五、综合分析题
机械悬挂系统如题25图所示。图中m1m2是质量，B是粘性阻泥系统，k1k2是弹簧的弹性系统。设m1受到的作用力F（t）为系统的输入信号，m2上的移位y（t）为系统输出信号，求该系统的传递函数。
答案是：答：
解：设中间变量；质量m1上的移位y1，如图3
a所示。以m1为对象列出微分方程：
m1d2y1/dt2=F(
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3．设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=K/s(s+1)(0.1s+1)试确定： (1)使系统的幅值裕度Kg=20dB的K值； (2)使系统的相位裕度=+600的K值。
答案是：答：（1）使系统的幅值裕度Kg=20dBde K值；
由给定条件20Lg1/|G(jω)|=20
即[G(jω)|=
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2.图4为利用加热器控制炉温的反馈系统，试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。
图4 炉温控制结构图
答案是：答：2.解：输出量：炉温。输入量：给定电压信号。被控对象：电炉。
系统包括：电位器、放大器、电机、减速器以
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1.分析题图3，求所示系统的微分方程
答案是：答：Myn(t)+k1·k2/k1+k2·y(t)=f(t)
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5.系统对数频率特性如图2所示，当L(ω)向上平稳时，试问φ(ω)变不变？相位裕量如何变化？
答案是：答：串联超前校正使ω增加，快速性变好，使相位裕量增大，从而使超调量减小，缺点是抗高频繁干扰能力下降。串联滞后校正作用是使
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4.试简述开环对数幅频特性低频段反映系统什么性能？并说明理由
答案是：答：当开环增益k增大，L（ω）向上平移，而ψ（ω）与K无关，并不发生变化。上平移时，ω增大，由图可以看出相位裕量r变小
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3. 下图1λ1，λ2，λ3分别是3个典型二阶欠阻尼系统的闭环极点，比较3个系统动态性能指标相同的有哪些？
答案是：答：Lk（ω）的低频段反应系统的稳态性能，即系统的稳态误差。因为Lk低频段斜率为r·（20dB/dec），并与系统型次r
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2. 试简述对于最小相位系统的Nyquist(乃氏)稳定判据，并举例说明。
答案是：答：因为是最小相位系统，故在S的右半平面内无极点P=0;当ω从-∞到+∞变化时，G（jω）曲线不包围（-1，j0）点时，
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三、简述题
1．试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点。
答案是：答：对开环控制系统
优点（1）接轨简单，容易建造 对于闭环系统
（2）成本低，经济性好 优点①控制精密
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9. 一个系统的输出，部分或全部地被反过来用于控制系统的输入，称为系统的________。
答案是：答：反馈
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8．系统的稳态误差取决于开环传递函数的 和 ，为了减小稳态误差而又不影响稳定性和响应的快速性，为此可采用 校正。
答案是：答： 型次；增益；相位滞后
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7．对于最小相位系统，其井环G(j)H(j)具有 与 正相位裕度 时，其
是稳定的。
答案是：答： 正幅值裕度；闭环系统
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6．系统的传递函数只取决于系统 与 无关。
答案是：答：本身的固有特性 ； 输入和输出
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5．正弦信号经过高于0阶的线性系统后，其 与 均发生变化，而频率不发生变化。
答案是：答：幅值;相位
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4．任何—个线性系统的时间响应是由 与 两部分组成。
答案是：答：瞬态响应；稳态响应
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3．控制系统的传递函数定义为系统 与系统 之比。
答案是：答：输出的拉氏变换；输入的拉氏变换
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2．对控制系统的基本要求是 性、 性、 性和 性。
答案是：答：稳定； 快速；准确；经济
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二、填空题
1．控制系统的反馈是指将系统的 ，部分或全部地 。
答案是：答： 输出 ；返回到输入端
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10. 若二阶系统的单位阶跃响应曲线为一减幅振荡曲线，则该系统为（ ）。
A. 欠阻尼系统 B.临界阻尼系统 C.无阻尼系统
答案是：答A
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9. 二阶系统的下列动态性能指标中，仅（ ）与阻尼比有关。
A. 最大超调量 B.上升时间 C.调整时间
答案是：答A
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8. 闭环系统的偏差为零时，意味着系统的输出（ ）。
A.为零 B.停止改变 C.等于输入
答案是：答C
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7. 二阶系统的动态性能指标中，调整时间ts反映了系统的（ ）。
A.稳定性 B.快速性 C.准确性
答案是：答B
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6. 增大一阶系统的时间常数，则系统的调整时间（ ）。
A.变长 B.变短 C.不变
答案是：答B
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5. 系统的传递函数是在零初始条件下，（ ）其的Laplace变换之比。
