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第一章习题答案
一、填空
1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做反馈
2.有些系统中,将开环与闭环结合在一起,这种系统称为复合控制系统
3.我们把输出量直接或间接地反馈到反馈形成闭环参与控制的系统,称作闭环控制系统
4.控制的任务实际上就是形成控制作用的规律,使不管是否存在扰动,均能使被控制对象的输出量满足给定值的要求
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稳定系统
6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质,可以分为线性控制系统和非线性控制系统
7、为了实现闭环控制,必须对输出量进行测量,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偏差因此,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输入端,形成闭环参与控制的系统,称作闭环控制系统
8、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
9、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
二、选择
1.开环与闭环结合在一起的系统称为()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
2.当时,闭环反馈控制系统输出的实际值与按参考输入所确定的希望值之间的差值叫()A微分;B差分;C稳态误差;D积分答C3.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为()A反馈;B负反馈;C稳态差误;D积分答B4.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__控制答A5.自动售货机控制属于()A闭环控制;B开环控制C正反馈控制D连续__控制答B
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2.火炮跟踪系统属于开环控制系统错误3.自动洗衣机属于闭环控制系统错误4.步进电机控制刀架进给机构属于闭环控制系统错误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第二章习题答案
一、填空
1.于函数,它的拉氏变换的表达式为
2.单位阶跃函数对时间求导的结果是单位冲击函数
3.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是
4.单位脉冲函数的拉普拉斯变换结果为
15.的拉氏变换为
6.的原函数的初值=0,终值=
17.已知的拉氏变换为,则初值=
(0)
8.的拉氏变换为
9.若,则
10.若,则
二、选择
1.的拉氏变换为(B)A.B.C.D.
2.的拉氏变换为(C)A.B.C.D.3.脉冲函数的拉氏变换为(C)A.0B.∞C.常数D.变量
4.,则(A)A.5B.1C.0D.
5.已知,其原函数的终值(D)A.∞B.0C.
0.6D.
0.
36.已知,其原函数的终值(C)A.0B.∞C.
0.75D.
37.已知,其反变换ft为(B)A.B.C.D.
8.已知,其反变换ft为(C)A.B.C.D.
9.的拉氏变换为(C)A.B.C.D.
10.图示函数的拉氏变换为(A)a0τtA.B.C.D.
三、判断1.满足狄利赫利条件的函数ft的拉普拉斯变换为,积分的结果取决于参数t和s,Fs称为ft的象函数,而ft为Fs的原函数错误
2.若=,则=0错误
3.的拉氏变换为,则为正确4.单位抛物线函数为,其拉普拉斯变换结果为错误5.已知,的拉氏变换为错误第三章习题
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
2.在初条件为零时,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统(或元件)的传递函数
3.根据自动控制系统的特性方程式可以将其分为线性控制系统和非线性控制系统
4.数学模型是描述系统瞬态特性的数学表达式,或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式
5.如果系统的数学模型方程是线性的,这种系统叫线性系统6.惯性环节的传递函数是7.题图根据以上题图填空,8.运动方程式描述的是一个惯性环节
二、选择
1.已知线性系统的输入xt,输出yt,传递函数Gs,则正确的关系是BA.B.C.D.
2.线性定常系统的传递函数是CA.输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比B.零初始条件下,输出与输入之比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
3.已知系统的传递函数为,则该系统的时域原函数gt是BA.B.C.D.
4.表示了一个(A)A.时滞环节B.振荡环节C.微分环节D.惯性环节
5.一阶系统的传递函数为;其单位阶跃响应为(B)A.B.C.D.6.设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统,如图所示,以外力ft为输入量,位移yt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(B)A.1B.2C.3D.47.下图所示的系统开环传递函数为(C)A.;B.;C.;D.8.以下图形a为输入xt波形,图b为输出yt波形,所描述的是一个(D)abA.积分环节B.微分环节C.惯性环节D.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
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4.传递函数反映系统本身的瞬态特性,与输入有关错误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6.传递函数并不反映系统的物理结构正确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8.比例环节(放大环节)的输出量与输入量的关系为,K是一个变量错误9.比例环节的传递函数为正确11.当输入xt为单位阶跃__时,输出yt如图所示,那么这个系统一定是一个微分环节错误第四章习题答案
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,均可视为阶跃作用2.单位脉冲函数δt可认为是在间断点上单位阶跃函数对时间的导数3.超调量是指在瞬态过程中,输出量的最大值超过稳态或输入值的百分数4.过渡过程时间或调节时间ts是指输出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5.ωn和ζ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
二、单项选择
1.一阶系统的传递函数为,其时间常数为BA.
0.25B.4C.2D.
12.若二阶系统的阻尼比为
0.4,则系统的阶跃响应为BA.等幅振荡B.衰减振荡C.振荡频率为的振荡D.发散振荡
3.二阶系统的超调量AA.只与有关B.与无关C.与和无关C.与和都有关
4.两个二阶系统的超调量相等,则此二系统具有相同的BA.B.C.KD.
5.对二阶欠阻尼系统,若保持不变,而增大,则BA.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
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CA.B.C.D.
