20.正实轴 21.20lgk 22. 谐振峰值Mr,谐振频率ωr
23.会合点 24. 半圆 25.一个点
三、名词解释(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
26.其信号都是时间的连续函数的控制系统。
27.传递函数的分母多项式称为系统的特征方程式。
28.由二阶微分方程或传递函数描述的系统称为二阶系统。
二阶系统的微分方程为
式中──阻尼比,ωn──自然振荡频率
x(t)──输入信号,y(t)──输出信号
二阶系统的传递函数为
注:微分方程或传递洗耳恭听数不写扣1分)
29.线性定常系统在正弦输入时,稳态输出yss(t)与输入x(t)的振幅比和相位移
随频率而变化的函数关系称为系统的频率特性 (1分)
即 (1分)
30.指系统没有输入作用时,仅在初始条件作用下,输出能随时间的推移而趋于零(指系统的平衡状态),称为渐近稳定性。
四、简答题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
31.【参考答案及评分标准】
对自动控制系统的性能要求为三个方面:稳定性,快速性和准确性。
1)稳定性,是最基本的要求,不稳定的控制系统是不能工作的。
2)快速性,在稳定前提下,希望过渡过程越快越好。
3)准确性,希望动态偏差和静态偏差越小越好。
每种要求各1分,综合叙述1分)
32.【参考答案及评分标准】
传递函数为 (2分)
y(s)
t (2分)
阶跃响应曲线
33.【参考答案及评分标准】
阶跃函数
式中x0──阶跃进函数的幅值。
斜坡函数
式中v──斜坡函授数的斜率
抛物线函数
式中R──常数
脉冲函数
式中R──常数 ω──无穷小值
正弦函数x(t) = Asin(ωt+θ)
式中A──正弦函数的最大幅值
ω──角频率
θ──相位角
(注:答对4种以上得满分,答对1种得1分)
34.【参考答案及评分标准】
由劳斯判据判断开环极点是否位于S平面左半部
S3 1 10
S2 10 1
S1 9.9 0
S0 1
由劳斯判据知开环极点全部位于S平面左半部 3分
2)G(s)的开环零点z=-2位于S平面左半部,故系统为最小相位系统。 1分
35.【参考答案及评分标准】
25<K<104, 0<K<10时系统稳定 2分
10<K<25, K>104时系统不稳定 2分
36.【参考答案及评分标准】
滞后部分设置在低频段,(2分)超前部分设置在中频段 2分
五、计算题(本大题共4小题,共36分,各小题分标在题后)
36.(8分)【参考答案及评分标准】
解:系统的闭环传递函数为
37.(8分)【参考答案及评分标准】
解:系统的闭环传递函数为
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