【正文】 的取值范圍為：0K14。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；圖解：1）求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)由此可得系統(tǒng)的幅頻特性為由于系統(tǒng)的穿越頻率為＝1，故有所以 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：2）判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性由系統(tǒng)的幅頻特性得系統(tǒng)的相位裕量為因?yàn)椋? 所以閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。解：由傳遞函數(shù)得系統(tǒng)的相位裕量為解得系統(tǒng)在幅值穿越頻率處的幅頻特性為將代入上式解得：，若使，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。圖解：系統(tǒng)由比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)以及振蕩環(huán)節(jié)組成，其傳遞函數(shù)表示為：由圖可知：，第一段漸近線延長線與橫坐標(biāo)相交可得：當(dāng)時(shí)，振蕩環(huán)節(jié)的峰值（即最大誤差），即解得：。五、計(jì)算應(yīng)用題，試判別相應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)調(diào)節(jié)增大比例環(huán)節(jié)放大系數(shù)時(shí)，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(diǎn)，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)。3）引進(jìn)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。（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)。P105106答：1）特征函數(shù)的零點(diǎn)就是系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)；2）特征函數(shù)的極點(diǎn)就是系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn)；3）特征函數(shù)的分子和分母的階次相同；4）特征函數(shù)與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)只差常數(shù)1?；颍簶O坐標(biāo)曲線在幅值穿越頻率處的相頻特性距離180176。P120122，相應(yīng)的相頻特性離（負(fù)實(shí)軸）的相位角。P118119，開環(huán)放大倍數(shù)大，則系統(tǒng)的（穩(wěn)態(tài)性能）愈好。解：由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)得其在幅值穿越頻率處的幅頻特性為代入解得求系統(tǒng)的相頻穿越頻率和截止頻率。又因漸近線起始段的延長線不通過（1，j0）點(diǎn)，則系統(tǒng)還應(yīng)包含比例環(huán)節(jié)。圖解：（1）由圖知，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)形式為其中，式中時(shí)間常數(shù)為。P6869答：1）幅頻特性和相頻特性；2）實(shí)頻特性和虛頻特性；3）對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性。P79：系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)不包含延時(shí)環(huán)節(jié)，且其傳遞函數(shù)在s復(fù)平面右半平面無零點(diǎn)和極點(diǎn)的系統(tǒng)。P76：系統(tǒng)在正弦輸入信號作用下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比。P71，其幅頻特性（≥1）。P83（負(fù)實(shí)軸）相交處的頻率。P87（）。P4957圖解：1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為2）當(dāng)、時(shí)，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為這是典型的二階系統(tǒng)故有及解得、11.P4957解：系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：式中，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：所以，由此可知，系統(tǒng)為二階系統(tǒng)。2）求單位階躍響應(yīng) 該系統(tǒng)為一階系統(tǒng)，故其單位階躍響應(yīng)為。圖解： 1）由圖可知，系統(tǒng)的超調(diào)量為 故由解得系統(tǒng)的阻尼比為由系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間計(jì)算公式解得系統(tǒng)的固有頻率為2）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為將系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比數(shù)據(jù)代人上式得該二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，1）計(jì)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)。P4344答：1）延遲時(shí)間；2）上升時(shí)間；3）峰值時(shí)間；4）調(diào)節(jié)時(shí)間；5）超調(diào)量；6）振蕩次數(shù)。P49511)當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)均處于不穩(wěn)定的發(fā)散狀態(tài)。P6061答：1）穩(wěn)態(tài)分量，即取決于系統(tǒng)的控制輸入信號的受控項(xiàng)；2）一階環(huán)節(jié)（指數(shù)曲線）的瞬態(tài)分量和，取決于系統(tǒng)的實(shí)數(shù)極點(diǎn)；3）二階環(huán)節(jié)（振蕩曲線）的瞬態(tài)分量和，取決于共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)的實(shí)部。P44：由二階微分方程描述其動力學(xué)特性的系統(tǒng)。P46，其脈沖響應(yīng)為（1/T）。P40（增大）。，慣性環(huán)節(jié)的輸出量按（指數(shù)曲線）單調(diào)上升變化。P22（自由運(yùn)動模態(tài)）。其調(diào)整時(shí)間為（D）p46 ，則系統(tǒng)存在的極點(diǎn)有（D）p50（）A. B. C. D. （B）p5052 （A）p40+1/s，用終值定理求得其的穩(wěn)態(tài)值為（C）p43A.∞ B．4 ，其單位階躍響應(yīng)曲線開始時(shí)刻的斜率為（C）p45A. B. C. D.（D）p62（）二、填空題（控制輸入信號）。