《机械控制工程基础》作业集高起专Word下载.docx
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题型-分析及问答题
1、根据下图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成：
（1）将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；
（2）画出系统方框图。
2、下图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。
3、下图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
4、下图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。
图中电位器
、
并联后跨接到同一电源
的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。
输入轴由手轮操纵；
输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制的方式工作。
试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
5、采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如下图所示。
其工作原理是：
当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。
飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。
在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。
如果由于负载增大使蒸汽机转速
下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。
同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速
增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。
这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速
保持在某个期望值附近。
指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
6、摄像机角位置自动跟踪系统如下图所示。
当光点显示器对准某个方向时，摄像机会自动跟踪并对准这个方向。
试分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及给定量，画出系统方框图。
7、许多机器，像车床、铣床和磨床，都配有跟随器，用来复现模板的外形。
下图就是这样一种跟随系统的原理图。
在此系统中，刀具能在原料上复制模板的外形。
试说明其工作原理，画出系统方框图。
8、解释对控制系统的基本要求及含义？
1.典型时间函数的拉氏变换。
2.用拉氏变换解常微分方程。
拉氏变换的性质及应用。
题型-计算分析题
1、试求下图所示各信号
的象函数
。
2、求下列各拉氏变换式的反变换。
（1）
（2）
（3）
3、求下列函数的拉氏变换，假设当t>
0时，
（2）
4、已经
（1）、利用终值定理，求
时的
值。
（2）、通过取
的拉氏反变换，求
5、用拉氏变换的方法求微分方程
1、数学模型的建立。
2、传递函数的概念及变换。
利用梅逊公式进行传递函数变换。
题型-计算题
1试建立下图所示各系统的微分方程。
其中外力
，位移
和电压
为输入量；
位移
为输出量；
（弹性系数），
（阻尼系数），
（电阻），
（电容）和
（质量）均为常数。
（a）（b）（c）
2飞机俯仰角控制系统结构图如下图所示，试求闭环传递函数
3已知系统方程组如下：
试绘制系统结构图，并求闭环传递函数
4试用结构图等效化简求下图所示各系统的传递函数
5已知系统传递函数
，且初始条件为
，
，试求系统在输入
作用下的输出
6试用梅逊增益公式求下图中各系统的闭环传递函数。
7已知系统的结构图下图所示，图中
为输入信号，
为干扰信号，试求传递函数
1、一阶系统、二阶系统的时域分析。
2、瞬态响应的性能指标
3、系统的误差分析。
利用性能指标进行系统模型辨识。
1一阶系统结构图如下图所示。
要求系统闭环增益
，调节时间
s，试确定参数
的值。
2一种测定直流电机传递函数的方法是给电枢加一定的电压，保持励磁电流不变，测出电机的稳态转速；
另外要记录电动机从静止到速度为稳态值的50%或63.2%所需的时间，利用转速时间曲线（如下图）和所测数据,并假设传递函数为
可求得
和
若实测结果是：
加10V电压可得1200
的稳态转速，而达到该值50%的时间为1.2s，试求电机传递函数。
提示：
注意
，其中
，单位是
3设角速度指示随动系统结构图如下图所示。
若要求系统单位阶跃响应无超调，且调节时间尽可能短，问开环增益
应取何值，调节时间
是多少？
4机器人控制系统结构图如图所示。
试确定参数
值，使系统阶跃响应的峰值时间
s，超调量
5某典型二阶系统的单位阶跃响应如下图所示。
试确定系统的闭环传递函数。
6温度计的传递函数为
，用其测量容器内的水温，1min才能显示出该温度的98%的数值。
若加热容器使水温按10º
C/min的速度匀速上升，问温度计的稳态指示误差有多大？
7系统结构图如下图所示。
试求局部反馈加入前、后系统的静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数。
8已知单位反馈系统的开环传递函数为
试分别求出当输入信号
时系统的稳态误差[
]。
1、频率特性的含义及伯德图绘制。
2、系统模型辨识。
利用伯德图进行系统模型辨识。
1试求题下图（a）、（b）网络的频率特性。
（a）（b）
2某系统结构图如下图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出
3绘制下列传递函数的幅相曲线：
4试绘制下列传递函数的幅相曲线。
5绘制下列传递函数的渐近对数幅频特性曲线。
（1）
；
6三个最小相角系统传递函数的近似对数幅频特性曲线分别如下图（a）、（b）和（c）所示。
要求写出对应的传递函数；
7已知控制系统结构图如图5-84所示。
当输入
时，系统的稳态输出
试确定系统的参数
8绘制下列传递函数的渐近对数幅频特性曲线。
（1）
第六章系统的频率特性
1、稳定性含义及劳斯－胡尔维茨稳定性判据。
2、相对稳定性。
相对稳定性指标求取。
1已知系统的特征方程，试判别系统的稳定性，并确定在右半s平面根的个数。
（1）
（2）
（3）
（4）
2下图是某垂直起降飞机的高度控制系统结构图，试确定使系统稳定的
值范围。
3单位反馈系统的开环传递函数为
试在满足
的条件下，确定使系统稳定的
的取值范围，并以
为坐标画出使系统稳定的参数区域图。
4试根据奈氏判据，判断题下图
（1）～（10）所示曲线对应闭环系统的稳定性。
已知曲线
（1）～（10）对应的开环传递函数如下（按自左至右顺序）。
题号
开环传递函数
闭环
稳定性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。
要求
（1）写出系统开环传递函数；
（2）利用相角裕度判断系统的稳定性；
6对于典型二阶系统，已知参数
，试确定截止频率
和相角裕度
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