A.输入与输出 B.输出与输入 C.输出与偏差
答案是：答C
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4. 属于系统时域数学模型的是（ ）。
A.传递函数 B.微分方程 C.频率特性
答案是：答B
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3. 以下系统中不存在反馈的是（ ）。
A. 并联联接的电灯 B.交流稳压电源 C.直流稳压电源
答案是：答A
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2. 二阶系统的下列动态性能指标中，（ ）仅与阻尼比有关。
A. 最大超调量 B.上升时间 C.调整时间
答案是：答A
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一、选择题
1. 系统能正常工作的首要条件是（ ）。
A. 快速性 B.稳定性 C.准确性
答案是：答B
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5．已知系统的开环传递函数为Gk(S)=100(0.2s+1)/s(s+1)(22+10s+100) ，
在答题纸上按照下图所给比例，画出Bode图的幅频图和相频图（幅频图用渐近线表示即可，但必须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不要求
答案是：答：
解：∵K=100/100=1
ωT1=1，ωT2=5,ωT3=10
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
4．系统方块图如图所示，输入r(t)=1(t)，n(y)=1/2·1(t)。
求系统在r(t)、n(t)各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。
答案是：答：
解：∵E（s)=1/1+6/s+2·4/2s+1·R(s)+4/2s+1/1+6/s+2·N(s)
而R(s)
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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3．系统的方块图如下图所示，
a)求系统的单位阶跃响应；
b)当输入正弦信号x(t)=10sin10t时，系统的稳态响应；
c)求系统的阻尼比和固有圆频率。
答案是：答：a):y(t)=1-e-5tcos5√5t-√5/5e-5tsin5√5t
b):y∞(t)=X0|G(jω)|S
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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2．某系统方块图如图所示，简化该方块图，求出传递Y(s)/X(s)。
答案是：答：G(S)=Y(s)/X(s)=[G1(s)+G2(s)]G3(s)/1+G3(s)+G1(s)G3(s)H(s)
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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三、综合计算题
1．如右图所示的电路系统，输入u1(t)，输出电压u2(t)。
（1）建立系统的微分方程组；
（2）求系统的传递函数。
答案是：1，解：设流过R1的电流为i1(t)，流过R2的电流为i2(t)
则：u1(t)=R1i1(t)+1/C1∫[i1(t
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
4．系统方块图如图所示，输入r(t)=1(t)，n(t)=1/2·1(t)。
求系统在r(t)、n(t)各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。
答案是：答：4，系统的特征方程为：s3+9s2+20s+K=0
Routh阵如右所示，由Routh判据得：
0＜K＜
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
3．系统的方块图如下图所示，
a)求系统的单位阶跃响应；
b)当输入正弦信号x(t)=10sin10t时，系统的稳态响应；
c)求系统的阻尼比和固有圆频率。
答案是：解：稳定。但相位稳定余量小，即稳定程度不好。r，Kg(db),ωc,ωg
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
1．试求一阶系统1/0.5s+1的单位阶跃响应c(t)，画出近似响应曲线，并标出时间常数T的值。
答案是：答：
解：∵（s）=G(s)R(s)=1/0.5s+1·1/s
=1/s-0.5/0.5s+1
∴c(t)=1-e
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=1处提供最大相位超前角的
是
A0.5s+1/2s+1 B2s+1/0.5s+1
C2.5s+1/0.4+1
答案是：答：D
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
19．从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ωc≈200，则下列串联校正装置的
传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整
增益使系统稳态误差减至最小的是
A 0.5s+1/0.5s+1
答案是：答：B
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
18．若已知某系统串联校正装置的传递函数为s+a/s+b，其中a＜b
则它是一种
A 相位滞后—超前校正 B 相位滞后校正
C 相位超前校正 D
答案是：答：C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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17．系统的开环对数坐标图（Bode图）与极坐标图（Nyquist图）之间的对应
关系为
A Bode图上的零分贝线对应于Nyquist图上的（-1，j0）点
B Bode图上的180°线对应于Nyquist图的负
答案是：答：B
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
16．ψ(ωc)为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相位裕度等于
A:180°+ψ(ωc) B:ψ(ωc)
C:180°+ψ(ωc) D:ψ(ωc)-180°
答案是：答;A
