电大《机电控制工程基础》期末复习模拟试题考试题库资料小抄

机电控制工程基础模拟试题

一、填空（每小题3分，共15分）

1.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为一一。

2.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是——o

3.如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作

状态，这样的系统是——系统。

4.控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从一

到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于——时系统的输出状态。

5,如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为一一系统，其输入、输

出关系常用差分方程来描述。

二、单项选择（每小题3分，共15分）

L已知尸（$）=舄方，其原函数的终值△2=（）。

A.0B.o©

C.1D.3

GM丝

2.传递函数X（s）表示了一个（）。

A.时滞环节

B.振荡环节

C.微分环节

D.惯性环节

3.已知系统输出的拉氏变换为y（s）一

$«+如＞,那么系统处于（）。

A.欠阻尼B.过阻尼

C.临界阻尼D.无阻尼

4.脉冲函数的拉氏变换为（）。

A.0

B.oo

C.常数

D.变量

5.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）。

A.20dB/dec,通过点的直线

B.一20dB/dec,通过。=1点的直线

C.一20dB/dec,通过w=0点的直线

D.20dB/dec,通过3=0点的直线

三、判断题（10分）

1.一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部。（）（3分）

2.系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输出。（）（3分）

3.由Z反变换能求出采样函数脉冲序列的表达式。（）（4分）

四、（20分）

中

设单位反馈系统的开环传递函数:试求单位阶跃响应的性能指标&%及

五、（20分）

Xi=k(r-c)

_dr

X2=Tdl

系统的微分方程M

丁缪+仙=马+马

C=x4-n

^dni

“=7五十”

试：L写出系统的拉氏变换式

2.求出系统的传递函数需!

六、（20分）

已知某单位反馈系统开环传递函数为&（0=两可及其校正前和校正后的对数幅频

特性曲线如图所示。

试求：

（1）画出串联校正环节对数幅频特性曲线，并写出传递函数Gc（s）

⑵写出校正后开环传递函数Gc（s）•Go（s）

（3）校正后相角裕量r（wc）=?

（参考答案）

一、填空（每小题3分，共15分）

1.复合控制系统

2.1/s

3.稳定

4.初始状态oo

5.离散

二、单项选择（每小题3分，共15分）

1.C2.A3.C4.C5.A

三、判断题（10分）

1.错误。（3分）

2.错误。（3分）

3.正确。（4分）

四、（本题20分）

解答：系统闭环传递函数为:

与二阶传递函数的标准形式了不堪耳涯相比较，可知:稼=1,2=%=1,所以g=l4=

0.5,系统为欠阻尼状态，则：

3产5，1—14

方arccosg=60。

所以，单位阶跃响应的性能指标为：

=16.4%；（10分）

£<5%）=3/。=6s;（10分）

五、（本题20分）

解答：（1）将微分方程进行拉氏变换得：

为（$）=HR（s）—c（s））

N2（S）=fSR〈S）

S33（S）=NI（5）+亚（5）—%（S）

(10分)

{TS+1）XA（S）=X3（S）+X5<S）

C（5）=X4（S）—N（5）

%（s）=（Ts+DN（s）

⑵

_________TS________

C(s)_(TS+1)(S+1)_K+rs____（10分）

RG)-1.K"~一(TS+1)(S+1)+K

^(TS+lXS+l)

六、（本题20分）

⑵

QOs+D+1)（10分）

(lOOi+lXO.24+1)

“s(、―、，一10Q0s+l)（5分）

⑵G,(s)・a《s)-式100s+D(o2s+l)

⑶7(5)=9(r+ig,10-tgFoo-tg-io.2=73.6，(5分)

第一章习题答案（供参考）

一、填空

1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做。

反馈

解析：根据反馈的定义式填空。

2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为o

复合控制系统

解析：根据定义式填空。

3.我们把输出量直接或间接地反馈到,形成闭环参与控制的系统，称

作o

输入端闭环控制系统

解析：根据定义式填空。

4.控制的任务实际上就是，使不管是否存在扰动，均能使

的输出量满足给定值的要求。

形成控制作用的规律被控制对象

解析：根据控制的基本概念和定义式填空。

5.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态

这样的系统是系统。

稳定

解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。

6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为和非线性控制系

统。

线性控制系统

解析：根据控制系统分类的基本概念来填空。

7、为了实现闭环控制，必须对量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输

入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除。因比，整个控制系统形成

一个闭合回路。我们把输出量直接或间接地反馈到端，形成闭环,参与控制的系统,

称作闭环控制系统。

输出偏差输入

解析：根据闭环控制的基本概念和反馈的定义填空。

8、

扰动量

V____

输入量_输出量_

控制器♦被控制对象”

