填空题(每小题 2
5 分,共 25 分)1.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
2.按系统有无反馈,通常可将控制系统分为开环系统和闭环系统
3.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
4.误差响应 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
5.一阶系统的单位阶跃响应的表达是
6.有系统的性能指标根据其类型分为时域性能指标和频域性能指标
7.频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应
8.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
9.脉冲信号可以用来反映系统的
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)图 2四、求拉氏变换与反变换 (10 分)1. 求(5 分)2. 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