文档介绍：1 / 12
填空题(，共25分)
对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 和 。
按系统有无反馈，通常可将控制系统分为和。
在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有、 等。
反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统的程度。
一阶系统的单位阶跃响应的表达是。
有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和。
频率响应是线性定常系统对输入的稳态响应。
稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与的类型有关。
脉冲信号可以用来反映系统的。
10. 阶跃信号的拉氏变换是。
二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）
图1 炉温控制结构图
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。
三、如图2为电路。求输入电压与输出电压之间的微分方程， 并求该电路的传递函数（10分）
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图2
四、求拉氏变换与反变换 (10分)
求（5分）
求（5分）
五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）
图3
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六、图4示机械系统由质量m、阻尼系数C、弹簧刚度K和外力组成的机械动力系统。图4(a)中是输出位移。当外力施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如图4（b）所示。试求：
1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分)
2）该系统的自由频率、阻尼比；(2分)
3）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k；（3分）
4）时间响应性能指标：上升时间、调整时间、稳态误差（5分）。
图4(a) 机械系统 图4（b）响应曲线
图4
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七、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号（斜坡信号）作用下的稳态误差分别是多少？（10分）
八、设有如图5所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k值的取值X围（10分）。
图5
填空题(每小题2分，共20分)
对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。
按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。
在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。
稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。
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一阶系统的单位阶跃响应的表达是。
有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。
频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。
稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。
脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。
二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）
图1 炉温控制结构图
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。
解答：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、减速器以与自藕调压器、热电偶。
原理方框图：
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三．如图2为电路。求输入电压与输出电压之间的微分方程，并求出该电路的传递函数。（10分）
图2
解答：跟据电压定律得
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四、求拉氏变换与反变换
求
解答：
求
解答：=
化简框图，并求出闭环传递函数
图4
解：
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G1
G2 G3
H2
H1/G3
Xi(s)
Xo(s)
_
_
+
H1/G3
Xi(s)
Xo(s)
_
_
Xi(s)
Xo(s)
七、图示机械系统由质量m、阻尼系数C、弹簧刚度K和外力组成的机械动力系统。图(a)中是输出位移。当外力施加3牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如（b）图所示。试求：
1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(4分)
2）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k；（3分）
3）时间响应性能指标：上升时间、调整时间、振荡频数、稳态误差（5分）。
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图(a) 机械系统