Ua

题图

由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为

干预，输出量________按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个控制系统。

1、不能开环

解析：根据开环控制的基本概念填空。

9、如果系统受扰动后偏离了原工咋状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态,

这样的系统称为系统，否则为系统。任何一个反馈控制系统能正常工作，

系统必须是的。

稳定；不稳定；稳定

解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。

二、选择

1.开环与闭环结合在一起的系统称为o()

A复合控制系统；B开式控制系统；C闭环控制系统；D连续控制系统

答：A

解析：根据复合控制系统的基本概念选择。

2.当tf8时:闭环反馈控制系统输出的实际值y(oo)与按参考输入所确定的希望值第(8)

之间的差值叫。()

A微分；B差分；C稳态误差；D积分

答：C

解析：根据稳态误差的基本概念选择。

3.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为o()

A反馈；B负反馈；C稳态差误；D积分

答：B

解析：根据负反馈的基本概念选择。

4.机器人手臂运动控制属于。()

A闭环控制；B开环控制C正反馈控制D连续信号控制

答：A

解析：根据闭环控制系统的具体应用进行选择。

5.自动售货机控制属于o()

A闭环控制；B开环控制C正反馈控制D连续信号控制

答：B

解析：根据开环控制系统的具体应用进行选择。

三、判断题

1.若系统的输出量对系统没有控制作用，则该控制系统称为开环控制系统。

正确。

解析：根据开环控制系统的定义来进行判断。

2.火炮跟踪系统属于开环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

3.自动洗衣机属于闭环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

4.步进电机控制刀架进给机构属于闭环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

5.当系统的输出量对系统有控制作用时，系统称为闭环控制系统。

正确。

解析：根据闭环控制系统的定义来进行判断。

第二章习题答案

一、填空

L于函数/«),它的拉氏变换的表达式为。

00

o

解析：根据拉氏变换的定义填空。

2.单位阶跃函数对时间求导的结果是。

单位冲击函数

解析；“单位阶跃函数对时间求导的结果是单位冲击函数”是一个基本常识。

3.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是

s

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

4.单位脉冲函数的拉普拉斯变换结果为

1

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

5.的拉氏变换为o

1

5+1

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

6.F[s]=—5—的原函数的初值/(0)=___________，终值/3)=________

s(s+l)

0,1

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：/(O)=lim/(r)=DmsF(s).

f—>0ST00

终值定理：/(oo)=lim/(f)=lims/⑸/

t-w$->0

7.已知了⑺的拉氏变换为——二一，则初值/(0)=()。

(s+2)~+4

0

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：/(0)=lim/(r)=lim5F(.v)o

r—>0$—>QO

8./(o="2,sin2t的拉氏变换为o

s

(s+2)2+4

解析：根据位移性质

若4/(r)J=F(s),则―/⑴]=F(s+a)

这个性质表明，函数/⑺乘以后的拉氏变换等于/⑺的拉氏变换产G)中的s参变

量用s+。代换。

求sin口，的拉氏变换。

因为“sinw]=2,

S+0)

a,

故L[e~sin(ot]=-----且----7

(s+a)-+"

9.若L[f(t)]=/⑸，则L[e-a,f(t)]=o

"(s+a)

解析：根据位移性质

若L[/(0]=F(5),则〃//(，)]=F(s+a)

008

证明：L[e-a,f(t)]=je-a,f[t}e-x,dt=J力

00

令s+a=2

8

则L[e~a,f(t)]=Jf⑴e…dt=FW=F[s+a]

0

这个性质表明，函数/⑺乘以e-"后的拉氏变换等于/⑺的拉氏变换尸(s)中的s参变

量用s+a代换。

10.若L[f(t)]=F(s),则L[f(t-2)]=o

e-2sF(s)