7.系统的传递函数为,则该系统在单位脉冲函数输入作用下输出为(C)A.B.C.D.8.系统的时间响应由瞬态响应和两部分组成(A)A.稳态响应B.暂态响应C.冲激响应D.频率响应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(B)A.稳态响应B.瞬态响应C.冲激响应D.频率响应10.系统的瞬态响应反映系统的(C)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
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
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
3.输出端定义误差是指希望输出与实际输出之差正确4.输入端定义误差是指输入与主反馈__之差正确5.稳态误差的表达式是错误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,时间趋于无穷大时,系统的输出正确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__是评价系统瞬态性能时应用较多的一种典型__错误9.是单位速度函数,其拉氏变换为,它表征的是速度均匀变化的__错误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第五章习题答案
一、填空
1.Ⅱ型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为–40dB/dec
2.为系统的幅频特性,它描述系统对不同频率输入__的稳态响应幅值衰减(或放大)的特性为系统的相频特性,它描述系统对不同频率输入__相位迟后或超前的特性
3.频率响应是正弦输入__的稳态响应
4.对于一阶系统,当ω由0→∞时,矢量Djω方向旋转,则系统是稳定的否则系统不稳定逆时针
5.当输入__的角频率ω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
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初始状态到接近最终状态的响应过程;稳态过程是指时间t趋于无穷时系统的输出状态
7.若系统输入为,其稳态输出相应为,则该系统的频率特性可表示为
二、选择
1.题图中R-C电路的幅频特性为BA.B.C.D.
2.已知系统频率特性为,则该系统频率还可表示为(C)A.B.C.D.3.已知系统频率特性为,当输入为时,系统的稳态输出为(D)A.B.C.D.4.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为()A.,通过ω=1点的直线B.-,通过ω=1点的直线C.-,通过ω=0点的直线D.,通过ω=0点的直线答A5.开环传递函数的对数幅频特性与对数相频特性如图所示,当K增大时(A)A.Lω向上平移,不变B.Lω向上平移,向上平移C.Lω向下平移,不变D.Lω向下平移,向下平移
三、判断
1.已知系统频率特性为,则该系统可表示为错误
2.一阶微分环节的传递函数为,其频率特性可表示为错误
3.积分环节的对数幅频特性是一条斜率为的直线正确
4.系统的传递函数,输出与输入的相位差是错误
5.系统的传递函数,当输入__频率为Hz,振幅为时,系统的稳态输出__的频率是1Hz正确6.系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件错误7.图中所示的频率特性是一个积分环节错误第六章习题答案
一、单项选择
1.增大系统开环增益K值,使系统BA.精度降低B.精度提高C.稳定性提高D.精度不受影响
2.串联校正环节,是属于环节AA.相位超前校正B.相位迟后校正C.相位迟后──超前校正D.以上都不对
3.已知校正环节,若作为迟后校正环节使用,则系数应为CA.1α0B.α=0C.α1D.
0.707α
04.系统如图所示,为一个装置.(B)A.串联校正B.并联校正C.混合校正D.正反馈校正5.在实际工程系统中常用来实现类似迟后──超前校正作用?AA.比例──积分──微分调节器B.微分调节器C.积分调节器D.比例──积分调节器
二、判断题1.在系统校正中,常用的描述系统稳定性的指标有相角裕量和幅值裕量等正确2.截止频率是描述控制系统精度的指标,它可以直接确定系统的稳态误差错误3.描述系统快速性的指标通常有穿越频率,截止频率等正确4.为改善系统的性能,通常在系统中增加新的环节,这种方法称为校正正确5.顺馈校正是一种串联校正错误6.反馈校正是一种并联校正正确7.相位超前校正会降低系统的稳定性错误8.相位迟后校正能够提高系统开环增益,从而提高稳态精度正确9.相位迟后──超前校正适用于稳定性和稳态精度要求较高的场合正确10.用频率法校正控制系统,实际上就是采用校正环节来改善频率特性形状,使之具有合适的高频、中频、低频特性和稳定裕量,以便得到满意的闭环系统性能指标要求正确第七章习题答案
1、填空
1.如果在系统中只有离散__而没有连续__,则称此系统为离散系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述
2.当采样频率满足时,则采样函数能无失真地恢复到原来的连续函数
3.离散__的数学表达式为
4.所对应的的前三项是依次是1,2,
35.s平面与z平面的对应关系是平面的左半平面对应于平面上单位圆以内,平面的虚轴对应于平面单位圆,平面的右半平面,对应于平面单位圆以外
二、选择
1.脉冲传递函数是CA.输出脉冲序列与输入脉冲序列之比B.系统输出的变换与输入变换之比C.在初条件为零时,系统输出的变换与输入的变换之比D.在初条件为零时,系统输入的变换与输出的变换之比
2.变换的数学表达式为AA.B.C.D.
3.的变换为(B)A.B.C.;D.
4.的变换为(C)A.B.C.D.
5.的变换为(B)A.B.C.D.
6.如果为函数有效频谱的最高频率,那么采样频率满足以下条件时,采样函数能无失真地恢复到原来的连续函数AA.至少为B.至少为C.至多为D.至多为
27.所对应的的第1项是BA.1B.2C.3D.1/28.一个时间__的频率成分范围是1Hz~10Hz,以下一定能够对这个__进行无失真采样的采样频率范围是 ( D )A.1Hz~10HzB.1Hz~100HzC.5Hz~50HzD.25Hz~50Hz9.已知连续__,那么采样频满足以下条件时,采样函数能无失真地恢复到原来的连续函数BA.至少为3rad/sB.至少为6rad/sC.至多为3rad/sD.至多为6rad/s
10.单位阶跃函数ft的z变换为.AA.B.1C.D.
三、判断1.长除法有时结果不是一个完整的闭式表达式正确2.已知采样序列为0k=0或偶数fk=1,k是奇数其z变换结果是错误
3.求的变换结果是错误4.若连续时间函数的变换为,当t0时,则正确5.若,则正确。