控制工程作业答案汇总

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控制工程作业答案

解：（1）绘出校正前系统的对数幅频渐近特性曲线，如题图7-3(a)中曲线所示。由图7-3(a)得出待校正系统的剪切频率为，算出待校正系统的相位裕度为
（2）给系统串联传递函数为的超前校正装置后，系统的传递函数为
在题图7-3(a)中，曲线为校正装置的对数幅频渐近线，曲线为校正后系统的对数幅频渐近线，由题图7-3(a)可知，校正后系统的剪切频率仍为，但是由于串入了一个超前装置，使得系统相频特性曲线发生变化，在剪切频率处的相位相对未校正前的相位有所增加，从而相位裕度增大，即
绘出系统的对数坐标图如题图6-8(b)所示。
在题图6-8(b)中，因为，需要在对数相频特性的低频段曲线向上补作的垂线。在的频段内，其对数相频特性曲线穿越线一次，且为负穿越，则
而，于是闭环极点位于s右半平面的个数为
（4）
解：系统的频率特性为
则系统的对数幅频和相频特性为
绘出系统的对数坐标图如题图6-8(d)所示。
（b）解：（1）输入输出
（2）引入中间变量x为与c之间连接点的位移
（3） ①
②
（4）消去中间变量x,整理得：
（5）两边拉氏变换：
（6）传递函数：
3-3证明题图3-3(a)和(b)所示系统是相似系统。
解：（a）(1)输入，输出
（2）系统的传递函数：
（b）（1）输入，输出
（2）引入中间变量x为与c1之间连接点的位移
稳态误差。
解：（1）只考虑作用于系统时，，系统的结构图如题图4-16（a）所示。
由题图4-16(a)可知，系统的开环传递函数为
因为系统为0型系统，且
所以，系统的稳态偏差为
又因为
所以，有
（2）只考虑作用于系统时，，以偏差为输出时系统的结构图如题图4-16（c）所示。

控制工程基础课后答案

控制工程基础课后答案第一题题目：什么是控制工程？它的主要任务是什么？答案：控制工程是一门工程技术学科，它以数学、物理和工程技术为基础，研究如何通过设计、分析和实现控制系统来实现对动态系统的控制。

控制工程的主要任务是利用反馈原理，通过感知系统输出信号与期望信号之间的差异并使用控制器进行调整，从而使系统达到预期的目标和性能指标。

第二题题目：什么是开环控制系统和闭环控制系统？它们有什么区别？答案：开环控制系统是一种基本控制系统结构，它将输入直接转换为输出，没有考虑实际输出与期望输出之间的差异。

闭环控制系统是在开环控制系统基础上增加了反馈回路，实时监测系统输出，并将实际输出与期望输出进行比较，以校正错误并调整控制器的输出信号。

区别在于开环控制系统没有反馈回路，因此无法纠正系统误差，而闭环控制系统利用反馈回路实现系统的自动校正。

闭环控制系统具有更好的鲁棒性和稳定性，可以使系统在存在不确定性和干扰的情况下仍能达到预期的控制目标。

第三题题目：什么是传递函数？如何将动态系统表示为传递函数？答案：传递函数是用于描述线性时不变系统的数学模型。

它是输出与输入之间关系的比值函数，衡量了系统对输入信号的响应程度。

传递函数可以用于分析和设计控制系统。

将动态系统表示为传递函数需要进行系统的数学建模。

通常，通过对系统的微分方程进行拉普拉斯变换，可以得到系统的传递函数。

拉普拉斯变换将微分方程转换为一个以变量s为复数的函数的代数表达式，其中s表示频域复平面上的复变量。

第四题题目：什么是反馈控制？它在控制系统中起到什么作用？答案：反馈控制是一种控制技术，通过测量系统输出并将其与期望输出进行比较，根据差异调整控制器的输出信号。

反馈控制可以使系统对不确定性和干扰具有鲁棒性，并实现系统的自动校正，使系统能够快速、准确地响应外部变化。

在控制系统中，反馈控制起到了校正系统误差的作用。

通过与期望输出进行比较，反馈控制可以检测到系统偏差，并通过调整控制器的输出信号来纠正这些偏差。

《控制工程基础》课程作业习题(含解答)