00

解析：根据拉氏变换的延迟特性求解，L[f(t-r)]=jf(t-r)e-s,dt

0

令T=t-r,t=v+T,力=27代入上式得

88

jf(T)e-s(r+T)dT=[f(T)exTdT=e-STF(s)

00

这个性质表明，时间函数f(t)的变量在时间轴位移T,其拉氏变换等于f(l)的拉氏变换F(s)

乘以指数因子e""。

二、选择

的拉氏变换为()。

2

,1c05八0.5n1

A.—B.----C.----D.一

2s5+1s-\2

答：B

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

2.e-r的拉氏变换为()。

A」B.2C.'口LN

2s5+15+22

答：C

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

3.脉冲函数的拉氏变换为()。

A.0B.8

C.常数D.变量

答：C

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

4./(力=5%)，则〃％)]=()。

A.5B.1C.0D.-

S

答：A

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

Z+3S+3

5.己知F(s)=——$十十D——，其原函数的终值/«)=()o

s(s+2)(s~+2s+5),->oo

A.8B.0C.0.6D.0.3

答：D

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：/(oo)=lim/(/)=lim5F(.v)o

S2+2S+3

6.已知/(5)二3十八十J,其原函数的终值/«)=()。

5(52+55+4)

A.0B.8c.0.75D.3

答：C

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：/(8)=lim/«)fimsF(s)。

—oos->0

7.已知尸(5)==6一〃〃，其反变换f(t)为()o

s

A.--(t-av)B.a(t-nv)C.a-te~nTI),-(t-nv)

nra

答：B

解析：首先/")=/,m为整数，求/⑺的拉氏变换。

由于/(0)=/(0)=……=/<-'>(0)=0,且广哂(。二加，由拉氏变换微分性质得

4rM(f)]=$F/(f)]，又因“-⑼(£)]=4刚=*s

故4/(3=4/皿⑺]

然后根据拉氏变换的延迟特性求解，Uf(t-T)]=[f(t-T)e-S，dt

令T=t-r,t=r+T,力=d7代入上式得

Jf(T)eS>dT=e-sr^f(T)e-sTdT=e-STF(s)

因此1[。一丁尸]=""初/s'm

8.已知尸(s)=—5—,其反变换f(t)为()。

5(5+1)

A.\-e{B.l+e~lC.l-e~fD.e~{-1

答：C

解析：由部分分式法求解。

9./«)=6-'sin2,的拉氏变换为()o

(5+4)+4

(5+1)2+4

答：C

解析：根据位移性质

若L[f(t)]=F(s),则必”/⑴]=F(s+a)

这个性质表明，函数/(/)乘以e一"后的拉氏变换等于f(t)的拉氏变换F(s)中的s参变

量用s+a代换。

求e-"sinGf的拉氏变换。

因为L[sind?rJ=60

s+co

L[e~a,sin<wr]=

(S+4)24-69

10.图示函数的拉氏变换为()o

0T

二（—

A.B.

TSas

C.D.

asTS

答：A

解析：根据典型斜坡函数以及阶跃函数的拉氏变换结果和拉氏变换的延迟特性求解。

三、判断

00

1.满足狄利赫利条件的函数f⑴的拉普拉斯变换为尸(5)="/(川=]7。)1力，积分的

0

结果取决于参数t和s,F(s)称为f⑴的象函数，而f⑴为F(s)的原函数。

错误

解析：以上定义式为定积分，积分限。和8是固定的，所以积分的结果与t无关，而只取决

于参数s,因此，它是复数s的函数。

2.若尸⑸:一!一，则"8)=0。

5-9

错误

解析：根据拉氏反变换的结果进行判断。

3.7⑺的拉氏变换为网$]=--—,则/⑺为3(1-夕”)。

s(s+2)

正确

解析：由部分分式法求解。

4.单位抛物线函数为

0/<01

“(f)=11，、八，其拉普拉斯变换结果为一7。

12

错误

解析：

根据拉普拉斯变换的定义，单位抛物线函数的拉普拉斯变换为

凡s]=L[1r2]=jlt2e-s,dt=\R<s)>0

2o2s

5.已知/(f)=1-6功，/(f)的拉氏变换为尸(s)=4/«)]二!一一—.

