《控制工程基础》参考复习题及答案(4)

2025-06-20

题35图

31.简答比例环节对系统性能的影响。

32.简述二阶系统特征根随阻尼比变化情况。

33.简述表示系统频率特性的类型及其相互之间的数学关系。 34.试述控制系统的误差与偏差的区别。

35.题35图为系统在ω=0→+∞时的开环频率特性曲线,Np为系统的开环右极点。1)画出ω在区间(-∞,+∞)的极坐标图;2)确定系统的型次;3)判定系统的稳定性。

Np=0

题35图

36.简述微分环节对系统的控制作用。

37.简述闭环系统极点在S平面上随阻尼比的变化情况。 38.简述幅频特性和相频特性的物理意义。

39.简答积分环节对系统性能的影响。

40.题35图为系统在ω=0→+∞时的开环频率特性曲线,Np为系统的开环右极点。1)画出ω在区间(-∞,+∞)的极坐标图;2)确定系统的型次;3)判定系统的稳定性。

Np=0

题35图

第四部分 计算应用题

1.系统开环传递函数为

G(s)?Ks2(0.2s?1)(0.02s?1)

求幅值穿越频率?c?5(1/s)时系统的增益K。

2.已知开环传递函数为G(s)?2KG0(s),题37图所示为G0(s)的开环频率特性极座标图,其开环系统在复平面右半部的极点数为Np,求使闭环系统稳定的K的取值范围。

题37图

3.系统开环传递函数为

控制工程基础习题集及解答

G(s)?Ke0.1ss(s?1)(0.1s?1)

求幅值穿越频率?c?5(1/s)时系统的增益K。

4.开环系统G0(s)在ω=0→+∞的频率特性如题37图所示,在复平面右半部存在的开环极点数为Np=2,求使开环传递函数为G(s)?2KG0(s)的系统稳定时其K的取值范围。

??0???

题37图

5.单位反馈系统的开环传递函数为G(s)??s?1s2,系统相位裕量为45°时,求?值。

6.已知开环传递函数为G(s)?2KG0(s),题37图所示为G0(s)的开环频率特性极座标图,其开环系统在复平面右半部的极点数为Np,求使闭环系统稳定的K的取值范围。

题37图

7.单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?sTs?1,求系统满足相位裕量为45°的幅值穿越频率和惯性时间常数T。

8.已知开环传递函数为G(s)?2KG0(s),题37图所示为G0(s)的开环频率特性极座标图,其开环系统在复平面右半部的极点数为Np,求使闭环系统稳定的K的取值范围。

Np=0

题37图

9.单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?1s(Ts?1),求系统满足相位裕量为45°的幅值穿越频率和惯性时间常数T。

10.开环系统G0(s)在ω=0→+∞的频率特性如题37图所示,在复平面右半部存在的开环极点数为Np=2,求使开环传递函数为G(s)?2KG0(s)的系统稳定时其K的取值范围。

控制工程基础习题集及解答

题37图

11.单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?Ks33s?1,求系统满足相位裕量为60°的幅值穿越频率和增益系数K。

12.典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如题37图所示,1)计算系统的固有频率和阻尼比;2)确定系统的闭环传递函数。

题37图

13.已知系统的结构图如题36图所示:1)求系统的闭环传递函数;2)当K固有频率?n。

?f?0、Ka?10时,试确定系统的阻尼比?、

?????

题36图

14.如题37图所示为最小相位系统的开环对数幅频特性折线图。 (1)求系统的开环传递函数G(s);(2)求A(10)?G(j10)。

题37图

15.如题36图所示为最小相位系统的开环对数幅频特性折线图。

(1)求系统的开环传递函数G(s);(2)当A(?1)?G(j?1)?9时,求频率?1。

控制工程基础习题集及解答

题36图

16.已知系统的结构图如题37图三所示,若使??0.6,单位斜坡输入下系统的稳态误差ess?0.2,试求系统中Kf值和放大系数Ka值,以及系统的固有频率。

??????

题37图

17.分析题38图所示阻容电路的传递函数和单位阶跃响应。ui为输入电压,uo为输出电压,i为电流,R为电阻,C为电容。

题38图 RC电路

18.已知系统开环对数频率特性折线如题39图所示。求:

1)系统的开环传递函数;2)求系统的相位稳定裕量并判定闭环系统的稳定性。

题39图 开环对数幅频特性图

19.分析题38图所示RC微分电路的传递函数和单位斜坡响应。ui为输入电压,uo为输出电压,i为电流,R为电阻,C为电容。

题38图RC电路

20.已知系统的开环传递函数为

G(s)?o

K(0.2s?1)s2?0.02s?1?

若要求系统的相位裕量为45,求K值。

21. 已知一调速系统的特征方程式为 S3?41.5S2?517S?2.3?104?0试用劳斯判据判别系统的稳定性,若不稳定请说明有几个根具有正实部。

22.单位反馈系统的闭环对数幅频特性分段折线如图39所示,要求系统具有30°的相位裕量,试计算开环增益应增大多少倍?

控制工程基础习题集及解答

题39图

3223.已知系统的特征方程式为 S?2S?S?2?0,试判别相应系统的稳定性。

24.一单位反馈系统的开环对数渐近线如题39图所示。 1)写出系统的开环传递函数;2)判断闭环系统的稳定性;

题39图

25.液压阻尼器原理如题38图所示。其中,弹簧与活塞刚性联接,忽略运动件的惯性力,且设xi为输入位移,xo为输出位移,k弹簧刚度,c为粘性阻尼系数,求输出与输入之间的传递函数和系统的单位斜坡响应。

题38图

26.已知某单位反馈系统的开环传递函数为

G(s)?16s(s?1)(0.01s?1)

试确定系统的穿越频率?c,并计算系统的相位裕量判断其稳定性。

27.无源R-C-L网络如题38图所示,其中ui为输入电压,uo为输出电压,i为电流,R为电阻,C为电容,L为电感,求其传递函数。

RL+ur(t)-+Ciuc(t)-

题38图

28.已知某的单位反馈系统开环传递函数为

G(s)?5s(s?1)(0.5s?1)

控制工程基础习题集及解答


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