第一章概论本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。

学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。

例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。

试画出其系统方块图。

例图1-1a 晶体管稳压电源电路图解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。

对于本题，可画出方块图如例图1-1b。

例图1-1b 晶体管稳压电源方块图本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过R和4R分压后与稳压管的电3压U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w电流增大，集电极电流随之增大，降在R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。

c反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。

例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。

其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。

解：该系统是一种阀控液压油缸。

当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。

因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。

当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。

由此可画出如例图1-2b的职能方块图。

例图1-2a 简单液压系统例图1-2b 职能方块图1．在给出的几种答案里，选择出正确的答案。

（1）以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较为_______ （A ）开环高；（B ）闭环高；（C ）相差不多；（D ）一样高。

（2）系统的输出信号对控制作用的影响（A ）开环有；（B ）闭环有； (C ）都没有；（D ）都有。

西工大2020年4月《控制工程基础》作业机考参考答案

西工大2020年4月《控制工程基础》作业机考参考答案
试卷总分:100 得分:90
本作业每次试题内容相同，只是题目和选项顺序是随机调整的，大家可放心下载使用
一、单选题(共50 道试题,共100 分)
1.传递函数只与系统自身的（）有关，而与系统的输入、输出形式无关。

A.脉冲函数
B.斜坡函数
C.结构参数
D.传递参数
正确答案:C
2.（）法主要用于非线性系统的稳定性分析、自激振荡分析及自振荡频率和振幅的计算。

A.实值函数
B.矩阵函数
C.代数函数
D.描述函数
正确答案:D
3.微分环节的对数幅频与积分环节的（）互为镜像。

A.零分贝线
B.0o线
C.相频曲线
D.等分贝线
正确答案:A
4.系统在扰动作用下的稳态误差数值反映了系统的（）能力。

A.抗干扰
B.平稳性
C.快速性
D.调节时间
正确答案:A
5.对于理想继电特性，在（）信号输入时，其输出是一个与输入正弦函数同频率的周期方波。

A.正切
B.正弦
C.余切
D.余弦。

机电控制工程基础作业答案

机电控制工程基础第2次作业第3章一、简答1. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是什么？单位斜坡函数的拉氏变换结果是什么？单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果：X r (s)=L[1(t)]=1/s单位斜坡函数的拉氏变换结果：X r (s)=L[At]=A/s 22．什么是极点和零点？如果罗朗级数中有有限多个0z z -的负幂项，且m z z --)(0为最高负幂称0z 是f(z)的m 级极点。

)()()(0z z z z f m ϕ--=其中)(z ϕ在0z 解析且)(z ϕ不等于0，0z 是f(z)的m 级零点。

3. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？该系统的单位阶跃响应曲线动态过程呈现非周期性，没有超调和振荡4．什么叫做二阶系统的临界阻尼？画图说明临界阻尼条件下二阶系统的输出曲线。

当ζ=1时是二阶系统的临界阻尼5．动态性能指标通常有哪几项？如何理解这些指标？延迟时间d t 阶跃响应第一次达到终值)(∞h 的50％所需的时间。

上升时间r t 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间；对有振荡的系统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间。

峰值时间p t 阶跃响应越过稳态值)(∞h 达到第一个峰值所需的时间。

调节时间s t 阶跃响到达并保持在终值)(∞h 5±％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的2±％误差带来定义调节时间。

超调量σ％峰值)(p t h 超出终值)(∞h 的百分比，即σ％100)()()(⨯∞∞-=h h t h p ％6．劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？能够判定一个多项式方程在复平面内的稳定性。