S5-2

错误

112

解析：应用线性性质，F(s)==------=-----o

ss+2s(s+2)

第三章习题

一、填空

1.描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的。

数学模型

解析:根据数学模型的定义式来填空。

2.在初条件为零时,与之比称为线

性系统（或元件）的传递函数。

输出量的拉氏变换；输入量的拉氏变换

解析：传递函数的定义式。

3.根据自动控制系统的特性方程式可以将其分为和非线性控制系统。

线性控制系统

解析：根据自动控制系统的分类的基本概念来填空。

4.数学模型是描述系统的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的

数学表达式。

瞬态特性

解析：建立数学模型的功能和作用。

5.如果系统的数学模型,方程是的，这种系统叫线性系统。

线性

解析：线性系统的基本概念。

6.______环节的传递函数是G（s）=》=-^<,

Ts+1

惯性

解析：惯性环节的基本定义式。

7.

R

II------------0

Ttt)

%（£）

CTm)

O

题图

根据以上题图填空，RC+%（，）=〃,.（，）

点。（，）

dt

解析：根据电容电流与电压的关系以及电路欧姆定理来解答。

8.运动方程式/等+M)=砍9)描述的是一个o

惯性环节

解析：根据惯性环节的微分表达式来填空。

二、选择

1.已知线性系统的输入x(t),输出y(t),传递函数G(s),则正确的关系是。()

A.y(t)=x(t)U][G(s)]B.Y(s)=G(s)X(s)

C.X(s)=Y(s)G(s)D.Y(s)=G(s)/X(s)

答：B

解析：根据传递函数的定义，G(s)=Y(s)/X(s),所以Y(s)=G(s)-X(s)。

2.线性定常系统的传递函数是o()

A.输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比B.零初始条件下，输山与输入之比

C.零初始条件下，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比D.无法求出

答：C

解析：传递函数的定义。

3.已知系统的传递函数为一!—,则该系统的时域原函数g(t)是____0()

s(s+1)

A.l+e~fB.\-e-lC.l+e'D.\-e'

答：B

解析：根据部分分式展开，一—="一一L,所以一!—的反变换为

5(5+1)S5+15(5+1)

4.传递函数G(s)=±/=eF表示了一个

.()

X(s)

A.时滞环节B.振荡环节C.微分环节D.惯性环节

答：A

解析：时滞环节的微分方程为

削二W一丁)

其传递函数G(s)=黑=

5.一阶系统的传递函数为上3一：其单位阶跃响应为()

5s+l

_t__t__t__t_

A.1一e'B.3-3e*C.5-5eD.5+5e,

答：B

解析：•阶系统的传递函数为一3—，其阶跃响应的传递函数为一3--,进行部分分式

5s+1s(5s+1)

333」

分解得：一--=-一一因此其反变换为3—3e5。

s(5s+1)s5+1/5

6.设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f⑴为输入量，位移y(i)为输出

量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：()

A.1B.2C.3D.4

答：B

解析：弹簧振子是二阶系统。

7.下图所示的系统开环传递函数G«(s)为()。

X(s)

图

GG_________(5+G2)

1+54+(6+62)。•也

I+G3HI+(G,+G2)G3H2,

(G+62)63凡(G+G)-G

C.G[s)=t23

I+G3H1I+G3//I+(G1+G2)G3/72

答：c

解析：首先要注意题目要求求出开环传递函数，观察A,B,D答案都不对，因为它们的分

子上都不含“2,所以只有C符合要求。

8.以下图形a为输入x(t)波形，图b为输出y(t)波形，所描述的是一个()

