3机械控制工程基础复习题及参考答案Word格式文档下载.doc
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5.设积分环节的传递函数为G(s)=,则其频率特性幅值M()=C
A. B.
C. D.
6.有一线性系统,其输入分别为u1(t)和u2(t)时,输出分别为y1(t)和y2(t)。
当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数),输出应为B
A.a1y1(t)+y2(t) B.a1y1(t)+a2y2(t)
C.a1y1(t)-a2y2(t) D.y1(t)+a2y2(t)
7.拉氏变换将时间函数变换成D
A.正弦函数 B.单位阶跃函数
C.单位脉冲函数 D.复变函数
8.二阶系统当0<
<
1时,如果减小,则输出响应的最大超调量将A
A.增加 B.减小
C.不变 D.不定
9.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下D
A.系统输出信号与输入信号之比
B.系统输入信号与输出信号之比
C.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比
D.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比
10.余弦函数cos的拉氏变换是C
A. B.
C. D.
11.微分环节的频率特性相位移θ(ω)=A
A.90°
B.-90°
C.0°
D.-180°
12.II型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A
A.-40(dB/dec) B.-20(dB/dec)
C.0(dB/dec) D.+20(dB/dec)
13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的B
A.代数方程 B.特征方程
C.差分方程 D.状态方程
14.主导极点的特点是D
A.距离实轴很远 B.距离实轴很近
C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近
15.采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为C
A. B.
C. D.
二、填空题:
1.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。
2.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为__-20__dB/dec。
3.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:
稳定性、__快速性__和准确性。
。
4.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换为0。
5.二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为。
6.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时,系统是稳定的。
7.系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。
8.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差ess=_____。
9.设系统的频率特性为,则称为虚频特性。
10.用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是_正弦函数_。
11.线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理,而非线性控制系统则不能。
12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈_连接。
13.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…,这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。
14.用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。
15.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率wn。
三、设单位负反馈系统的开环传递函数为
求
(1)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn;
(2)系统的峰值时间tp、超调量σ%、调整时间tS(△=0.05);
解:
系统闭环传递函数
与标准形式对比,可知,
故,
又
四、设单位反馈系统的开环传递函数为
(1)求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn;
(2)求系统的上升时间tp、超调量σ%、调整时间tS(△=0.02);
系统闭环传递函数
与标准形式对比,可知,
故,
又
故
五、某系统如下图所示,试求其无阻尼自然频率ωn,阻尼比ζ,超调量σ%,峰值时间,调整时间(△=0.02)。
对于上图所示系统,首先应求出其传递函数,化成标准形式,然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。
与标准形式对比,可知,
六、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
求:
(1)试确定系统的型次v和开环增益K;
(2)试求输入为时,系统的稳态误差。
(1)将传递函数化成标准形式
可见,v=1,这是一个I型系统
开环增益K=5;
(2)讨论输入信号,,即A=1,B=2
根据表3—4,误差
七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
解:
开环增益K=50;
(2)讨论输入信号,,即A=1,B=3,C=2
八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下:
(1)该传递函数已经为标准形式
可见,v=0,这是一个0型系统
开环增益K=20;
(2)讨论输入信号,,即A=2,B=5,C=2
九、设系统特征方程为
试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。
用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a4=1,a3=2,a2=3,a1=4,a0=5均大于零,且有
所以,此系统是不稳定的。
十、设系统特征方程为
解:
用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a4=1,a3=6,a2=12,a1=10,a0=3均大于零,且有
所以,此系统是稳定的。
十一、设系统特征方程为
(1)用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a3=2,a2=4,a1=6,a0=1均大于零,且有
十二、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
解:
该系统开环增益K=;
有一个微分环节,即v=-1;
低频渐近线通过(1,20lg)这点,即通过(1,-10)这点,斜率为20dB/dec;
有一个惯性环节,对应转折频率为,斜率增加-20dB/dec。
-10
1
20
系统对数幅频特性曲线如下所示。
十三、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
该系统开环增益K=100;
有一个积分环节,即v=1;
低频渐近线通过(1,20lg100)这点,即通过(1,40)这点斜率为-20dB/dec;
有两个惯性环节,对应转折频率为,,斜率分别增加-20dB/dec
L
(
w
)/dB
20dB/dec
40dB/dec
10
100
60dB/dec
(rad/s)
40
十四、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
该系统开环增益K=10;
有两个积分环节,即v=2,低频渐近线通过(1,20lg10)这点,即通过(1,20)这点斜率为-40dB/dec;
有一个一阶微分环节,对应转折频率为,斜率增加20dB/dec。
十五、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
十六、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
一
H1
G1
G2
H2
R(S)
C(S)
解:
H1/G2
1+G2H2