7．一阶系统的阶跃响应有什么特点？当时间t 满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。

？一阶系统的单位阶跃响应曲线是一条由零开始，按指数规律上升并最终趋于1的曲线，响应曲线具有非振荡特征，故又称为非周期响应。

吉大14秋学期《控制工程基础》在线作业一答案

吉大14秋学期《控制工程基础》在线作业一
单选题多选题判断题
一、单选题（共14 道试题，共56 分。

）
1. 若系统传递函数G(s)的所有零点和极点均在S平面的（）时，则该系统称为最小相位系统。

A. 上半平面
B. 下半平面
C. 左半平面
D. 右半平面
-----------------选择：C
2. 一阶系统的传递函数为15/(4s+5),则系统的增益K和时间常数T依次为（）。

A. 3.75，1.25
B. 3，0.8
C. 0.8,3
D. 1.25,3.75
-----------------选择：B
3. 一阶系统K/（1+Ts）的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为（）。

A. K/T
B. KT
C. -K/T2
D. K/T2
-----------------选择：C
4. 二阶系统的传递函数为G(s)=3/（4s2+s+100）,其无阻尼固有频率ωn是（）。

A. 10
B. 5
C. 2.5
D. 25
-----------------选择：B
5. 设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为（）。

A. 180°-φ(ωc)
B. φ(ωc)
C. 180°+φ(ωc)
D. 90°+φ(ωc)
-----------------选择：C
6. 当系统已定，并且输入已知时，求出系统的输出并通过输出来研究系统本身的有关问题称为（）。

A. 最优控制
B. 系统辨识
C. 系统分析。

吉林大学19秋学期《控制工程基础》在线作业一(1)答案

【奥鹏】吉大19秋学期《控制工程基础》在线作业一
试卷总分:100 得分:100
一、单选题（共14题，56分
1、二次欠阻尼系统的性能指标：上升时间、峰值时间和调整时间，反映了系统的（）。

A稳定性
B响应的快速性
C精度
D相对稳定性
[分析上述题目，并完成选择]
参考选择是：B
2、二阶系统的传递函数为G(s)=3/（4s2+s+100）,其无阻尼固有频率ωn是（）。

A10
B5
C2.5
D25
[分析上述题目，并完成选择]
参考选择是：B
3、一阶系统K/（1+Ts）的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为（）。

AK/T
BKT
C-K/T2
DK/T2
[分析上述题目，并完成选择]
参考选择是：C
4、设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为（）。

Aτ>0
B0<τ<14
Cτ>14
Dτ<0
[分析上述题目，并完成选择]
参考选择是：B
5、串联相位滞后校正通常用于（）。

A提高系统的快速性
B提高系统的稳态精度
C减少系统的阻尼
D减少系统的固有频率
[分析上述题目，并完成选择]
参考选择是：B
6、一阶系统的传递函数为15/(4s+5),则系统的增益K和时间常数T依次为（）。

A3.75，1.25
B3，0.8
C0.8,3
D1.25,3.75。

控制工程基础课后习题答案-最权威版本111111 第三版清华大学出版社

1 s X ( s ) sx(0) x(0) 6[ sX ( s ) x(0)] 8 X ( s ) s 1 2 s X ( s ) s 6 sX ( s ) 6 8 X ( s ) s s 2 6s 1 X ( s) s ( s 2 6 s 8)
st st 0 0
0