ab

A.积分环节B.微分环节C.惯性环节D.时滞环节

答案：D

解析：显然输出比输入之后迟后了一些，这是一个时滞环节。

三、判断

1.数学模型是描述系统稳态特性的数学表达式。

错误

解析：根据数学模型的定义式来判断。

2.如果系统的数学模型方程是线性的，这种系统叫线性系统。

正确

解析：根据线性系统的定义来判断。

3.线性定常系统的传递函数是指初始条件不为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的

比。

错误

解析：一定要注意，传递函数是指初始条件为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比。

4.传递函数反映系统本身的瞬态特性，与输入有关。

错误

解析：传递函数的特点是与输入无关，只与系统自身结构、参数有关。

5.对于可实现的物理系统，传递函数分母中s的阶次必大于分子中s的阶次。

正确

解析：根据传递函数的特点来判断。

6.传递函数并不反映系统的物理结构。

正确

解析；这是传递函数的特点。

7.不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。

正确

解析：这是传递函数的特点。

8.比例环节（放大环节）的输出量与输入量的关系为y（，）=Kr（f）,K是一个变量。

错误

解析：根据比例环节的定义，比例环节（放大环节）输出量与输入量的关系为

心⑺

式中K—环节的放大系数（常数）。

9.比例环节的传递函数为G（s）=g*=K。

正确

解析：根据比例环节的定义来判断。

10.常见的电子放大器，齿轮减速器，杠杆等均属于比例环节。

正确

解析：根据比例环节的实际应用来判断。

11.当输入x(t)为单位阶跃信号时，输出y(t)如图所示，那么这个系统一定是一个微分环

节。

错误

解析：根据图像可以看出，输出是输入的积分，所以这个系统是一个积分环节。

第四章习题答案

一、填空

1.电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等等，均可视为O

答案：阶跃作用

解析：根据阶跃信号的定义以及物理意义来填空。

2.函数6(0可认为是在间断点上单位阶跃函数对时间的导数。

答案：单位脉冲

解析：这是单位脉冲函数的特点。

3.超调量是指在瞬态过程中，输出量的值超过稳态或输入值的百分数。

答案：最大

解析：根据超调量的定义来填空。

4.过渡过程时间或调节时间ts是指量与稳态值之间的偏差达到允许范围(一般

取2%或5%)并维持在此允许范围以内所需的时间。

答案：输出

解析：根据对调节时间基本概念的理解来填空。

5.3n和U这两个参数是决定二阶系统瞬态特性的非常重要的参数，那么可把二阶系统的

传递函数写成含有这两个参数的标准式，即。

答案：=F—U——7

解析：二阶系统闭环传递函数的标准表达式是一个重要基本概念，要求记忆:

G<s)=

二、单项选择

2

1.一阶系统的传递函数为——,其时间常数为。()

s+0.25

A.0.25B.4C.2D.1

答：B

解析：

惯性环节的运动方程式为：

传递函数：G(s)=型=上一，式中7—环节的时间常数；

2.若二阶系统的阻尼比为0.4,则系统的阶跃响应为o()

A.等幅振荡B.衰减振荡C.振荡频率为的振荡D.发散振荡

答：B

解析：在((KCG)的情况下，二阶系统的瞬态响应的瞬态分量为一按指数哀减的简谐振

荡时间函数，阻尼比越小，最大振幅越大。

3.二阶系统的超调量6%。()

A.只与，有关B.与，无关

C.与以和《无关C.与明和？都有关

答：A

解析：依据超调量的定义：

5%=)'(&)一)‘(89X100%

y3)

对于单位阶跃响应，3%=--」—"小小皿%〃+9)X100%

2

因为sin(a)(/tm+6)=sin(o〃•Jl-^-----f+。)=sin(/r+G)

吗卜1

=-sin6?=-71-<2

5

所以J%=exlOO%

可知，超调量只是阻尼比C的函数，而与无阻尼自然频率3n无关。

4.两个二阶系统的超调量5%相等，则此二系统具有相同的。()

A.conB.?C.KD.以

答：B

解析：因为超调量5%—e51><100%,超调量只是阻尼比4的函数，所以两个二阶系

统的超调量5%相等，则此二系统具有相同的，。

5.对二阶欠阻尼系统，若保持4不变，而增大口“，则o()

A.影响超调量B.减小调节时间C.增大调节时间D.不影响调节时间

答：B

解析：超调量只是阻尼比C的函数，而与无阻尼自然频率3n无关。调节时间的计算公式

为：

1「1213

^.(5%)=-3--ln(l-^2)«—,0<<<0.9

7叫L2」，叫

小2%)二44-%(—2)*3,0<<<0.9

可见，增大&”，则会减小调节时间。

6.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是()。

,Kns+d八K1

Ts+\(s+a)(s+b)s2(s+a)5+1

答：C

解析：单位斜坡函数输入。X(s)=《

s

系统的稳态误差为

£(oo)=limsE(s)=lim-----------=-----!----

DD5[1+Gk(5)]limsG.(5)

