【文章內(nèi)容簡介】 響應(yīng)反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性及響應(yīng)的快速性；穩(wěn)態(tài)響應(yīng)反映系統(tǒng)的準(zhǔn)確性或穩(wěn)態(tài)誤差，因此答案C正確。 三、 判斷題1. 系統(tǒng)受到外界擾動(dòng)作用后，其輸出偏離平衡狀態(tài)，當(dāng)擾動(dòng)消失后，經(jīng)過足夠長的時(shí)間，若系統(tǒng)又恢復(fù)到原平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 正確解析：根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義來判斷。2. 系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的。 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(shí)部。3. 輸出端定義誤差是指希望輸出與實(shí)際輸出之差。正確解析：這是誤差的定義。4．輸入端定義誤差是指輸入與主反饋信號(hào)之差。正確 解析：根據(jù)誤差的定義來判斷。5．穩(wěn)態(tài)誤差的表達(dá)式是。錯(cuò)誤解析：穩(wěn)態(tài)誤差的表達(dá)式應(yīng)該是6．系統(tǒng)在外加作用的激勵(lì)下，其輸出隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系叫時(shí)間響應(yīng)。正確解析：這是時(shí)間響應(yīng)的定義。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(shí)間趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)的輸出。正確解析：這是時(shí)間響應(yīng)中穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的定義。8．電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等，均可視為沖激作用。因此沖激信號(hào)是評價(jià)系統(tǒng)瞬態(tài)性能時(shí)應(yīng)用較多的一種典型信號(hào)。錯(cuò)誤解析：電源突然接通，負(fù)荷的突然變化，指令的突然轉(zhuǎn)換等都是階躍信號(hào)作用，而不是沖激信號(hào)作用。9．是單位速度函數(shù)，其拉氏變換為，它表征的是速度均勻變化的信號(hào)。 錯(cuò)誤解析：是單位加速度函數(shù)，其拉氏變換為，它表征的是加速度變化的信號(hào)。 10．單位脈沖函數(shù)的幅值為無窮大，持續(xù)時(shí)間為零是數(shù)學(xué)上的假設(shè)，在系統(tǒng)分析中很有用處。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(shí)間為零，脈沖信號(hào)在系統(tǒng)分析中有很重要的作用，我們常見的閃電信號(hào)就可以用脈沖信號(hào)來描述。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 。–40dB/dec解析：Ⅱ型系統(tǒng)的對數(shù)幅度頻率特性曲線的漸進(jìn)斜率特點(diǎn)是低頻段–40dB/dec，中間頻段–20dB/dec，高頻段–40dB/dec。2. 為系統(tǒng)的 ，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值衰減（或放大）的特性。為系統(tǒng)的 ，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號(hào)相位遲后或超前的特性。幅頻特性， 相頻特性解析：根據(jù)幅頻特性和相頻特性的定義來填空。3. 頻率響應(yīng)是 響應(yīng)。 正弦輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)解析：根據(jù)頻率響應(yīng)的定義來填空。4. 對于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由0→∞時(shí)，矢量D(jω) 方向旋轉(zhuǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。逆時(shí)針解析：本題需要學(xué)習(xí)者掌握用頻率法判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的結(jié)論，即對于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由0→∞時(shí)，矢量D(jω)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。5. 當(dāng)輸入信號(hào)的角頻率ω在某一范圍內(nèi)改變時(shí)所得到的一系列頻率的響應(yīng)稱為這個(gè)系統(tǒng)的 。頻率特性解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的定義來填空。6. 控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從 到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時(shí)間t趨于 時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。初始狀態(tài) 無窮解析：控制系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)包含了瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩個(gè)過程，其中瞬態(tài)響應(yīng)過程是指系統(tǒng)從0時(shí)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(shí)間t趨于無窮時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)。7. 若系統(tǒng)輸入為，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為 。 解析：根據(jù)頻率特性的基本定義來填空，為系統(tǒng)的幅頻特性，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值衰減（或放大）的特性。為系統(tǒng)的相頻特性，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，相位遲后或超前的特性。幅頻特性和相頻特性可由一個(gè)表達(dá)式表示，即，稱為系統(tǒng)的頻率特性。二、選擇1. 題圖中R－C電路的幅頻特性為 。( )A. B. C. D. 答：B解析：R－C電路的傳遞函數(shù)為，式中T=RC ── 時(shí)間常數(shù)。正弦輸入信號(hào)為，電路頻率特性以jω代替s可得：，因此，幅頻特性為：。2. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)頻率還可表示為（ ）A. B. C. D. 