0
L[ x(t a)] e
2 s 6 1 e s
as
X ( s)
F ( s ) L[15t (t ) 4t (t ) 6 (t ) 1(t 2)]
2-1 求解时域函数的拉氏变换
（ 7 ）考查点： 1、衰减定理（或待定系数法，或分部积分法）
2

s 2 6s 1 X (s) s ( s 2 6 s 8) 1 7 1 7 1 s6 [ 2 ] 2 s s ( s 6 s 8) s 8 s s 6 s 8 1 7 2 1 [ ] 8s 8 s 2 s 4 1 7 2t 7 4t x(t ) e e 8 4 8
L[e
at
x(t )] X ( s a)
2、正、余弦函数的拉氏变换，
f (t ) e
6 t
cos8t s6 F (s) 2 2 ( s 6) 8
s L[cos 8t ] 2 , 2 s 8
2-3 求解微分方程
时域
拉氏
S域
反拉氏
时域
考查点： 1、拉氏变换的微分定理和积分定理，注意初值 2、整理后，在分解为标准象函数形式 3、反拉氏变换
第一章概论
作业 1－5，1－6 要求：分析现有的简单控制系统，并定性地画出他们的职能方块图。要点：1、明确输入量和输出量； 2、比较点必须是同量纲的量。

机电控制工程基础作业答案

机电控制工程基础第1次作业第1章一、简答1．什么是自动控制？是相对于人工控制而言的，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求：稳定性、快速性和准确性(稳态精度)，即稳、快、准3．什么是自动控制系统？指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成。

4．反馈控制系统是指什么反馈？反馈控制系统是负反馈5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈。

当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。

反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

6．什么叫做反馈控制系统？从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这样的系统称为反馈控制系统7．控制系统按其结构可分为哪3类？开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统8．举例说明什么是随动系统。

如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等9．自动控制技术具有什么优点？⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用。

10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？单调过程、衰减振荡过程、持续振荡过程、发散振荡过程二、判断1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

正确2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。

《控制工程基础》第3版-课后答案解析

lim e(t)
s0

lim
s0
sE(s)

lim s s0 1
G(s)

Xi (s)
所以，输入为 xi2 sin 6t 1(t), ess2 0.8
（对此题来说，还有一种办法：如果记得对于一阶惯性环节，当输入为阶跃函数，t=4T时输出为输入的98%，则由放入水中1min时为输入的98%可直接得出： T=1/4=0.25（min)
uo (30) 1 e 4 1V
arctan 1 2 arccos , cos

arctan 1 2 arccos , cos
3—19单位阶跃输人情况下测得某伺服机构的响应为
试求：(1)系统的闭环传递函数； (2)系统的无阻尼自振角频率及阻尼比。
解：ui (t) i(t)R1 uo (t)

uo (t)

1 c
i(t)dt i(t)R2
对方程式进行拉氏变换得：
U
i
(
s)

I (s)R1
UO (s)
UO (s)

1 Cs
I (s)

I (s)R2
Uo (s) R2Cs 1
消去I(s),得：Ui (s) (R1 R2 )Cs 1
Ds( x2 xo ) k2 xo
x2

Ds k2 Ds
xo
k1 x1

k1Ds k1k2 Ds
xo
k2 xo
(k1Ds k2 Ds k1k2 ) xo k1Dsxi
X o (s)
k1Ds
X i (s) (k1 k2 )Ds k1k2

控制工程基础(第二版)答案董景新赵长德等pdf

s s − 2s + 5
2
(5). F ( s ) =
参考答案： (1).
F (s) =
s ( s + 2)( s + 1) 2
(6). F ( s ) =
4 s +s+4
2
s +1 s2 + 9
(6). 15 2 ⋅ ⋅4 4 2 15 F (s) = 2 = 2 2 s +s+4 ⎛ 1⎞ ⎛ 15 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜s + ⎟ + ⎜ 2⎠ ⎝ 2 ⎟ ⎝ ⎠ 15 8 15 2 = 2 2 15 ⎛ ⎞ 1⎞ ⎛ 15 ⎟ ⎜s + ⎟ + ⎜ ⎟ 2⎠ ⎜ ⎝ ⎝ 2 ⎠ ∴ f (t ) = 8 15 − 2 t 15 e sin t 15 2
整理得： X o (s) k1 Ds = X i ( s ) (k1 + k 2 ) Ds + k1k 2
整理得： X o (s) D2 s + k 2 = X i ( s ) Ms 2 + ( D1 + D2 ) s + k1 + k 2
(f). 设小车的位移为 x，列写小车微分方程：
(c)根据力平衡方程，列写系统微分方程为：
= f i − k 2 ( x − xo ) M x
进行拉氏变换得：
(ms 2 + k 2 ) X o ( s ) = f i k 2 X o ( s ) (1)
i − x o ) k 2 xo = k1 ( xi − xo ) + D ( x
进行拉氏变换得：
k 2 X o ( s ) = k1 ( X i ( s ) − X o ( s )) + D ( sX i ( s ) − sX o ( s ))