在速度信号输入情况下，。型系统的稳态误差为无穷大，也就是说，系统输出量不能跟

随系统的输入量；1型系统有跟踪误差；2型系统能准确的跟踪输入，稳态误差为零。因此

答案C正确。

7.系统的传递函数为一3■，则该系统在单位脉冲函数输入作用下输出为()o

s(s+3)

A.3(l-e-3/)B.l+"3'C.l-e-3/D.3(1+"，

答：C

解析：因为单位脉冲函数的拉氏变换结果是1,那么系统在单位脉冲函数输入作用下输出的

拉氏变换为二3^，那么将一371进行部分分式分解得一3^-=已1-一1二，对其进行

s(s+3)s(s+3)s(s+3)s5+3

拉氏反变换可知答案C正确。

8.系统的时间响应由瞬态响应和两部分组成。()

A.稳态响应B.暂态响应C.冲激响应D.频率响应

答：A

解析：根据系统时间响应组成的基本定义来选择，系统的时间响应是曰瞬态响应和稳态响应

两部分组成。

9.系统受到外加作用后，系统从初始状态到最终稳定状态的响应过程称o()

A.稳态响应B.瞬态响应C.冲激响应D.频率响应

答：B

解析：根据瞬态响应的定义来选择答案。

10.系统的瞬态响应反映系统的。()

A.准确性B.误差C.稳定性和响应的快速性D.稳定性和误差

答：C

解析：根据瞬态响应的定义不难理解，瞬态响应反映系统的稳定性及响应的快速性；稳态响

应反映系统的准确性或稳态误差，因此答案C正确。

三、判断题

1.系统受到外界扰动作用后，其输出偏离平衡状态，当扰动消失后，经过足够长的时间，

若系统又恢复到原平衡状态，则系统是稳定的。

正确

解析：根据系统稳定性的定义来判断。

2.系统的全部特征根都具有负实部，则系统一定是稳定的。

正确

解析：系统稳定的充分必要条件是系统的全部特征根都具有负实部。

3.输出端定义误差是指希望输出与实际输出之差。

正确

解析：这是误差的定义。

4.输入端定义误差是指输入与主反馈信号之差。

正确

解析：根据误差的定义来判断。

5.稳态误差的表达式是分=Hme(f)=limE(s)。

r-x=ojf->0

错误

解析：稳态误差的表达式应该是4、=lime(t)=limsE(s)

