控制工程习题答案

复习题)(tf0)()(dtetfsFstte2115.0s一填空1、如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述2、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做反馈3、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为复合控制系统（半闭环控制系统）.4、对于函数，它的拉氏变换的表达式为5、单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是1/s。6、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为1。7、的拉氏变换为复习题)1(10][sssF)0(f)(f1TsKsXsYsG)()(jGA)()(jG)0()0(8、的原函数的初值=0，终值9、惯性环节的传递函数是10、时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。11、频率响应是正弦输入信号的稳态响应。12、为系统的幅频特性，它描述系统对为系统的相频特性，它描述系统对不同或超前的特性。=10。不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。频率输入信号的稳态响应，相位迟后复习题TSesXsYsG传递函数decdB20153s533te22)(nnsssY13、表示了一个时滞环节，通过ω=1点的直线15、一阶系统的传递函数为；其单位阶跃响应为16、已知道系统输出的拉氏变换为,那么系统处于（临界阻尼）17、我们把输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作闭环控制系统。14理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为复习题18、控制的任务实际上就是形成控制作用的规律，使不管是否存在扰动，均能使被控制对象的输出量满足给定值的要求。19、在初条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。20、二阶系统的标准型式为2222)(nnnbsssGtetft2sin)(24)2(2ss21、的拉氏变换为)()(sFtfL)]([tfeLat)(asF22、若，则tAsin)sin(tBjeAB23、若系统输入为，其稳态输出相应为，则该系统的频率特性可表示为。复习题24、对于反馈控制系统，按反馈信号作用情况可分为:正反馈、负反馈两种;按控制系统有无反馈情况分为:开环和闭环控制系统。25．控制系统基本要求可归纳为稳定性、准确性和快速性三个方面。86213)()()(2ssssXsYsG)()(3)(8)(6)(2txtxtytyty26、已知系统的传递函数为则其微分方程为。27、按系统响应产生的原因分为零状态响应和零输入响应。06543245ssss28、已知某控制系统的闭环特征方程式为：则该系统有5个特征根，该系统不稳定。复习题29．不稳定现象产生的原因不恰当的反馈，控制系统稳定的定义系统在初始条件的作用下，随着时间趋于无穷大，而输出响应逐渐趋于零。稳定的条件为闭环特征根全部具有负实部___。30、已知单位反馈系统开环传递函数为)13(2)()(sssHsG当输入为单位阶跃函数时，系统的稳态误差为0_，当输入为单位速度输入时，稳态误差为__0.5_，单位加速度输入时，稳态误差为∞。31．惯性环节在转折频率时的相位角为，大于转折频率时渐近对数幅频特性的斜率为。32.古典控制理论最常用的数学模型是时域中的、复域中的传递函数和频域中的。33．最小相位系统是指。复习题二、判断1、一个系统稳定与否取决于系统的初始条件。（错误）)(L)(K)(L)(2、开环对数幅频曲线，对数相频特性曲线，当增大时向上平移，向上平移。（错误）3、把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。(错误)4、一阶系统的传递函数为25.02s，其时间常数为0.25（错误）%n5、二阶系统的超调量与有关，但与无关。（正确）复习题n6、对二阶欠阻尼系统，若保持不变，而增大，可以提高系统的快速性。（正确）7、图中所示的频率特性是一个积分环节。（错误）复习题8、增大系统开环增益K值，可使系统精度提高。(正确）9、一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部（正确）%n10、两个二阶系统的超调量相等，则此二系统具有相同和（错误）的)(L)(K)(11、开环对数幅频曲线，对数相频特性曲线，当增大时向上平移，不变。（错误）)(L12控制系统的被控变量简称控制量（错误）13、闭环系统稳定，则其开环系统未必是稳定的。（正确）14、由系统初始状态引起的响应，称为零状态响应。（错误）复习题15．控制系统的谐振峰值就是系统的最大超调量．（错误）16、稳定的系统不一定是非最小相位系统。（正确）17、系统阶跃响应随时间趋于无穷大而不衰减到零，则系不稳定。（错误）18误差不仅与系统结构和参数有关，而且还与输入有关，但与干扰信号无关。（错误）19．对单位负反馈系统，误差与偏差是相等的。（正确）复习题1、若某系统在单位阶跃输入作用下，系统在零初始条件下的输出响应为ttoeetx221)(，求系统的传递函数和脉冲响应。三、计算2、根据图所示系统结构图，求系统传递函数。+Xi(s)G1G2G3H1H2Xo(s)复习题+G1G2G3G4H1H3H2Xi(s)Xo(s)复习题)(12)(ttx%)2(st3.(1)已知系统的结构图如图所示，若时,使δ％=20%，τ应为多大,此时是多少?解：闭环传递函数50)5.02(50)()()(2sssXsYsGB)/(07.750秒弧度n5.0)1(25.022nn得复习题由%20%100%21e2.021e61.12.0ln1246.061.161.12273.85.)107.746.0(2o%)2(23.107.746.044秒nst两边取自然对数，可得故复习题akk,,21)(txot00.81.181.0(2)系统的结构图如图a，图b为系统的阶跃响应。确定的值。复习题7.025.0sse,k4.某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比和单位斜坡响应稳态误差，确定系统参数复习题5.(1)分析如图所示系统的稳定性。复习题)2)(1()(sssKsG)(1)()(sGsGsGB0)(1sG(2)设单位反馈系统的开环传递函数为，确定系统稳定的K值范围.解：系统的闭环传递函数：因此系统的特征方程为复习题0)2)(1(Ksss02323Ksss0320KK60K即此系统为三阶系统，若使系统稳定，只要即复习题6、已知单位反馈控制系统，开环对数幅频特性如图所示。)(e?%)5(st试求：（1）单位斜坡输入时稳态误差（2）过渡过程时间复习题系统方框图如图所示，系统在输入Xi（s）作用下产生稳态误差为E(s)，设计输入补偿器Gr(s)对误差进行补偿,使得系统加入补偿器Gr(s)后，稳态误差为零。四、分析设计题复习题sGsGsGsGsXsXrio1sXsXsEoisXsGsGsGsGsXiri1sXsGsGsGir1101sGsGr只要：001ssresEsGsG，就有：即：解：加入补偿器Gr(s)后，则