西工大2020年4月《控制工程基础》作业机考参考答案

西工大2020年4月《控制工程基础》作业机考参考答案试卷总分:100 得分:90要答案：wangjiaofudao一、单选题(共50 道试题,共100 分)1.传递函数只与系统自身的（）有关，而与系统的输入、输出形式无关。

A.脉冲函数B.斜坡函数C.结构参数D.传递参数正确答案:C2.（）法主要用于非线性系统的稳定性分析、自激振荡分析及自振荡频率和振幅的计算。

A.实值函数B.矩阵函数C.代数函数D.描述函数正确答案:D3.微分环节的对数幅频与积分环节的（）互为镜像。

A.零分贝线B.0o线C.相频曲线D.等分贝线正确答案:A4.系统在扰动作用下的稳态误差数值反映了系统的（）能力。

A.抗干扰B.平稳性C.快速性D.调节时间正确答案:A5.对于理想继电特性，在（）信号输入时，其输出是一个与输入正弦函数同频率的周期方波。

A.正切B.正弦C.余切D.余弦正确答案:6.系统的稳定性只与闭环（）点位置有关。

A.极B.零C.正D.负正确答案:7.对于5%的误差带，当阻尼比为（）时，调节时间最短，即快速性最好，同时平稳性也较好，故把其称为最佳阻尼比。

A.0.404B.0.505C.0.606D.0.707正确答案:8.系统开环对数幅频特性曲线与（）线的交点频率称为系统的截止频率。

A.0oB.数轴C.零分贝D.等分贝正确答案:9.实轴上根轨迹区段右侧的开环实数零、极点数之和应为（）。

A.函数B.奇数C.偶数D.负数正确答案:10.典型输入信号中，单位阶跃函数的时域表达式为（）。

A.1/sB.1（t）C.1/s2D.s正确答案:11.乃奎斯特判据是一种应用（）曲线来判别闭环系统稳定性的判据。

A.开环频率特性B.闭环频率特性C.幅相频率特性D.数轴正确答案:12.串联迟后校正的作用主要在于提高系统的（）系数，从而改善系统的稳态性能。

《控制工程基础》第一阶段在线作业(自测)

试题1．第1题单选题以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较为:A、开环高B、闭环高C、相差不多D、一样高标准答案：B您的答案：题目分数：12此题得分：0.0批注：2．第2题单选题对于系统抗干扰能力：A、开环强B、闭环强C、都强D、都不强标准答案：B您的答案：题目分数：12此题得分：0.0批注：3．第3题单选题A、B、C、D、标准答案：A您的答案：题目分数：12此题得分：0.0批注：4．第4题单选题A、B、C、D、标准答案：C您的答案：题目分数：12此题得分：0.0批注：5．第5题判断题设计控制系统的基本要求：可靠、精确、实用。

标准答案：错误您的答案：题目分数：6此题得分：0.0批注：6．第6题判断题瞬态响应就是系统在某一输入信号的作用下，其输出量在时间趋于无穷大时的输出状态。

标准答案：错误您的答案：题目分数：7此题得分：0.0批注：7．第7题判断题稳定裕量包括：相位裕量r，幅度裕量Kg。

标准答案：正确您的答案：题目分数：6此题得分：0.0批注：8．第8题判断题按照有无反馈测量装置分类，控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