，一>30>0

6.系统在外加作用的激励下，其输出随时间变化的函数关系叫时间响应。

正确

解析：这是时间响应的定义。

7.系统的稳态响应是指系统受到外加作用后，时间趋于无穷人时，系统的输出。

正确

解析：这是时间响应中稳态响应的定义。

8.电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等，均可视为冲激作用。因此冲激信

号是评价系统瞬态性能时应用较多的一种典型信号。

错误

解析：电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等都是阶跃信号作用，而不是冲激

信号作用。

9.x（r）=L/是单位速度函数，其拉氏变换为X（s）=l，它表征的是速度均匀变化的信

号。

错误

解析：产是单位加速度函数，其拉氏变换为x（s）=；,它表征的是加速度变化

253

的信号。

10.单位脉冲函数的幅值为无穷大，持续时间为零是数学上的假设，在系统分析中很有用处。

正确

解析：根据单位脉冲函数定义式不难理解，它的幅值为无穷大，持续时间为零，脉冲信号在

系统分析中有很重要的作用，我们常见的闪电信号就可以用脉冲信号来描述。

第五章习题答案

一、填空

1.n型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为。

-40dB/dec

解析：II型系统的对数幅度频率特性曲线的渐进斜率特点是低频段-40dB/dec,中间频段-

20dB/dec,高频段-40dB/dec。

2.43）=更»=顺加）|为系统的,它描述系统对不同频率输入信号的

xo

稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。0（0）=NG（/&）为系统的,它描述

系统对不同频率输入信号相位迟后3<0）或超前3>0）的特性。

幅频特性，相频特性

解析：根据幅频特性和相频特性的定义来填空。

3.频率响应是响应。

正弦输入信号的稳态

解析：根据频率响应的定义来填空。

4.对于一阶系统，当3由0―8时，矢量D（j＜o）______方向旋转殳，则系统是稳定的。

o

否则系统不稳定。

逆时针

解析：本题需要学习者掌握用频率法判断闭环系统的稳定性的结论，即对于一阶系统，当3

由0-8时，矢量D（j3）逆时针方向旋转工，则系统是稳定的。否则系统不稳定。

5.当输入信号的角频率3在某一范围内改变时所得到的一系列频率的响应称为这个系统

的。

频率特性

解析：根据系统频率特性的定义来填空。

6.控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从

到接近最终状态的响应过程；稳杰过程是指时间t趋于时系统的输出状态。

初始状态无穷

解析：控制系统时间响应包含了瞬态响应和稳态响应两个过程，其中瞬态响应过程是指系统

从0时刻初始状态到接近最终状态的响应过程,稳态响应过程则是指时间t趋于无穷时系统

的响应。

7.若系统输入为Asin。1,其稳态输出相应为3sin（G/+。），则该系统的频率特性可表示

为O

B坤

A

解析：根据频率特性的基本定义来填空，4。）=生»=口（/口）|为系统的幅频特性，它

%

描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。0（o）=NG（/。）为

系统的相频特性，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相;立迟后（。＜0）或超前

（。＞0）的特性。幅频特性和相频特性可由一个表达式表示，即G（/0）=|G（於）上例⑷

称为系统的频率特性。

二、选择

1.题图中R-C电路的幅频特性为o()

Ri(Z)d

o-------I|-^-|-------o

xMdy(t)

J1+T①2Jl+(77y)2

C.,1=D.：~:

Jl-(ny)211+加

答：B

解析：R-C电路的传递函数为G(s)=—,式中T=RC时间常数。

7\+l

正弦输入信号为电路频率特性以代替可得:

x(f)=x0sincot,j3s

G(jco)=—!—=|G(">)|e"w,因此，幅频特性为:

1+“。

|G(Jty)|=।-----------1=/1=o

|1+〃创g(Jcof

2.已知系统频率特性为——，则该系统频率还可表示为()

1-/38

A.5〃依'。’5C./§

B.JUD5e-j^

J/+i加+i

答：C

解析：根据系统频率特性的指数表示形式：

G(j①)=\G(jco),用3=A(Me"⑹

式中A(3)是复数频率特性的模，称幅频特性；0(G)是更数频率特性的相位移、称相

频特性。两种表示方法的关系为A(o)=)/2(0)+。2(0)；。(0)=吆"2竺，所

P(0)

以答案C正确。

3.己知系统频率特性为一5—，当输入为道r)=sin2f时，系统的稳态输出为()

5ja)+\

A.sin(2f+fg"53)B..1sin(2r+tg-l5co)

J/+1

C.sin(2r-r^-l5d7)D..=sin(2r-tg5<y)

J25〃+1

答：D

解析：系统的频率特性为G("y)=一!—，其幅频特性为：

1+”公

\p(jco)1=।-----------1,

[1+/网jl+(T①)2

相频特性为：(Ka))=ZG(jco)=Tg7Tco,

系统的频率响应为y(f)=]；•sva(cot-tg~xTco),所以答案D正确。

J1+(TO)2

4.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为()

A.20。/，通过3=1点的直线B.-2。"％，通过3=1点的直线

/dec/dec

C.-204%，通过3=0点的直线D.2()4%，通过3=0点的直线

/dec/dec

答：A

解析：理想微分环节的传递函数为G(s)=s,幅相频率特性为G(Ay)=/&=@J%

,幅频特性为4(3)=。；相频特性为0(3)=%,其对数幅频特性为：

L(co)=20logA(a))=20log0

显然，理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为20d%"，通过3=1点的直线。

5.开环传递函数GK(S)的对数幅频特性与对数相频特性如图所示，当K增大时：()

L3)

co