发布时间 : 星期六 文章控制工程基础练习题94题及答案（15页） - 图文更新完毕开始阅读69cabf60650e52ea5418980d
度。
49. 稳定性是指系统处于平衡状态时受到扰动作用后，恢复原有平衡状态的能力。 50. 零输入响应是指控制系统在无输入作用的条件下对非零初始条件的时间响应。 51．使传递函数分子多项式为0的s的值。
52．系统在谐波信号作用下，当输入信号的频率从0→∞变化时，系统稳态响应与输入信号的复数比。
53．控制系统在零初始条件下对输入信号的时间响应。 54．控制系统在幅值和相位上偏离临界稳定值的大小。 55．零初始条件下，控制系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比值叫做系统的传递函数。
56. 又称为调整时间，是指系统的响应到达并保持在终值的一定误差范围内（如2%、5%等）所需的最小时间。
57. 当系统传递函数在s平面右半面没有零点、极点时，其相位最小；具有最小相位传递函数的系统就是最小相位系统。
四、判断说明题 58. 错误。
开环传递函数时闭环控制系统的反馈信号的拉氏变换与控制信号的拉氏变换之比。 59. 错误。
系统地被控制量是水的温度，热水的流量是扰动信号。 60. 错误。
控制系统校正的目的是改善系统的稳态和动态性能，包括改善稳定性。 61. 错误。
传递函数由控制系统的结构和参数决定，与输入信号的形式无关。 62. 正确。
闭环控制系统的控制作用是根据误差产生的，并力图不断地利用误差来消除误差。 63．错误。
系统闭环特征多项式的系数都是负数，满足系统稳定的必要条件；如果劳斯表的第一列也都为负，则该闭环系统稳定。 64．错误。
由于C2、C3是并联的，并非独立的储能元件，所以，该系统是二阶的。 65．错误。
稳态响应是指当时间t趋近于无穷大时，稳定系统的时间响应。 66. 错误。
稳态响应是指在典型输入信号作用下，当t趋近于无穷大时，系统输出信号的表现形式）。 67. 错误。
线性系统是满足叠加原理的系统，静态的线性系统的输出信号与输入信号间具有确定的线性关系，动态的线性系统的输出信号与输入信号间不具有确定的线性关系。 68. 错误。
用微分方程来描述动态系统时，只描述了系统的输出与输入间的关系，即只描述了动态系统的外部特性。 69. 正确。
在用劳斯判据判断系统的稳定性时，首先应检查闭环特征多项式的系数是否同符号，如果相同，则说明满足必要条件，；然后再检查劳斯表第一列的系数有无符号改变，如果没有，则说明系统没有闭环右极点，控制系统稳定。 70. 错误。
控制系统的性能归根决底取决于控制系统的结构和参数，时域性能指标和频域性能指标都是控制系统内在品质的反映，因此，都可以用来评价控制系统的性能。
五、简答题
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71. 稳态加速度误差是指系统受到加速度输入信号作用时被控制量的稳态误差。
?，被控制量是蒸汽机的转速n?。 72. 是闭环控制；反馈量是调节器转速?73．“浮球”用于测量液面位置以用作反馈。“气动阀门”是系统的执行机构，控制流入的水的流量。
74．稳态速度误差是指系统受到斜坡输入信号作用时被控制量的稳态误差。 75. 参考输入信号是ue，控制信号是u=ue－uf，负载转矩是干扰信号。 76. 时间响应是指控制系统在输入作用下在时间域内的变化规律。
77. 控制系统稳定的充分必要条件是：控制系统的全部闭环极点位于s平面的右半面。 78. 稳态误差不仅与系统的结构参数有关，而且与外作用的形式、作用点、大小等有关。
六、综合题
79．列Routh表如下：
Routh表第一列的元素有两次符号改变，因此原系统在虚轴右侧有两个极点。
s4s3s2s1s0121?23334380.单位阶跃输入时，有
1213s?21C(s)?????ss?2s?1(s?1)(s?2)s
C(s)3s?2G(s)??R(s)(s?1)(s?2) ?
4???1?2t?tk(t)?L?1?G(s)??L?1???4e?e?s?1s?2??
81.
R(s)?1s，依题意
?u(t)?1?u(t),?U(s)?而
1s
Xo(s)?12?ss?1 Xo(s)s?3?U(s)s?1
根据传递函数的定义有：
Gb(s)?82．系统开环频率特性可表示为
nyquist of 1/(0.1s2+s)21.510.50-0.5
当ω=0时，|G(jω)| →-0.1/－∞, 相位角为－90°；
当ω→+∞时，|G(jω)|=0，相位角为-180°。系统开环奈奎斯特轨迹如右图所示。
系统开环没有右极点，而奈奎斯特轨迹没有包围点（-1，j0），因此
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Gk(j?)?1j?(1?0.1j?)
Imaginary Axis-1-1.5-2-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5Real Axis-0.4-0.3-0.2-0.10闭环系统稳定。
83．系统开环传递函数可规范化为
可见，系统开环由5个典型环节构成：比例环节K=250、积分环节、转折频率为ω1=0.4Hz
的惯性环节、转折频率为ω2=2Hz的微分环节和转折频率为ω3=4Hz的振荡环节。 20lgK=48，系统开环Bode图如下：
800ss?2?(?1)250?(?1)2G(s)H(s)?0.4?1622?ss3sss23ss(?1)(??1)s(?1)(??1)0.41680.4168
84．系统闭环特征多项式为
由系统的闭环传递函数可列Routh表如下
3 s 1 80 2 s 17 1000K1+100
s3?17s2?80s?(1000K1?100)
1260?1000K1117 s 0
0 s 1000K1+100 0
由Routh判据可知，系统稳定的充分必要条件为：Routh表第一列元素同号，即
1260?1000K117 >0
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1000K1+100>0 解得 －0.1 该系统是二阶的，且各项系数为正，故而该系统是稳定的。 对于输入信号引起的稳态误差，可以用稳态误差系数计算。 系统为I型，开环增益为K1=10。稳态速度误差系数为Kv=10，所以由输入信号引起的稳态误差为0.05。 由扰动引起的误差只能根据定义计算。 扰动引起的输出全部是误差，即 所以， 根据叠加原理，系统总的稳态误差为 0.05－0.1=－0.05 86．输入信号是谐波信号，可以利用频率特性的概念计算稳态输出。 系统的幅频特性为： essn10?N(s)s(s?0.1s)?10 100.1?lims?E(s)?lim(?s?)??0.1s?0s?0s(1?0.1s)?10s En(s)??C(s)??A(?)?0.11?100?0.01 相频特性为： ?(?)??arctg10??84.29? 所以，系统的稳态响应为： 87．由图可得到系统闭环特征多项式为 可见，要使系统稳定，必有。 劳斯表如下： xo(t)?0.02sin(10t?84.29?) 320.01s?0.2?s?s?K 0.0110.2?K0.2??0.01K1s0.2?0sK 0.2??0.01K0.2?由>0，得K<20ξ 所以，ξ>0， 0 s3s2 88．系统开环传递函数可规范化为 s100?(?1)4G(s)H(s)?s2ss(s?1)(2??1)22 可见，系统开环由5个典型环节构成：比例环节K=100、积分环节、转折频率为ω1=1Hz的 惯性环节、转折频率为ω2=4Hz的微分环节和转折频率为ω3=2Hz的振荡环节。 20lgK=40，系统开环Bode图如下。 12