标准答案：正确您的答案：题目分数：6此题得分：0.0批注：9．第9题判断题控制系统的误差信号是指：标准答案：错误您的答案：题目分数：6此题得分：0.0批注：10．第10题判断题做为一个典型的反馈控制系统应该包括给定元件、反馈元件、比较元件、放大元件、执行元件、及校正元件等。

标准答案：正确您的答案：题目分数：7此题得分：0.0批注：11．第11题判断题反馈就是由检测装置把输入信号的全部或部分返回输入端，使之与输入量进行比较的过程。

标准答案：错误您的答案：题目分数：7此题得分：0.0批注：12．第12题判断题对于控制系统的一个共同要求，一般可归结为稳定、准确和快速。

标准答案：正确您的答案：题目分数：7此题得分：0.0批注：试卷总得分：0.0试卷总批注：。

西北工业大学2020春机考《控制工程基础》作业1答案42131

西北工业大学2020春机考《控制工程基础》作业1单选题1.通常以（）评价系统单位阶跃响应的稳态精度。

A.超调量B.调节时间C.稳态误差D.延迟时间答案：C2.系统开环对数幅频特性曲线与（）线的交点频率称为系统的截止频率。

A.0oB.数轴C.零分贝D.等分贝答案：C3.稳定环节相角的绝对值（）不稳定环节相角的绝对值。

A.大于B.小于C.等于D.无法比较答案：B4.单位脉冲函数的拉氏变换式等于1；单位阶跃函数的拉氏变换式等于（）。

A.0B.1C.sD.1/s答案：D5.微分环节的对数幅频与积分环节的（）互为镜像。

A.零分贝线B.0o线C.相频曲线D.等分贝线答案：A6.（）法主要用于非线性系统的稳定性分析、自激振荡分析及自振荡频率和振幅的计算。

A.实值函数B.矩阵函数C.代数函数D.描述函数答案：D7.微分环节的对数幅频特性曲线为一条在ω（）处通过零分贝线的直线，其斜率为20dB/dec。

A.0B.1C.-1D.无穷大答案：B8.乃奎斯特判据是一种应用（）曲线来判别闭环系统稳定性的判据。

A.开环频率特性B.闭环频率特性C.幅相频率特性D.数轴答案：A9.一般情况下，超调量愈（），系统的瞬态响应震荡的愈厉害。

A.大B.小C.不变D.不确定答案：A10.系统的稳定性只与闭环（）点位置有关。

A.极B.零C.正D.负答案：A11.通常把用二阶微分方程描述的系统称为（）系统。

A.一阶B.二阶C.三阶D.四阶答案：B12.若开环系统稳定要使闭环系统稳定的充分必要条件是系统开环幅相频率特性曲线不包围（）点。

A.（0，j1）B.（0，j0）C.（1，j0）D.（-1，j0）答案：D13.反馈控制系统的传递函数可以在（）下对描述系统的微分方程进行拉氏变换后求得。

A.零初始条件B.无穷大初始条件C.随机条件D.无确定条件答案：A14.典型输入信号中，单位阶跃函数的时域表达式为（）。

A.1/sB.1（t）C.1/s2。

吉大15春学期《控制工程基础》在线作业一答案

吉大15春学期《控制工程基础》在线作业一答案奥鹏吉大15春学期《控制工程基础》在线作业一满分答案一、单选题（共14道试题，共56分。

）1.下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）。

A.系统的类型B.开环增益C.输入信号D.开环传递函数中的时间常数正确答案：D2.某环节的传递函数为G(s)=Ts+1,它是（）。

A.积分环节B.微分环节C.一阶积分环节D.一阶微分环节正确答案：D3.控制论的中心思想是（）。

A.一门即与技术科学又与基础科学紧密联系的边缘科学B.通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制C.抓住一切通讯和控制系统所共有的特点D.对生产力的发展、生产率的提高具有重大影响正确谜底：B4.若要增大系统的稳定裕量，又不降低系统的响应速度和精度，通常可以采用（）。

