【正文】 正和順饋校正。 錯誤 解析：開環(huán)增益才是描述控制系統(tǒng)精度的指標(biāo)，開環(huán)增益可以直接確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 ( ) A. 相位超前校正 B. 相位遲后校正 C. 相位遲后 ── 超前校正 答 :A 解析：顯然其 對數(shù)頻率特性分母系數(shù)小于分子系數(shù)，隨 著頻率值的增加，分子的相位超前作用大于分母的相位遲后作用，所以 串聯(lián)校正環(huán)節(jié) sssGc )( ???是相位超前校正環(huán)節(jié)。 正確 解析：在線性定常系統(tǒng)中，當(dāng)有正弦信號輸入，則輸出肯定是和輸入同 頻率的正弦信號，而只是幅值和相位與輸入不同。 2． 一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 ssG ???1)( ，其頻率特性可表示為 ??????? jejjG ????? 2)(11)( 。兩種表示方法的關(guān)系為)( )()(。 7. 若系統(tǒng)輸入為 tA ?sin ，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為 )sin( ?? ?tB ，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為 。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。 第五章 習(xí)題答案 一、填空 1. Ⅱ 型系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為 。 正確 解析：這是時間響應(yīng)中穩(wěn) 態(tài)響應(yīng)的定義。 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 17 3. 輸出端定義誤 差是指希望輸出與實際輸出之差。 9．系統(tǒng)受到外加作用后，系統(tǒng)從初始狀態(tài)到最終穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程稱 。 6. 某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是 ( )。 ( ) n? 的振蕩 答： B 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 15 解析： 在（ 0ζ 1）的情況下，二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)的瞬態(tài)分量為一按指數(shù)哀減的簡諧振蕩時間函數(shù)，阻尼比越小，最大振幅越大。 答案：單位脈沖 解析：這是單位 脈沖函數(shù)的特點。 正確 解析：根據(jù)比例環(huán)節(jié)的定義來判斷。 正確 解析：根據(jù) 傳遞函數(shù)的特點 來判斷。 錯誤 解析：根據(jù)數(shù)學(xué)模型的定義式來判斷。 ( ) A. te??1 B. te??1 C. te?1 D. te?1 答： B 解析：根據(jù)部分分式展開，111)1( 1 ???? ssss，所以)1(1?ss的反變換為 te??1 。 7． 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 11 題圖 根據(jù)以上題圖填空， RC ? ? ? ?tutu rc ?? ??dttduc 解析：根據(jù)電容電流與電壓的關(guān)系以及電路歐姆定理來解 答。 和非線性控制系統(tǒng)。 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 10 正確 解析：由部分分式法求解。 求 te at ?sin? 的拉氏變換。 )45( 32)( 22?? ??? sss sssF ，其原函數(shù)的終值 ???t tf )(（ ）。 2. te2? 的拉氏變換為（ ）。 4)2( 2 ??s s 解析：根據(jù) 位移性質(zhì) 若 ? ? )()( sFtfL ? ，則 )()]([ asFtfeL at ??? 這個性質(zhì)表明，函數(shù) )(tf 乘以 ate? 后的拉氏變換等于 )(tf 的拉氏變換 )(sF 中的 s 參變量用 as? 代換。 。 正確。 解析：根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進行判斷。（ ） A 閉環(huán)控制 ； B 開環(huán)控制 C 正反饋控制 D 連續(xù)信號控制 答： A 解析：根據(jù)閉環(huán)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進行選擇。 穩(wěn)定 ； 不穩(wěn)定 ； 穩(wěn)定 解析：根據(jù)穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念和定義式填空。 為了實現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對 量進行測量，并將測量的結(jié)果反饋到輸入端與輸入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除 。 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 4 ，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作 。 試求： (1)畫出串聯(lián)校正環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線，并寫出傳遞函數(shù) Gc(s) (2)寫出校正后開環(huán)傳遞函數(shù) Gc(s) A．欠阻尼 B．過阻尼 C．臨界阻尼 D．無阻尼 4．脈沖函數(shù)的拉氏變換為 ( )?！稒C電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 1 機電控制工程基礎(chǔ)模擬試題 一、填空 (每小題 3 分，共 15 分 ) 1．有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為 —— 。 A．時滯環(huán)節(jié) B．振蕩環(huán)節(jié) C．微分環(huán)節(jié) D．慣性環(huán)節(jié) 3．已知系統(tǒng)輸出的拉氏變換為 ，那么系統(tǒng)處于 ( )。 五、 (20 分 ) 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 2 六、 (20 分 ) 已知某單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 及其校正前和校正后的對數(shù)幅頻 特性曲線如圖所示。 復(fù)合控制系統(tǒng) 解析：根據(jù)定義式填空。 線性控制系統(tǒng) 解析：根據(jù)控制系統(tǒng)分類的基本概念來填空。任何一個反饋控制系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)必須是 的。 4．機器人手臂運動控制屬于 。 錯誤。 5．當(dāng)系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)有控制作用時，系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 s1 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 6 解析： 特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。 8. tetf t 2sin)( 2?? 的拉氏變換為 。 A. s21 B. ?s C. ?s D. 21 答： B 解析： 特殊函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果。 