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控制工程2习题解答

二题目:已知()t t f 5.0=,则其()[]=t f L 【 】A. 25.0s s +B. 25.0sC.221sD. s 21 分析与提示:由拉氏变换的定义计算,可得()[]215.0s t f L = 答案:C题目:函数f (t )的拉氏变换L[f(t)]= 。

分析与提示:拉氏变换定义式。

答案:dt e t f st ⎰∞-0)(题目:函数()atet f -=的拉氏变换L[f(t)]= 。

分析与提示:拉氏变换定义式可得,且f(t)为基本函数。

答案:as +1题目:若te t tf 22)(-=,则()=)]([t f L 【 】A.22+s B.3)2(2+s C.22-s D.3)2(2-s 分析与提示:拉氏变换定义式可得,即常用函数的拉氏变换对,3)2(2)]([+=s t f L答案:B题目:拉氏变换存在条件是,原函数f(t)必须满足 条件。

分析与提示:拉氏变换存在条件是,原函数f(t)必须满足狄里赫利条件。

答案:狄里赫利题目:已知()15.0+=t t f ,则其()[]=t f L 【】A. 25.0s s +B. 25.0sC.ss 1212+D. s 21分析与提示:由拉氏变换的定义计算,这是两个基本信号的和,由拉氏变换的线性性质,其拉氏变换为两个信号拉氏变换的和。

()[]s st f L 115.02+= 答案:C题目:若()ss s s F ++=214,则()t f t ∞→lim )=( )。

【 】 A. 1 B. 4C. ∞D. 0分析与提示:根据拉氏变换的终值定理)(lim )(lim )(0s sF t f f s t →∞→==∞。

即有414lim )(lim 20=++=→∞→ss s st f s t答案:B题目:函数()t et f atωcos -=的拉氏变换L[f(t)]= 。

分析与提示:基本函数t ωcos 的拉氏变换为22ω+s s,由拉氏变换的平移性质可知()[]()22ω+++=a s as t f L 。

答案:()22ω+++a s as题目:若()as s F +=1,则()0f )=()。

分析与提示:根据拉氏变换的初值定理)(lim )(lim )0(0s sF t f f s t ∞→→==。

即有111lim 1lim )(lim )0(0=+=+==→→→sa a s st f f s s t答案:1题目:函数()t t f =的拉氏变换L[f(t)]= 。

分析与提示:此为基本函数,拉氏变换为21s 。

答案:21s题目:拉氏反变换的求法有多种方法,其中比较简单的方法是由()s F 查拉氏变换表得出及 。

分析与提示:拉氏反变换的求法有多种方法,其中比较简单的方法是由()s F 查拉氏变换表得出及部分分式展开法。

答案:部分分式展开法题目:已知()2332+++=s s s s F ,则其()[]s F L 1-为多少? 分析与提示:首先对F(s)进行因式分解,即()()()212132332+++=+++=+++=s Bs A s s s s s s s F 解得()()()221311=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=-=s s s s s A ()()()121322-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=-=s s s s s B 因此()()[]tt e e s L s L s F L t f 211122112------=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+==答案:tte e 22---题目:()ss F 1=的拉氏反变换为 。

分析与提示:此为基本函数。

答案:()1=t f题目:()as s F +=1的拉氏反变换为 。

分析与提示:此为基本函数。

答案:()ate tf -=题目:()11+=Ts s F 的拉氏反变换为 。

分析与提示:此为基本函数。

答案:()Tte Tt f -=1题目:线性系统与非线性系统的根本区别在于【 】 A 、线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入 B 、线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入C 、线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理D 、线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理分析与提示:数学模型表达式是线性的系统称为线性系统,满足叠加性和均匀性。

答案:C 题目:对于一个线性定常系统 【 】A 、如有多个输入,则输出是多个输入共同作用的结果B 、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数C 、每个输入所引起的输出不可分别单独计算,因多个输入之间互相影响D 、可用线性微分方程式来描述E 、不能在频率域中判别它的稳定性分析与提示:线性系统满足叠加性,因此A 正确,B 为传递函数的定义,D 为线性系统的定义之一。

答案:A,B,D题目:某系统的微分方程为)()()(3000.t x x t x t x i =+-,则它是 【】A .线性定常系统B .线性系统C .非线性系统D .非线性时变系统分析与提示:数学模型表达式是线性的系统称为线性系统,题目表示的微分方程不是线性的,故不是线性系统。

答案:C题目:定量地描述系统的动态性能,揭示系统的结构、参数与动态性能之间的数学表达式称为系统的 。

分析与提示:数学模型是定量地描述系统的动态性能,揭示系统的结构、参数与动态性能之间的数学表达式答案:数学模型题目:线性系统满足两个重要性质,分别为: 、 。

分析与提示:线性系统满足叠加性和均匀性。

答案:叠加性、均匀性题目:线性系统与非线性系统的根本区别在于【 】 A 、线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入 B 、线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入C 、线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理D 、线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理分析与提示:数学模型表达式是线性的系统称为线性系统,满足叠加性和均匀性。

