D.不定
10.控制系统的稳态误差ess反映了系统的( )
A.稳态控制精度 B.相对稳定性 C.快速性 D.平稳性
10(s?1)11.已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为 , G(s)?s(s?1)(s?5)
该系统闭环系统是( )
A.稳定的 B.条件稳定的 C.临界稳定的 D.不稳定的
12.下列判别系统稳定性的方法中,哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据( ) A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D.根轨迹法 13.已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4,则此系统的稳定性为( ) A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.无法判断 14.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的( ) A.代数方程 B.特征方程 C.差分方程 D.状态方程
4K15.设一单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)= ,要求KV=20,
s(s?2)则K=( )
A.10 B.20 C.30 D.40
k(s?10)16.设G(s)H(s)= ,当k增大时,闭环系统( ) (s?2)(s?5)
A.由稳定到不稳定 B.由不稳定到稳定C.始终稳定 D.始终不稳定
17.过阻尼系统的动态性能指标是调整时间ts和( ) A.峰值时间tp B.最大超调量Mp C.上升时间tr D.衰减比Mp/Mp′ 1018.设控制系统的开环传递函数为G(s)= ,该系统为( )
s(s?1)(s?2)
A.0型系统 B.1型系统 C.2型系统 D.3型系统
[例1]已知系统的结构如下图所示,单位阶跃响应的超调量σ%=16.3%,峰值时间tp=1s。试求:
(1)开环传递函数G(s);(2)闭环传递函数Φ(s);
R(s)k10s(s+1)τsC(s)(3)根据已知性能指标Mp%、 tp确定参数K及τ;(4)计算等速输入(恒速值R=1.5)时系统的稳态误差。 解: 10k/s(s?1)10kG(s)??(1)系统开环传递函数
1?10?s/s(s?1)s?s?1?10?? G(s)10k?(s)??21?G(s)s??1?10??s?10k
(2)系统的闭环传递函数为
???/1??2?100%?16.3%解得??0.5 由:Mp%?e10k
10k(1?10?)由G(s)??
又:tp??2?1解得?n?3.628s?s?1?10??s(1s?1)?n1??
1?10?
?10k??n2?13.1610k ?又得k0??3.6281?10??2???2?0.5?3.628?3.6281?10?n?
又v =1,故当r(t)=Rt=1.5t时, R1.5所以e???0.4135 ssK03.628
?k?1.316得?
???0.2627
[例2]已知控制系统的结构如下图所示。
(1)当b=0时,试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数、自然频率、最大超调量,以及由单位斜波输入所引起的稳态误差。
(2)确定系统的阻尼比等于0.8时的速度反馈常数b的值,并确定在单位输入时的最大超调量和单位斜波输入所引起的稳态误差。
(3)怎样使第(2)问的δ=0.8保持不变而使其稳态误差等于第(1)问的稳态误差值?
R(s)E(s)16C(s)s(s+4)bs 解:(1)当b=0时,开环传递函数
16?开环增益K0?416G(s)?2?s?4s?16 0s(s?4)v?1?
根据闭环传递函数得
??? ??1??2??16?4 n0?100%?16.3%?Mp%?e?41 ??3.5???0?1.75 ??ts?2?2n0??0?n0?
r(t)?t时,当ess0?1k0?0.25 16?16?k?( 2)当b?0时,Gs??4?16bs(s?4?16b)? ?v?116 ?(s)?2?n?16?4s?(4?16b)s?16
闭环传递函数 ?0(s)?
??? 4?1611??2Mp%?e?100%?1.52%??2b故b?0.15 ??0.8?2?n2
14?16?0.153.53.5 r(t)?t时,ess???0.4ts???1.094k16??n0.8?4
(3)怎样使第(2)问的δ=0.8保持不变而使其稳态误差等于第(1)问的稳态误差值?