A.相位滞后校正B.提高增益C.相位超前校正D.顺馈校正正确答案：C5.二阶体系的传递函数为G(s)=3/（4s2+s+100）,其无阻尼固有频率ωn是（）。

A。

10B。

5C。

2.5D。

25正确答案：B6.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4/s(s+5)，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为（）。

D。

0正确答案：A7.设单位反馈体系的开环传递函数为G（s）=K/s(s+1)(s+2),则体系稳定时的开环增益K值的范围是（）。

A。

0<K<2B。

K>6C。

1<K<2D。

0<K<6正确谜底：D8.反馈控制体系是指体系中有（）。

A.反馈回路B.惯性环节C.积分环节D。

PID调节器正确答案：A9.若F(s)=10/s(s+2),则t趋向于无穷时，f(t)=（）。

A.∞B。

0C。

5D。

10正确答案：C10.设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为（）。

A。

180°-φ(ωc)B。

φ(ωc)C。

180°+φ(ωc)D。

90°+φ(ωc)正确答案：C11.利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示意义为（）。

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若使，
则，即
3-8求题图3-8所示系统的传递函数。
解：
3-9求题图3-9所示系统的传递函数。
解：
3-10求题图3-10所示系统的传递函数。
解：
3-11求题如题图4-4所示的电网络，试求其单位阶跃响应、单位脉冲响应和单位斜坡响应，并画出相应的响应曲线。
（1）
又解：由于Ⅰ型系统在阶跃输入信号作用下的稳态误差为0，在斜坡输入信号作用下的稳态误差为，在加速度输入信号作用下的稳态误差为∞，该系统为Ⅰ型系统，所以其在给定输入信号作用下的稳态误差为∞。
6-2 已知系统的单位阶跃响应为，；试求系统幅频特性和相频特性。
解：
6-6画出下列各开环传递函数的奈奎斯特图，并判别系统是否稳定。
2-7 用拉氏变换的方法解下列微分方程
（2）
3-1求题图3-1(a)、(b)所示系统的微分方程。
（b）解：(1)输入f(t),输出y(t)
(2)引入中间变量x(t)为连接点向右的位移，（y>x）
(3) ①
②
(4)由①、②消去中间变量得：
3-2求题图3-2(a)、(b)、(c)所示三个机械系统的传递函数。图中，表示输入位移，表示输出位移。假设输出端的负载效应可以忽略。
4-12要使题图4-12所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于25%，峰值时间为2秒，
试确定的值。
解：系统的闭环传递函数为
因为
解得
又因为
解得
和二阶系统的标准式比较，有
解得
系统的单位阶跃响应曲线如题图4-12(a)所示。
4-14设单位负反馈系统的开环传递函数为
试确定系统稳定时开环放大系数（开环增益）值的范围。
（3） ① ②
（4）两边拉氏变换： ①
②
（5）消去中间变量整理得：
（6）传递函数：
（a）和（b）两系统具有相同的数学模型，故两系统为相似系统。
3-5已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统结构图并求闭环传递函数C(s)/R(s)。
解：根据系统方程组可绘制系统结构图，如题图3-5所示。
由
可得：
代入
得
又因为
（b）解：（1）输入输出
（2）引入中间变量x为与c之间连接点的位移
（3） ①
②
（4）消去中间变量x,整理得：
（5）两边拉氏变换：
（6）传递函数：
3-3证明题图3-3(a)和(b)所示系统是相似系统。
解：（a）(1)输入，输出
（2）系统的传递函数：