答案:C题目:列写如下图所示电网络的微分方程分析与提示:首先明确系统的输入和输出,其输入为1u ,输出为2u ;然后分别列写中间环节的微分方程;最后消除中间变量,并整理。

答案:(1)系统输入为1u ,输出为2u(2)根据基尔霍夫原理,可得到如下微分方程组()1211111u dt i iCR i =-+⎰()⎰⎰-=+dt i iC dt i C R i 2112222112221u dt i C =⎰(3)消除中间变量,并整理()1222122112222211u u dt du C R C R C R dtu d C R C R =++++题目:下图是一机械系统,试写出系统的微分方程。

分析与提示:首先明确系统的输入和输出;然后分别列写中间环节的微分方程;最后消除中间变量,并整理。

答案:由牛顿定律,有()()o o i o i x k x x k x x c 21=-+-&&即()i i o o x k x c x k k x c 121+=++&&题目:任何机械系统的数学模型都可以应用 来建立;电气系统主要根据 来建立的数学模型。

分析与提示:任何机械系统的数学模型都可以应用牛顿定理来建立;电气系统主要根据基尔霍夫电流定律和电压定律来建立的数学模型。

答案:牛顿定理、基尔霍夫电流定律和电压定律题目:机械系统中以各种形式出现的物理现象,都可以使用 、 和 三个要素来描述。

分析与提示:机械系统中以各种形式出现的物理现象,都可以使用质量、弹性和阻尼三个要素来描述。

答案:质量、弹性、阻尼题目:系统的某输入输出的拉氏变换分别记为X i (S),X o (S),对应的传递函数记为G (S ),则 【 】A 、在零初始条件下,G (S )=X i (S)/X o (S)B 、在任何初始条件下,G(S)=X o (S)/X i (S)C 、G(S)可以有量纲,也可以无量纲D 、若以g(t)表示其脉冲响应函数,则G(S)=L[g(t)]E 、在零初始条件下,G(S)=X o (S)/X i (S)分析与提示:对于线性定常系统,当输入及输出的初始条件为零时,系统输出()t x o 的Laplace 变换()s X o 与输入()t x i 的Laplace 变换()s X i 之比。

答案:C 、D 、Exix 。

题目:当满足 条件时,线性定常系统的输出量y (t )的拉氏变换Y (s )与输入量x (t )的拉氏变换X (s )之比叫做系统的传递函数。

分析与提示:当满足零初始条件时,线性定常系统的输出量y (t )的拉氏变换Y (s )与输入量x (t )的拉氏变换X (s )之比叫做系统的传递函数。

答案:零初始题目:当满足零初始条件时,线性定常系统的输入量x (t )的拉氏变换X (s )与输出量y (t )的拉氏变换Y (s )之比叫做系统的传递函数。

分析与提示:当满足零初始条件时,线性定常系统的输出量y (t )的拉氏变换Y (s )与输入量x (t )的拉氏变换X (s )之比叫做系统的传递函数。

答案:错题目:传递函数的定义中包括三个基本要素: 、 、输出与输入的拉氏变换之比。

分析与提示:传递函数的定义中的三个基本要素为:线性定常系统、零初始条件、输出与输入的拉氏变换之比。

答案:线性定常系统、零初始条件题目:零初始条件的含义是什么?分析与提示:输入及其各阶导数,输出及其各阶导数在0时刻均为零。

答案:(1)输入在-=0t 时才开始作用于系统,即输入及其各阶导数在-=0t 时刻均为0;(2)系统在-=0t 时处于相对静止状态,即输出及其各阶导数在-=0t 时刻均为0。

题目:下图是一机械系统,试写出系统的传递函数。

分析与提示:明确输入与输出;建立系统中间环节的微分方程;对微分方程做拉氏变换,得到中间环节的传递函数;消除中间变量,整理。

答案:系统微分方程为:(i x -o x )2k +(i x .-o x .)2B =(o x .-.x )1B (o x .-.x )1B =x k 1 对上式进行拉氏变换xi x 。

[])()(s X s X o i -2k +[])()(s X s X o i -s 2B =[])()(s X s X o -1B[])()(s X s X o -s 1B =1k )(s X消去)(s X 得G(s)=sB k s B k s B k ss B k B k s X s X i 1111221122))(())(()()(+++++=题目:若系统的微分方程为r r y y y y 25005015+=+++&&&&&&&,则系统的传递函数()()s R s Y 为 。

分析与提示:直接由传递函数的定义求,即输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。

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