1、三、簡答題（共16分）（4分）已知系統的傳遞函數為一2一，求系統的脈沖響應表達式。 s2 + 4s + 3（4分）已知單位反饋系統的開環傳遞函數為一，試問該系統為幾型系統?系統的單位 s（7s +1）階躍響應穩態值為多少？（4分）已知二階欠阻尼系統的單位階躍響應如下，如果將阻尼比增大（但不超過1），請用 文字和圖形定性說明其單位階躍響應的變化。（4分）已知各系統的零點（o）、極點（x）分布分別如圖所示，請問各個系統是否有非主導極點， 若有請在圖上標出。三、簡答題（共16分）12L -1s2 + 4s + 3 s +1 s + 3g（t）=e-te-3t,t0I型；穩態值等于1上升時間 變大；超

2、調量減少； 調節時間減小（大體上）；4.無非主導極點;非主導極點;非主導極點四、計算題（本大題共6小題，共44分）1.（7分）用極坐標表示系統4 2 12 1的頻率特性（要求在3 8、3 =0、3 =3 n等點準確表 示，其余定性畫出）2.（7分）求如下系統R（s）對C（s）的傳遞函數，并在圖上標出反饋通道、順饋通道。（6分）已知系統的調節器為G （s） = （T3S + 1）（Tds+1） ,T、t 00、s34問是否可以稱其為PID調節器，請說明理由。（8分）求如圖所示機械網絡的傳遞函數，其中X為輸入位移，Y為輸出位移。（10分）已知單位反饋閉環系統的開環傳遞函數為4，請繪出頻率特性對數s

3、（01s + 1）（0.01s + 1）坐標圖（Bode圖），并據圖評價系統的穩定性、動態性能和靜態性能（要說明理由）。（6分）請寫出超前校正裝置的傳遞函數，如果將它用于串聯校正，可以改善系統什么性能?四、計算題（共44分）1.3 8點3 =0點3 n=0.5 點曲線大體對2CM _ G(G+ Gf)R(s)1 + G0GR3)j一 Gf I順饋通道-I 反 饋通道(6 分)Go(s)=(T3+T4)+T3T4s+1/sG0(s)由比例部分(T3+T4)、微分部分T3T4S及積分部分1/s相加而成(8 分)B (x - y) - Ky =0G(s)= , T=B/kTs +1開環傳遞函數在復半

4、平面無極點，據圖相位裕度為正，幅值裕度分貝數為正，根據乃 奎斯特判據，系統穩定。系統為I型，具有良好的靜態性能。相位裕度約為60度， 具有良好的動態性能。aTs +16.G0(s)=KT7T 心1可增加相位裕度，調整頻帶寬度。三、簡答題（共16分）36二階系統的傳遞函數為 m，試在左圖中標出系統的特征根在S平面上的位置, 在右圖中標出單位階躍曲線。時域動態性能指標有哪些？它們反映系統哪些方面的性能？簡述相位裕量Y的定義、計算公式，并在極坐標上表示出來。簡述串聯相位超前校正的特點。36.氣=12 明=1 g = 0.5td延遲時間tr上升時間tp峰值時間M 超調量ts調節時間t：、t、t、t反映

5、系統的快速性d r p sMp反映系統的相對穩定性。定義:是開環頻率特性幅值為1時對負實軸的相位差值。即從原點到奈氏圖與單位圓交點的連線與負實軸的夾角。計算公式：丫 = 180。+戒3 ）在極坐標下表示為相位超前校正特點：增加相位余量7，提高穩定性增加幅值穿越頻率o，提高快速性增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。四、計算題（本大題共6小題，共44分）（7分）機械系統如圖所示，其中，外力f（t）為系統的輸入，位移x（t）為系統的輸出，m 為小車質量，k為彈簧的彈性系數，B為阻尼器的阻尼系數，試求系統的傳遞函數（忽略小車與地面的摩擦）。、，八e ,，乂 C（s） C（s）（7分）已知系統

6、結構如圖，試求傳遞函數麗及而42.（7分）系統如圖所示，r（t） = 1t為單位階躍函數，試求:系統的阻尼比&和無阻尼自然頻率o動態性能指標：超調量Mp和調節時間t （8 = 5）低（8分）如圖所示系統，試確定使系統穩定且在單位斜坡輸入下蕓225時，K的數值。（7分）已知開環最小相位系統的對數幅頻特性如圖所示。寫出開環傳遞函數G（s）的表達式;概略繪制系統的乃奈斯特圖。2（8分）已知單位反饋系統的閉環傳遞函數W（s）= 一-，試求系統的相位裕量7和幅 s + 3值裕量kg四、計算題（本大題共6小題，共44分）系統的微分方程為 TOC o 1-5 h z dxd2xf (t) - BKx(t)

7、= mdtdt2d2x dx m- B- Kx(t) = f (t)dt2dt拉氏變換得：(零初始條件)ms2X(s) + BsX(s) + KX(s) = F(s).X(s) =1F(s) ms2 + Bs + K41七=-G2H,L2 =-GG2H2P =GG = 1C(s) = 2Gd2R(s) 一 1 + G2H1 + G&H2P = 1 = 1 + G HC(s) 1 + G H=21N(s) 1 + G H + GG H21122421.=nS(S + 2) s(s + 2如)=2 W0.52物 =22. M =e妃泓 x 100% = 16.5%p 33t = 3(s)s geo

8、 0.5x2 nD(s) = s(s + 3)2 + K = S3 + 6s 2 + 9s + K = 0由勞斯判據:1654 K6KS3S2S1s第一列系數大于零，則系統穩定得0K54Q又有：e = 2.25 ss K可得：KN44WKV5444.1.100s(s + 0.01)(s + 100)/ S 4、/ S S(H 1)(1)0.0110045.系統的開環傳遞函數為G(s)= W(s)= l-W(s) s + 1I G(jco ) 1= , 2 1,解得 co = a/3c 寸 C02+1c cy = 180。+(p(co ) = 180 - tg-ico = 180。一 60 =

9、120 cc又 CO = 00 g.K =00傳遞函數的定義是對于線性定常系統，在_初始條件為零一的條件下，系統輸出量的拉氏變 換與輸入量的拉氏變換之比。瞬態響應是系統受到外加作用激勵后，從初始狀態_狀態到_最終狀態_狀態的響應過 程。判別系統穩定性的出發點是系統特征方程的根必須為一負實根或負實部的復數根一，即系 統的特征根必須全部在_復平面的左半平面一是系統穩定的充要條件。34.I型系統G(s) = -在單位階躍輸入下，穩態誤差為d，在單位加速度輸入下，穩 s(s + 2)態誤差為 8。35.頻率響應是系統對_正弦輸入一的穩態響應，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。系統的穩態誤差與系統開環傳遞函數的增益、型次和_輸入信號有關。一個單位反饋系統的前向傳遞函數為3二4，則該閉環系統的特征方程為_s3+5s2+4s+K=0_ 開環增益為 K/4二階系統在階躍信號作