2024年秋江苏开放大学控制工程基础第三次作业答案.docx

2024年秋江苏开放大学控制工程基础第三次作业答案

一、判断题

1、某系统的阶跃响应如图所示，该系统的调节时间为6.09s

A、正确

B、错误

正确答案：A

二、单选题

1、某系统的阶跃响应如图所示，该系统的超调量为_____。

A、0.289

B、1.29

C、2.26s

D、6.09s

正确答案：A

2、某系统的阶跃响应如图所示，该系统的调节时间为_____。

A、6.09s

B、1.29

C、0.289

D、2.26s

正确答案：A

三、简答题

题型：简答题主观题分值5分难度：中等得分：5

1、设系统的特征方程为：6s4+4s3+3s2+2s+1=0试用劳斯稳定判据判别该系统的稳定性和正实部根的个数。

正确答案：该系统的劳斯表如下表所示，即：

由劳斯表可知，第3行第1列元素为零，其余元素不全为零。此时，其下一行第1列元素为无穷大。为了克服这一困难，在此，用一个无限小的正数来代替第3行第1列为零的元素，从而继续列写劳斯表，即：

所以该系统劳斯表第1列元素有两次变号，该系统不稳定，且有两个正实部根。解该方程可得其确有两个正实部根0.1622+j0.6555和0.1622-j0.6555。

题型：简答题主观题分值5分难度：一般得分：5

2、已知反馈系统特征方程s4+1s3+3s2+4s+5=0，请写出判定该系统稳定性的MATLAB代码并加以分析。

正确答案：roots([12345])，然后分析输出的结果，如果输出的根的实部都小于0，则系统稳定，反正，系统不稳定。

题型：简答题主观题分值20分难度：中等得分：10

3、对于标准一阶系统的单位阶跃响应，当调节时间分别等于三倍、四倍和五倍的时间常数的时候，响应曲线分别达到稳态值的百分之多少？

正确答案：0.632

题型：简答题主观题分值5分难度：一般得分：5

4、设系统的特征方程为：6s5+5s4+4s3+3s2+2s+1=0试用劳斯稳定判据判别该系统的稳定性和正实部根的个数。

正确答案：

该系统不稳定，且有两个正实部根。

题型：简答题主观题分值20分难度：中等得分：20

5、已知二阶系统的标准闭环传递函数的两个闭环极点为

，分析几种不同的可能情况。

正确答案：

(1)当0ξ1时，方程有一对实部为负的共轭复根，系统的时间响应具有振荡特性，称为欠阻尼状态。

(2)当ξ-1时，系统有一对相等的负实根(重根)，称为临界阻尼状态。

(3)当ξ＞1时，系统有两个不相等的负实根，称为过阻尼状态。临界阻尼和过阻尼状态下，可等价于两个一阶环节的串联，系统的时间响应均无振荡。

(4)当ξ=0时，系统有一对纯虚根称为零阻尼状态。系统时间响应为持续的等幅振荡。

(5)当ξ＜0时，系统具有一对实部为正的共轭复根，系统时间响应具有发散振荡特性，称为负阻尼状态。

题型：简答题主观题分值20分难度：中等得分：20

6、本章介绍了一种可以只利用手算来获取控制系统稳定性的方法，这种方法叫什么？

正确答案：劳斯判据

题型：简答题主观题分值20分难度：中等得分：20

7、线性系统稳定的充分必要条件是什么？

正确答案：线性系统稳定的充分必要条件：闭环系统特征方程的所有根都具有负实部