用比例加微分串联校正可以达到目的,如上图所示。
第四章 根轨迹法
1.若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则这两个极点之间必定存在 点。
2.根轨迹图必对称于根平面的__________。
3.如果实轴上某一段右边的开环实数零点、极点总个数为_____________,则这一段就是根轨迹的一部分。 4已知-2+j0点在开环传递函数为G(s)H(s)= k的系统的根轨迹上,则该点对应的k值为_________________。
s(s?4)(s2?4s?20)5.确定根轨迹大致走向,用以下哪个条件一般就够了?( )
A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件
6.计算根轨迹渐近线倾角的公式为( ) ?(2l?1)??(2l?1)?(2l?1)??(2l?1)?????????A . B. C. D. n?mn?mn?mn?m
7.根轨迹渐近线与实轴的交点公式为( )
nm nmmnnmPj??Zi?Pj??ZiZi??PjPj??ZiA. B. C. D. ???j?1i?1i?1i?1j?1j?1i?1 j?1m?nn?mn?mn?m K(s?z1)8.开环传递函数G(s)H(s)= ,其中p2>z1>p1>0,则实轴上的
(s?p1)(s?p2)根轨迹为( ) A.(-∞,-p2],[-z1,-p1] B.(- ∞,-p2] C.[-p1,+ ∞) D.[-z1,-p1]
9.实轴上根轨迹右端的开环实数零点、极点的个数之和为( ) A.零 B.大于零 C.奇数 D.偶数
10.当二阶系统的根分布在右半根平面时,系统的阻尼比ξ为( ) A.ξ<0 B.ξ=0 C.0<ξ1 D.ξ>1
11.当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时,系统的阻尼比为( ) A.ξ<0 B.ξ=0C.0<ξ<1 D.ξ≥1
k(0.5s?1)(0.5s?2)其根轨迹的起点为( ) 12.开环传递函数为 ,G(s)?s(0.5?3)
A.0,-3 B.-1,-2 C.0,-6 D.-2,-4 KG(s)?13.开环传递函数为 ,则根轨迹上的点为( )
s(s?6)
A.-6+j B.-3+j C.-j D.j k(s?1)14.设开环传递函数为G(s)H(s)= , 其根轨迹渐近线与实轴的
s(s?2)(s?3)交点为( )
A.0 B.-1 C.-2 D.-3 k(s?5)G(s)H(s)?15.开环传递函数为 的根轨迹的弯曲部分轨迹是( )
s(s?2)
A.半圆 B.整圆 C.抛物线 D.不规则曲线 kG(s)H(s)?16.、开环传递函数为 ,其根轨迹渐近线与实轴
(s?1)(s2?6s?10)的交点为( )
A.-5/3 B.-3/5 C.3/5 D.5/3 k17.设开环传递函数为G(s)= ,在根轨迹的分离点处,其对应的ks(s?1)值应为( )
A.1/4 B.1/2 C.1 D.4
第五章 频率分析法
1.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__________。
2.积分环节的幅相频率特性图为 ;而微分环节的幅相频率特性图为 。
3.一阶惯性环节G(s)=1/(1+Ts) 的相频特性为ψ(ω)=__ _____________,比例微分环节G(s)=1+Ts的相频特性为ψ(ω)=_____ __________。
4.常用的频率特性图示方法有极坐标图示法和__________图示法。 5.频率特性的极坐标图又称_____________图。
6.利用代数方法判别闭环控制系统稳定性的方法有____________和赫尔维茨判据两种。
7.设系统的频率特性为,则称为 。
8.ω从0变化到+∞时,惯性环节的频率特性极坐标图在___________象限,形状为___________圆。
9.频率特性可以由微分方程或传递函数求得,还可以用___________方法测定。 10.0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为______dB/dec,高度为20lgKp。 11.型系统极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为______的无限远处。
12.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为_______dB/dec。 13.惯性环节G(s)=1/(Ts+1)的对数幅频渐近特性在高频段范围内是一条斜率为-20dB/dec,且与ω轴相交于ω=_______________的渐近线。
14.设积分环节的传递函数为G(s)=K/s,则其频率特性幅值M(ω)=( ) A. K/ω B . K/ω2 C. 1/ω D. 1/ω2 15.ω从0变化到+∞时,迟延环节频率特性极坐标图为( ) A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 16.二阶振荡环节的相频特性ψ(ω),当时ω→ ∞ ,其相位移ψ(ω)为( ) A.-270° B.-180° C.-90° D.0°
100s?117.某校正环节传递函数Gc(s)= ,则其频率特性的奈氏图10s?1终点坐标为( )
A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0) 18.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的( ) A.稳态性能 B.动态性能 C.稳态和动态性能 D.抗扰性能
19.若某系统的传递函数为G(s)= K/(Ts+1) ,则其频率特性的实部R(ω)是( ) KKKKA. B.- C. D.-
1??T1??T1??2T21??2T2 1020.设某系统开环传递函数为G(s)= ,则其频率特性奈氏
(s2?s?10)(s?1)图起点坐标为( )
A.(-10,j0) B.(-1,j0) C.(1,j0) D.(10,j0) 21.设微分环节的频率特性为G(jω) ,当频率ω从0变化至∞时,其极坐标平面上的奈氏曲线是( )
A.正虚轴 B.负虚轴 C.正实轴 D.负实轴
22.设某系统的传递函数G(s)=10/(s+1),则其频率特性的实部( ) 10101010??A. B. C. D. 1??21??21??T1??T
23.设惯性环节的频率特性为G(jω)=10/(jω+1) ,当频率ω从0变化至∞时,则其幅相频率特性曲线是一个半圆,位于极坐标平面的( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 1020.设某系统开环传递函数为G(s)= ,则其频率特性奈氏图
(s2?s?10)(s?1)