,即N=-2≠Np=0,故其閉環(huán)系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。
答35圖
第四局部 計算應(yīng)用題
求幅值穿越頻率時系統(tǒng)的增益K。
,題37圖所示為的開環(huán)頻率特性極座標(biāo)圖,其開環(huán)系統(tǒng)在復(fù)平面右半部的極點數(shù)為Np,求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍。
題37圖
求幅值穿越頻率時系統(tǒng)的增益K。
在ω=0→+∞的頻率特性如題37圖所示,在復(fù)平面右半部存在的開環(huán)極點數(shù)為Np=2,求使開環(huán)傳遞函數(shù)為的系統(tǒng)穩(wěn)定時其K的取值范圍。
題37圖
5.單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,系統(tǒng)相位裕量為45°時,求值。
,題37圖所示為的開環(huán)頻率特性極座標(biāo)圖,其開環(huán)系統(tǒng)在復(fù)平面右半部的極點數(shù)為Np,求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍。
題37圖
7.單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,求系統(tǒng)滿足相位裕量為45°的幅值穿越頻率和慣性時間常數(shù)T。
8.開環(huán)傳遞函數(shù)為,題37圖所示為的開環(huán)頻率特性極座標(biāo)圖,其開環(huán)系統(tǒng)在復(fù)平面右半部的極點數(shù)為Np,求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍。
Np=0
題37圖
9.單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,求系統(tǒng)滿足相位裕量為45°的幅值穿越頻率和慣性時間常數(shù)T。
10.開環(huán)系統(tǒng)在ω=0→+∞的頻率特性如題37圖所示,在復(fù)平面右半部存在的開環(huán)極點數(shù)為Np=2,求使開環(huán)傳遞函數(shù)為的系統(tǒng)穩(wěn)定時其K的取值范圍。
題37圖
11.單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為,求系統(tǒng)滿足相位裕量為60°的幅值穿越頻率和增益系數(shù)K。
12.典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如題37圖所示,1〕計算系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比;2〕確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。
題37圖
13.系統(tǒng)的構(gòu)造圖如題36圖所示:1)求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù);2〕當(dāng)、時,試確定系統(tǒng)的阻尼比、固有頻率。
題36圖
14.如題37圖所示為最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性折線圖。
〔1〕求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);〔2〕求。
題37圖
15.如題36圖所示為最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性折線圖。
〔1〕求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);〔2〕當(dāng)時,求頻率。
題36圖
16.系統(tǒng)的構(gòu)造圖如題37圖三所示,假設(shè)使,單位斜坡輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,試求系統(tǒng)中值和放大系數(shù)值,以及系統(tǒng)的固有頻率。
題37圖
17.分析題38圖所示阻容電路的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。為輸入電壓,為輸出電壓,為電流,為電阻,為電容。
題38圖 RC電路
18.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性折線如題39圖所示。求:
1〕系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);2〕求系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕量并判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
題39圖 開環(huán)對數(shù)幅頻特性圖
19.分析題38圖所示RC微分電路的傳遞函數(shù)和單位斜坡響應(yīng)。為輸入電壓,為輸出電壓,為電流,為電阻,為電容。
題38圖RC電路
假設(shè)要求系統(tǒng)的相位裕量為45o,求K值。
21. 一調(diào)速系統(tǒng)的特征方程式為
試用勞斯判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性,假設(shè)不穩(wěn)定請說明有幾個根具有正實部。
22.單位反應(yīng)系統(tǒng)的閉環(huán)對數(shù)幅頻特性分段折線如圖39所示,要求系統(tǒng)具有30°的相位裕量,試計算開環(huán)增益應(yīng)增大多少倍?
題39圖
23.系統(tǒng)的特征方程式為 ,試判別相應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
24.一單位反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)漸近線如題39圖所示。
1)寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);2)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
題39圖
25.液壓阻尼器原理如題38圖所示。其中,彈簧與活塞剛性聯(lián)接,忽略運動件的慣性力,且設(shè)為輸入位移,為輸出位移,彈簧剛度,為粘性阻尼系數(shù),求輸出與輸入之間的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)。
題38圖
試確定系統(tǒng)的穿越頻率,并計算系統(tǒng)的相位裕量判斷其穩(wěn)定性。
27.無源R-C-L網(wǎng)絡(luò)如題38圖所示,其中為輸入電壓,為輸出電壓,為電流,為電阻,為電容,為電感,求其傳遞函數(shù)。
題38圖
試確定系統(tǒng)的穿越頻率,并計算系統(tǒng)的相位裕量判斷其穩(wěn)定性。
29