答：C解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式： 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。兩種表示方法的關(guān)系為，所以答案C正確。3．已知系統(tǒng)頻率特性為 ，當(dāng)輸入為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（ ）A. B. C. D. 答：D解析：系統(tǒng)的頻率特性為，其幅頻特性為：，相頻特性為：，系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為，所以答案D正確。4．理想微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（ ）A. ，通過ω=1點(diǎn)的直線 B. ，通過ω=1點(diǎn)的直線C. ，通過ω=0點(diǎn)的直線 D. ，通過ω=0點(diǎn)的直線答：A解析：理想微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，幅相頻率特性為 ，幅頻特性為；相頻特性為 ，其對數(shù)幅頻特性為： 顯然，理想微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為，通過ω=1點(diǎn)的直線。5．開環(huán)傳遞函數(shù)的對數(shù)幅頻特性與對數(shù)相頻特性如圖所示，當(dāng)K增大時(shí)：（ ） 圖A. L(ω)向上平移，不變 B. L(ω)向上平移，向上平移C. L(ω)向下平移，不變 D. L(ω)向下平移，向下平移答：A解析：顯然開環(huán)傳遞函數(shù)的對數(shù)幅頻特性值與其幅頻放大倍數(shù)是同向變化的關(guān)系，即幅頻放大倍數(shù)越大則其對數(shù)幅頻特性值越大。因此K增大時(shí)L(ω)向上平移，而相頻特性與K值無關(guān)，所以答案A正確。三、判斷1． 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為。 錯(cuò)誤解析：根據(jù)系統(tǒng)頻率特性的指數(shù)表示形式： 如果系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為。2． 一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，其頻率特性可表示為。錯(cuò)誤解析：一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，其頻率特性表示為： ，。所以。3． 積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性是一條斜率為的直線。 正確解析：積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性為： 顯然其對數(shù)幅頻特性是一條斜率為的直線。4． 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，輸出與輸入的相位差是。 錯(cuò)誤解析：系統(tǒng)輸出與輸入相位差就是慣性環(huán)節(jié)相位落后角度： ，顯然不等于。5． 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，當(dāng)輸入信號(hào)頻率為Hz，振幅為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)的頻率是1Hz。 正確解析：在線性定常系統(tǒng)中，當(dāng)有正弦信號(hào)輸入，則輸出肯定是和輸入同頻率的正弦信號(hào)，而只是幅值和相位與輸入不同。 6．系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。錯(cuò)誤 解析：系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性屬于系統(tǒng)固有特性，與輸入以及初始條件無關(guān)。7．圖中所示的頻率特性是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。錯(cuò)誤解析：顯然這是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)而不是積分環(huán)節(jié)，因?yàn)榉e分環(huán)節(jié)的頻率特性曲線是斜率為1沒有水平部分向下傾斜的直線。第六章 習(xí)題答案一、單項(xiàng)選擇1. 增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值，使系統(tǒng) 。( )A. 精度降低 B. 精度提高 C. 穩(wěn)定性提高 答:B解析：增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值將會(huì)使誤差系數(shù)增加，而系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是與誤差系數(shù)成反比關(guān)系，所以增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)精度。2. 串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，是屬于 環(huán)節(jié)。( )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)是相位超前校正環(huán)節(jié)。3. 已知校正環(huán)節(jié)，若作為遲后校正環(huán)節(jié)使用，則系數(shù)應(yīng)為 。( )A. 1α0 B. α=0 C. α1 D. α0答:C解析：顯然遲后環(huán)節(jié)分母的相位遲后作用要大于分子的相位超前作用，所以分母上s系數(shù)應(yīng)該大于分子上s的系數(shù)，答案C正確。4. 系統(tǒng)如圖所示，為一個(gè) 裝置.（ ）A. 串聯(lián)校正 B. 并聯(lián)校正C. 混合校正 D. 正反饋校正答:B解析：觀察到校正環(huán)節(jié)接到被校正對象的反饋通道中，顯然不是串聯(lián)校正，也不是混合校正，更不是正反饋校正，因此只有答案B正確。5．在實(shí)際工程系統(tǒng)中常用 來實(shí)現(xiàn)類似遲后──超前校正作用？( )A. 比例──積分──微分調(diào)節(jié)器 B. 微分調(diào)節(jié)器C. 積分調(diào)節(jié)器 D. 比例──積分調(diào)節(jié)器答:A解析：顯然答案A正確，因?yàn)槲⒎终{(diào)節(jié)器是相位超前的，積分和比例積分調(diào)節(jié)是相位遲后的，只有比例──積分──微分調(diào)節(jié)器才能夠?qū)崿F(xiàn)遲后──超前校正。二、判斷題1． 在系統(tǒng)校正中，常用的描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)有相角裕量和幅值裕量等。 正確解析：基本概念，相角裕量和幅值裕量都是描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)。2． 截