机械控制工程基础强化题

1、简答题1、系统稳定的充分且必要的条件是什么？答：稳定系统的特征方程根必须全部具有负实部；或者说系统传递函数Xo（s）的极点全部位于S复平面的左半部。Xi（s）2、什么是频率响应？何为频率特性？答：控制系统对正弦信号（或谐波符号）的稳态响应称为频率响应；频 率特性就是指线性系统或环节在正弦函数作用下，稳态输出与输入之比对频 率的关系特性。3、偏差与误差有何区别？在什么情况下两者相等？答：当反馈通道传递函数H（s）=1，即单位反馈时，误差与偏差相等，物理刚量也相同。4、什么叫幅值裕量和相位裕量？对二者一般有何要求？答：在幅值交界频率上，使系统打到不稳定边缘所需要附加的相角滞后 量（或超前量），称为

2、相对裕量；在相位交界频率处开环频率特性幅值的倒数，称为幅值裕量； 要求：（1）控制系统的幅值裕量和相位裕量，是开环奈式曲线对（-1， jO ）点靠近的度量，因此，这两个裕量可以用做设计准则。（2）为了得到满意的性能，相对裕量应该在 3O0 6O0之间，幅值裕量应当大于6dB。（3）对于最小相位系统，只有当相位裕量和幅值裕量都为正值 时，系统才是最稳定的；（4）对于最小相位系统，开环幅频和相频特性之间有确定的对应关系，3O06O05、线性系统的特点是什么?5、何为最小相位系统？其幅频特性与相频特性之间有什么关系？6、传递函数的典型环节有那些？它们的表达式是什么？7、时间响应由那两部分组成？它们的

3、含义是什么？8什么是时间响应？9、以欠阻尼二阶系统单位阶跃响应为例，试解释与系统性能相关的 时域指标及其意义？10、什么是反馈及反馈控制？11、什么是数学模型？12、系统的频率特性的定义？它由那两部分组成？13、试绘制各典型环节的伯德图和乃奎斯特图14、频域性能指标Mr, 3 r, 3 b,和频宽的定义是什么？如何计算二阶系 统的上述指标？15、什么是开环传递函数？什么是闭环传递函数？16、什么是反馈？什么是开环系统？什么是闭环系统？二、计算题95%所需要的时间。G(s) ，求这个系统的单位阶跃 -s(s ：响应。5、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)，试求系统的上升时间、 s(s

4、出)2、单位负反馈控制系统的开环传递函数为10试求输入为Xi(t)=4 -6t .屮时系一 s(s+4)统的稳态误差ess。3、已知系统的单位脉冲响应函数为w(t10e'2t 5e'5t(1) 求系统的传递函数；(2) 确定系统的单位阶跃响应达到稳态值的4、设单位负反馈控制系统的开环传递函数为峰值时间、最大超调量和调整时间。6、某线性定常系统的单位阶跃响应为1-e -t/T，求该系统的单位脉冲响应。7、某放大器的传递函数为G(s.K，今测得其频域响应，当3 =1s-1时，幅Ts出频 12，相频屮=-45 。问放大系数K和时间常数T各为多少？A W28、设单位负反馈控制系统的开环

5、传递函数为G®当系统输入信号为K(t) =sin(t 30 )时，试求系统的稳态输出。9、绘制下列开环传递函数的乃奎斯特图，并判断其闭环系统的稳定性。(1)G(s)H(s)侖(3)(4)G(s)H(s)二250s( s 川 50)G(s)H(s)=250s2(：；50) G(s)H(s)=sr1G(s)H(s) =0.01s20.1s 110、 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s) _10,试求闭环系统(0.2s ¥)(0.02s+1)系统的Mr, 3 r, 3 bo11、画出具有下列传递函数的对数幅频特性渐近线(1)G(s)=10(2s -1)(8s 1)(2)G(s)250s2(s2 +s +1)(6s +1)(3)G(s) J證竺s (s 40.1)12、写出课本P 8 2页4-6的a-e的最小相位系统的传递函数。13、单位负反馈控制系统开环传递函数定使系统稳定时增益K的取值范围。W(2s 1)(s 4)试用劳斯稳定判据确14、某单位反馈最小相位系统开环幅频特性渐近线如图3所示，试确定其开环传递函数G(s)15、求出下列开环传递函数G