P1618(c) (d)(e) (f)解：（a）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼? （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)，（b）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ? （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)，則（c）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ淼? （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)，（d）由圖根據(jù)克?；舴螂娏骱碗妷憾ɡ? （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)， （e）由圖根據(jù)克希霍夫電流和電壓定理 （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)，則（f）由圖根據(jù)克希霍夫電流和電壓定理得 （1） （2）將（1）式代入（2）式并在零初始條件下取拉氏變換得： （3）由上式的第1式減去第3式，并將第2式代入其中得到： （4）由（3）式的第2式得，將其代入（3）式的第3式得： （5）將（5）式代入（4）式解得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （6）當(dāng)時(shí)，則第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析一、選擇填空題（D）。五、計(jì)算應(yīng)用題1. P1218解：對m進(jìn)行受力分析由牛頓第二定律得整理得系統(tǒng)的微分方程為：傳遞函數(shù)為，kk2為彈簧剛度，c為阻尼器阻尼系數(shù)，xi為輸入量，xo為輸出量，求圖中所示彈簧阻尼系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。P1825答：比例環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、延時(shí)環(huán)節(jié)。P2729答：設(shè)系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為：，反饋傳遞函數(shù)為：，則系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：分別令開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù)的分子為零可得同一方程：，方程的根即為傳遞函數(shù)的零點(diǎn)，故閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的零點(diǎn)。P11答：1）傳動間隙非線性；2）死區(qū)非線性；3）摩擦力非線性；4）飽和非線性；5）平方律非線性。P18：輸出量與輸入量的微分成比例的環(huán)節(jié)。P19（輸入量）的變化。P27（輸入量）的微分。P17，系統(tǒng)輸出不會超前于輸入，故傳遞函數(shù)分母s的階數(shù)n必須（大于等于）分母s的階數(shù)m。P17 （ C ）。P34：1）穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指擾動消失后，控制系統(tǒng)由初始偏差回復(fù)到原平衡狀態(tài)的性能；2）準(zhǔn)確性：被控量與希望值之間的穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差值越小準(zhǔn)確性越高；3）快速性：消除系統(tǒng)輸出量與給定輸入量之間偏差的快慢程度。P1：在控制器和被控對象間只有正向控制作用的系統(tǒng)。P3（穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速）。p6 ( A )。P23 （穩(wěn)定系統(tǒng)）。P3 （偏差的過程）。p5A..給定元件 C．放大元件 D．執(zhí)行元件12. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)的〔 B 〕p8A. 快速性 C. 穩(wěn)定性 （ B ）p3 ，被控量與期望值一致的控制系統(tǒng)為（無差系統(tǒng)）。P6 ( B )p8 （B ）p24 （ C ）p6 （ B ）p34 （A ）p2 （A ）p2 二、填空題，并可利用（反饋進(jìn)行控制）。P3（）三、名詞解釋題：沒有人直接參與的情況下，使生產(chǎn)過程或被控對象的某些物理量準(zhǔn)確地按照預(yù)期規(guī)律變化的控制調(diào)節(jié)過程。P3：1)檢測輸出量的實(shí)際值；2)將實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比較得出偏差值； 3)用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差。P17(s)=0的解 (s)=∞的解 (s)＞0的不等式解 (s)＜0的不等式解( C ) （ C ）。P12，則系統(tǒng)的輸出完全取決于（傳遞函數(shù)）。P17（偏差信號）的拉氏變換之比。P17（Ts）。P115：輸出量能立即成比例地復(fù)現(xiàn)輸入量的環(huán)節(jié)。P26281）環(huán)節(jié)的串聯(lián)聯(lián)接方式由n個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)而成的系統(tǒng)，則其系統(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(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的系統(tǒng)，則其系統(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)的反饋聯(lián)接若系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為；反饋通道的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為、微分、積分、慣性、振蕩以及延時(shí)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。3）分支點(diǎn)和求和點(diǎn)不能互跨移動。P1618 解：設(shè)中間變量為x，則對上述二式取拉氏變換得：消去中間變量得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：，建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。P61A. B. C. D.，其單位斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（B）P47 B. C. D.，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不能突變，只能按（ B ）p2p4546 （A）p4955 ＝0處的斜率越大，系統(tǒng)的（A）p45 （D）p4243 （B）p4952 （A）p4954A. B. C. D.（D）p40 B. C. D. ＜T1＜T3，則（A）p4446 （C）p44 （C）p5962A．將變成不穩(wěn)定系統(tǒng) （C）p4952