（b）（1）输入，输出
（2）引入中间变量x为与c1之间连接点的位移
解：如图RC电网络的传递函数为：
（1）单位阶跃响应：
单位阶跃响应曲线如题图4-4(a)所示。
（2）单位脉冲响应：
单位脉冲响应曲线如题图4-4(b)所示。
（3）单位斜坡响应：
单位斜坡响应曲线如题图4-4(c)所示。
4-7设单位反馈控制系统的开环传递函数为
试求系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间。
又因为
所以，有
（3）当同时作用于系统时
4-17设单位反馈系统的开环传递函数为
试求当输入信号时，系统的稳态误差。
解：(1)系统的闭环传递函数为
该系统为二阶系统，且特征方程的各项系数都大于0，所以系统就稳定。
（2）系统在输入信号作用下的误差传递函数为
（3）输入信号的拉氏变换为
（4）利用终值定理可求得系统的稳态误差为
稳态误差。
解：（1）只考虑作用于系统时，，系统的结构图如题图4-16（a）所示。
由题图4-16(a)可知，系统的开环传递函数为
因为系统为0型系统，且
所以，系统的稳态偏差为
又因为
所以，有
（2）只考虑作用于系统时，，以偏差为输出时系统的结构图如题图4-16（c）所示。
由题图4-16(c)可知
所以
1-6 试说明如题图1-6(a)所示液面自动控制系统的工作原理。若将系统的结构改为如题图1-6(b)所示，将对系统工作有何影响？
答：（a）图所示系统，当出水阀门关闭时，浮子处于平衡状态，当出水阀门开启，有水流出时，水槽中的水位下降，浮子也会下降，通过杠杆作用，进水阀门开启，水流进水槽，浮子上升。
（b）图所示系统，假设当前出水阀门关闭时，浮子处于平衡状态，当出水阀门开启，有水流出时，水槽中的水位下降，浮子也会下降，通过杠杆作用，进水阀门会随着水的流出而逐渐关闭，直至水槽中的水全部流出。
解：系统的闭环传递函数为
因为
所以
又因为
所以
或者
系统的单位阶跃响应曲线如题图
4-7所示。
4-10题图4-10为某数控机床系统的位置随动系统的方框图，试求：
（1）阻尼比及无阻尼比固有频率。
（2）求该系统的，和。
解：（1）系统的闭环传递函数为
由系统的闭环传递函数得
（2）
时
时
系统的单位阶跃响应曲线如题图4-10(a)所示。
故
即
又解：（1）运用结构简化的办法，将的引出点后移，可得系统的前向通道传递函数为
则系统的闭环传递函数为
（2）运用信号流图的办法，本系统有一条前向通道，三个单独回路，无互不接触回路
，
由梅逊公式可得系统的传递函数为
3-6试简化题图3-6所示系统结构图，并求出相应的传递函数和。
解：当仅考虑作用时，经过反馈连接等效可得简化结构图（题图3-6(a)），则系统的传递函数为
解：根据系统的开环传递函数可得系统的特征方程为
列出劳斯表如下：
1 2
3 K
K
若系统稳定，则：
（1） >0,即K<6；
（2）K>0;
所以系统稳定时K值的范围为：0<K<6。
4-15系统的开环传递函数为：
求斜坡函数输入时，系统的稳态误差的值。
解：
所以，开环增益为
型次
输入
则
4-16如题图4-16所示系统，已知，试求输入和扰动作用下的
由梅逊公式可得系统的传递函数为
当仅考虑作用时，由图可知，本系统有两条前向通道，两个单独回路，无互不接
触回路，即
，
，
由梅逊公式可得系统的传递函数为
.
3-7已知某系统的传递函数方框如题图3-7所示，其中，R(s)为输入，C(s)为输出，N(s)为干扰，试求，G(s)为何值时，系统可以消除干扰的影响。
解：
当仅考虑作用时，系统结构如题图3-6（b）所示。系统经过比较点后移和
串、并联等效，可得简化结构图，如题图3-6（c）所示。则系统传递函数为
又解：可用信号流图方法对结果进行验证。
题图3-6系统的信号流图如题图3-6（d）所示。
当仅考虑作用时，由图可知，本系统有一条前向通道，两个单独回路，无互不接触回路，即

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