A． ∞ B. 0 C. D. 答： D 解析： 根據(jù)拉氏變換的基本性質(zhì)求取， 終值定理： )(lim)(lim)(0 ssFtff st ??? ???。 A. ses 22 42 ?? B. 4)4( 22 ??s C. 4)1( 2 ??s s D. ses s 22 4 ?? 答： C 解析：根據(jù) 位移性質(zhì) 若 ? ? )()( sFtfL ? ，則 )()]([ asFtfeL at ??? 這個性質(zhì)表明，函數(shù) )(tf 乘以 ate? 后的拉氏變換等于 )(tf 的拉氏變 換 )(sF 中的 s 參變量用 as? 代換。 3. )(tf 的拉氏變換為)2( 6][ ?? sssF，則 )(tf 為 )1(3 2te?? 。 輸出量的拉氏變換；輸入量的拉氏變換 解析：傳遞函數(shù)的定義式。 慣性 解析：慣性環(huán)節(jié)的基本定義式。 3. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為)1(1?ss，則該系統(tǒng)的時域原函數(shù) g(t)是 。 三、判斷 1． 數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達式。 5．對于可實現(xiàn)的物理系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分母中 s 的階次必大于分 子 中 s 的階次 。 9．比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?? ? KsX sYsG ??。 2． 函數(shù) δ (t) 可認(rèn)為是在間斷點上單位階躍函數(shù)對時間的導(dǎo)數(shù)。 ( ) A. B. 4 C. 2 D. 1 答： B 解析： 慣性環(huán)節(jié)的運動方程式為： ? ? ? ? ? ?tKxtydt tdyT ?? 傳遞函數(shù)： ? ? ? ?? ?1??? TsKsX sYsG，式中 T ── 環(huán)節(jié)的時間常數(shù)； 2. 若二階系統(tǒng)的阻尼比為 ，則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為 。 調(diào)節(jié)時間的計算公式為： ,3)1ln (2131%)5( 2 ????????? ??? ?????? nnst ,4)1ln (2141%)2( 2 ????????? ??? ?????? nnst 可見，增大 n? ，則會減小調(diào)節(jié)時間。（ ） A．穩(wěn)態(tài)響應(yīng) B. 暫態(tài)響應(yīng) 答： A 解析：根據(jù)系統(tǒng)時間響應(yīng)組成的基本定義來選擇，系統(tǒng)的時間響應(yīng)是由瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成。 正確 解析：系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實部。 7．系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是指系統(tǒng)受到外加作用后，時間趨于無窮大時，系統(tǒng)的輸出。 正確 解析：根據(jù)單位脈沖函數(shù)定義式不難理解，它的幅值為無窮大，持續(xù)時間為零，脈沖信號在系統(tǒng)分析中有很重要的作用，我們常見的閃電信號就可以用脈沖信號來描述。 4. 對于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由 0→∞時，矢量 D(jω ) 方向旋轉(zhuǎn)2?，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 初始狀態(tài) 無窮 解析：控制系統(tǒng)時間響應(yīng)包含了瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩個過程，其中瞬態(tài)響應(yīng)過程是指系統(tǒng)從 0 時刻初始狀態(tài)到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程， 穩(wěn)態(tài)響 應(yīng)過程則是指 時間 t 趨于無窮時系統(tǒng)的響應(yīng)。 2. 已知系統(tǒng)頻率特性為?31 5j? ，則該系統(tǒng)頻率還可表示為（ ） A. ?315 ?tgje B. ?? 1152 ??? tgje C. ?? 32 115 ??? tgje D. ?15 ?? tgje 答： C 解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式： )()( )()()( ???? ??? jj eAejGjG ?? 式中 A(ω )是復(fù)數(shù)頻率特性的模，稱幅頻特性； )(?? 是復(fù)數(shù)頻率特性的相位移、稱相頻特性。 錯誤 解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式： )()( )()()( ???? ??? jj eAejGjG ?? 如果 系統(tǒng)頻率特性為15??j ，則該系統(tǒng)可表示為 ?? 1152 ??? tgje。 5． 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 11)( ?? ssG ，當(dāng)輸入信號頻率為 1?f Hz，振幅為 100?X 時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出信號的頻率是 1Hz。 2. 串聯(lián)校正環(huán)節(jié) sssGc )( ???，是屬于 環(huán)節(jié)。 2． 截止頻 率是描述控制系統(tǒng)精度的指標(biāo)，它可以直接確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 6． 反饋校正是一種并聯(lián)校正。 9． 相位遲后──超前校正適用于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求較高的場合。 3. 離散信號 )(tf? 的數(shù)學(xué)表達式為 。 2. z 變換的數(shù)學(xué)表達式為 。 A. Tz z5? B. Tz z5? C. Tz 51? D. Tz25? 答： B 解析：典型的指數(shù)函數(shù) tatf ?)( ，其 Z 變換TT az zzazF ???? ?11 1)( 因此 ttf 5)( ? 的 Z 變換結(jié)果是Tz z5?。因此本題目中 s? 應(yīng)該大于等于信號 )(tf 有效頻譜的最高頻率的２倍，即 s? ≥ 2０Ｈ z。（ ） A. 1?zz B. 1 C. 11?z D. 11?z 答 : A 解析：單位階躍函數(shù)在任何采樣時刻的值均為 1，即 ??.2,1,0,1)(1)( ??? kkTkTf 采樣后脈沖序列為 ???? ?? 0 )()()( k kTtkTftf ? ???? ????????????? )(1)2(1)(1)(1 kTtTtTtt ???? 依據(jù) z 變換定義 ： ? ? ??? ?? ?? 0 )()()( k kzkTftfZzF ???? ?????????? ??? kzzzz 1111 210 （ 1） 式兩邊乘以 1?z ，得 ???? ????? ???? kzzzzFz 211 )( （ 2） 將式（ 1）式與（ 2）式相減得 《機電控制工程基礎(chǔ)》書面輔導(dǎo)（ 16） 安慶電大 程曦 28 1,11 1)( 1 ????? ? zz zzzF 三、判斷 1． 長除法有時結(jié)果不是一個完整的閉式表達式。 4．若連續(xù)時間函數(shù) )(tf 的 z 變換為 )(zF ， 當(dāng) t 0 時， 0)( ?tf , 則 ? ? )()( zFzkTtfZ k??