更新时间:2023/4/3 12:59:00
出自:青岛理工大学机械工程控制基础复习题
15．设某系统开环传递函数为：G(s)=10/s2(3s+1)，则此闭环系统
A 稳定 B 不稳定
C 临界稳定 D 满足稳定的必要条件
答案是：答：B
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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14．若系统的Bode图在ω1处出现转折（如图所示），其渐近线由-20db/dec转到0db/dec
，这说明系统中有一个环节是
A s+ω1 B ω1/s+ω1
C1/ω1s+1
D ω21/s2+2ξω1s+ω21
答案是：答A
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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13．已知G(s)=K/（1+0.2s）(1+0.8s) ，其相频特性为
A -arctg0.16ω Bsrcth0.2ω+arctg0.8ω
C -(arctg0.2ω+arctg0.8ω) D
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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12．已知G(s)=G1(s)G2(s)，且已分别测试得到：
G1(jω)的幅频特性|G1(jω)|=A1(ω) ，相频∠G1(jω)=ψ1(ω)
G2(Jω)的幅频特性|G2(jω)|=2 ，相频∠G2(jω)=-0.1ω
则
A
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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11．典型一阶惯性环节1/TS+1的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得，
时间常数是
A 响应曲线上升到稳态值的95%所对应的时间
B 响应曲线上升到稳态值所用的时间
C 响应曲线在坐标原点的切线斜率
D 响应曲线在
答案是：答D
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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10．对于二阶欠阻尼系统来说，它的阻尼比和固有频率
A 前者影响调整时间，后者不影响
B 后者影响调整时间，前者不影响
C 两者都影响调整时间
D 两者都不影响调整时间
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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9．系统的单位脉冲响应函数g(t)=10sin4t，则系统的单位阶跃响应函数为
A 40cos4t B 40/s2+16 C 2.5(cos4t-1) D 10/s2+16
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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8．系统的传递函数只与系统的○有关。
A 输入信号 B 输出信号
C 输入信号和输出信号 D 本身的结构与参数
答案是：答：D
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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7．某典型环节的传递函数为G（s）=TS，它是
A 一阶惯性环节 B 二阶惯性环节
C 一阶微分环节 D 二阶微分环节
答案是：答；C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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6．某系统的传递函数为G（s）=(s+10)/(s+10)(s+3)，其零、极点是
A 零点 s=-10，s=-3；极点 s=-10
B 零点s=10 ，s=3；极点 s=10
C 零点s=-10 ；极点s=-
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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5．已知函数f（t）如右图所示，则 F（s）
A 1/se﹣x +1/2s2e-x B 1/se-x-2/s2+13/2s
C 1/s2(se-x+1/2e-x-1/2e-3x-2se-3x)
D 1/s(e
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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4．已知F(s）=1/s(s+a) ，且a＞0，则 f（∞） A 0 B 1/2a C 1/a D 1
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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3． L[f（t）]=s+b2/s2+b2，则f（t）
A sinbt+bcosbt Bbsinbt+cosbt Csinbt+cosbt bsinbt+bcosbt
答案是：答B
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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2．线性系统与非线性系统的根本区别在于
A 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入 B 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入 C 线性系统满足迭加原理
答案是：答C
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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一、单项选择题
1．闭环控制系统的特点是
A 不必利用输出的反馈信息 B 利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制 C 不一定有反馈回路
答案是：答B
更新时间:2023/4/3 12:59:00
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