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1、一、单项选择题：1. 某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为 DA.发散振荡B.单调衰减C.衰减振荡D.等幅振荡K2. 阶系统G(s)=的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间BTs + 1A .越长B .越短C.不变D .不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？CA.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件)，当时，其相位移B. -180D . 0 4. 惯性环节的相频特性(A. -270C. -905.设积分环节的传递函数为G（s）=-s，则其频率特性幅值M（ ）= C编辑版wordB.A. K6.有一线性系统，其输入分别为U1(t)和
2、U2(t)时，输出分别为 y1(t)和 y2(t)。当输入为 a1U1(t)+a2U2(t)时(ai,sb为常数)，输出应为BA. a1yt）+y2（t）B. a1y1（t）+a2y2（t）C. &y1（t）-a2y2（t）D. y1（t）+a2y2（t）7.拉氏变换将时间函数变换成DA .正弦函数B .单位阶跃函数C.单位脉冲函数D .复变函数C.D.12&二阶系统当0 1时，如果减小，则输出响应的最大超调量%将AA.增加B.减小C.不变D.不定9. 线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下DA .系统输出信号与输入信号之比B .系统输入信号与输出信号之比C.系统输入信号的拉氏变换与输出信号
3、的拉氏变换之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比A.10. 余弦函数cos t的拉氏变换是 CBgC.s2D.11.微分环节的频率特性相位移B（o）=A. 90C. 0B. -90D. -180 12. II型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的A 代数方程B 特征方程C.差分方程D .状态方程14.主导极点的特点是DA.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近15采用负反馈连接时，如前向通
4、道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为等效传递函数为CH(s)，则其C.G(s)1 G(s)G(s)1 G(s)H(s)11 G(s) H(s)G(s)1 G(s)H(s)二、填空题：1 线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称 为相频特性_。2积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为_ -20 _dB/ deco3.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、_快速性_和准确性。14 单位阶跃函数1 (t)的拉氏变换为01。s 5二阶衰减振荡系统的阻尼比E的范围为 _ 01。6当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实 负数时，
5、系统是稳定的。7系统输出量的实际值与 _ 输出量的希望值之间的偏差称为误差。&在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差esF_ _。9 设系统的频率特性为 G(j ) R(j ) jI()，贝U I()称为。10. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数 _。11. 线性控制系统最重要的特性是可以应用叠加 原理，而非线性控制系统则不能。12. 方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和_反馈 _连接。13. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统，这是按开环传递函数的 _ 积分_环节数来分类的。14. 用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标
6、图示法和_对数坐标图示法。15. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数E和_无阻尼自然振荡频率wn。三、设单位负反馈系统的开环传递函数为Gk(s)s(s 求(1)系统的阻尼比 Z和无阻尼自然频率(2)系统的峰值时间tp、超调量6%、调整时间25s(s 6)2F25 6)ts( =0.05);解：系统闭环传递函数Gb(s)-1 s(s 6)s(s 6)2525s2 6s 25与标准形式对比，可知2 Wn6,W 25故Wn 50.6又wd wn 12 5 . 1 0.62 4tp0.785Wd40.61 22% e 100% e 1 0.6100%9.5%ts3Wn四、设单位反馈系统的开环
7、传递函数为(1)求系统的阻尼比Gk(s)16s(s 4)Z和无阻尼自然频率小；解：系统闭环传递函数Gb(s)s(s 4)1616116s(s4)162s 4s 16s(s 4)与标准形式对比，可知2 Wn4w2? vvn16故wn4,0.5又wdwn . 124 10.523.464(2)求系统的上升时间tp、超调量 肌、调整时间t&A =0.02)；16故 tp0.91wd3.4640.51 2 2e 1100% e 1 0.5100%16.3%ts4wn五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率调整时间ts(A =0.02)。3 n,阻尼比Z,超调量,峰值时间tp解:对于上图所示系统， 首
8、先应求出其传递函数， 化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。编辑版word100Xo sXi ss50s 4-100rz10.02s50s 4100与标准形式对比，可知n 0.2 rad /s0.20.21 0.22tps50s2s 0.08s 0.042 wn0.0852.7%2Wn0.0416.03 s0.2 J 0.22nd4100 s0.2 0.2六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：20(s 1)s(s 2)(s2 2s 2)tsGk(s)求：(1)试确定系统的型次 v和开环增益 K ;(2)试求输入为r(t) 1 2t时，系统的稳态误差。 解：(1)将传递函数
9、化成标准形式20(s 1)s(s 2)(s2 2s 2)Gk(s)5(s 1) s(0.5s 1)(0.5s2s 1)可见，v= 1,这是一个I型系统 开环增益K = 5;(2 )讨论输入信号，r(t) 1A根据表3 4,误差ess2t,即B1 KpKvA = 1 , B= 210 0.40.4七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：Gk(s)100s(s 2)求：(1)试确定系统的型次 v和开环增益 K ;(2)试求输入为r(t) 1 3t 2t2时，系统的稳态误差。 解：(1)将传递函数化成标准形式Gk(s)10050s(s 2)s(0.5s 1)可见，v= 1,这是一个I型系统开环增益
10、K = 50;2(2)讨论输入信号，r(t) 1 3t 2t ,即 A = 1, B= 3, C=2根据表34误差ess亠旦2丄色？0 0.061 K pKVKa 150 0八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:Gk(s)20(0.2s 1)(0.1s 1)求：(1)试确定系统的型次 v和开环增益 K ；2(2)试求输入为r(t) 2 5t 2t2时，系统的稳态误差。解：(1)该传递函数已经为标准形式可见，v = 0,这是一个0型系统开环增益K = 20;(2)讨论输入信号，r(t) 2 5t 2t2，即 A = 2, B = 5, C=2根据表3 4,误差essA1 KpB C 2KV
11、Ka 12021九、设系统特征方程为s4 2s3 3s2 4s 50试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,34=1 , cb=2 , 92=3 ,a1=4 , a)=5均大于零，且有13504024001351 202231423234224535(12)所以，此系统是不稳定的。十、设系统特征方程为0541412060 0432s4 6s3 12s2 10s 3 0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a4=1 , a3=6 , &=12 , a1=10, ao=3均大于零，且有6 10 0 01 123040
12、 6 10 0011231 602 6121 1062 03 61210 66 310 1 1051204 333 51215360所以，此，系统是稳定的。十一、设系统特征方程为2s3 4s2 6s 10试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：(1)用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a3=2,a2=4,ai=6,ao=1均大于零，且有4 103 2 6 00 4 11 4 02 4 6 2 12203 46144012160所以，此系统是稳定的。十二、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。1G(s) 0.05s 1解：该系统开环增益 K =1;10有一个微分环节，即v= 1;低频渐近线通过(1, 20lg 1)这点，即通过(1,心010)这点，斜率为 20dB/dec ；有一个惯性环节，对应转折频率为101520，斜率增加20dB/dec。00系统对数幅频特性曲线如下所示。L( )/dB/ dec/(rad/s)20 dB / dec10/(rad/s)L( )/dB编辑版word(b)(c)十三、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。L( )/dB20 dB / dec40 dB / dec20 dB/dec40 dB/decG(s)
