机械控制工程基础 笔试科目复习资料 天津大学考试提交及答案Word下载.docx

1、6、关于线性系统时间响应，说法正确的是（ C ）。A. 时间响应就是系统输出的稳态值 B. 由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C. 由强迫响应和自由响应组成 D. 与系统初始状态无关7、系统的单位脉冲响应函数为，则系统的传递函数为（ A ）A. B. C. D. 8、一个系统稳定的充要条件是（ C ）。A. 系统的全部极点都在S平面的右半平面内 B. 系统的全部极点都在S平面的上半平面内C. 系统的全部极点都在S平面的左半平面内 D. 系统的全部极点都在S平面的下半平面内9、一个线性系统稳定与否取决于（ A ）。A. 系统的结构和参数 B. 系统的输入C. 系统的干扰 D. 系统的初始状态10、

2、相位超前校正网络的作用是下列的哪一项（ B ）。A. 系统的相对稳定性得到提高 B. 增加闭环系统的稳定性裕度C. 系统的带宽下降 D. 系统的上升时间和调整时间加长二、填空题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 开环控制系统 和 闭环控制系统。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、 稳态误差 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、按照有无反馈来分类，控制系统可分为 开环控制系统 ； 闭控制系统 ； 半闭环控制系统 。6、根据控制系统元件的特性，

3、控制系统可分为 线性 控制系统、 非线性_控制系统。7、有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频域性能指标 。8、频率响应是线性定常系统对 正弦 输入的稳态响应。9、稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 输入信号 的类型有关。10、根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为_开环_控制系统、_闭环_控制系统。11、脉冲信号可以用来反映系统的 抗冲击能力 。12、阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。13、传递函数的定义是对于线性定常系统,在 初始条件为零 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 输入量的拉氏变换 之比。14、瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 初始状态 到 最

4、终状态 的响应过程。15、控制系统的校正方式有串联校正、 并联校正 ； 复合校正 。其中串联校正又分为 超前校正 ； 滞后校正 ； 超前 -滞后校正 。16、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 负实根或负实部的复数根 ，即系统的特征根必须全部在 复平面的左半平面 是系统稳定的充要条件。17、频率响应是系统对 正弦输入 的稳态响应，频率特性包括 幅频和相频 两种特性。18、I型系统在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 。19、二阶系统的阻尼系数= 0.707_ 时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。 20、控制系统的相对稳定性可以用 相位

5、裕量 及 幅值裕量 来定量表征。三、计算题1、机械系统如图所示，其中，外力f（t）为系统的输入，位移x（t）为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（忽略小车与地面的摩擦）。解：系统的微分方程为拉氏变换得：（零初始条件）2、已知系统结构如图，试求传递函数及123、已知机械振动系统（如图1a）所示，当在质量块上施加20牛顿的阶跃力时，其位移响应曲线如图1b所示。试求：（1）求系统的传递函数；（2）计算参数K、m和B的数值。（提示：，,）0.0250.020t （s）2b） 时间响应曲线a） 机械系统图1 （1）传递函数（2）阶跃输入力 系统稳态响应

6、为根据拉氏变换的终值定理，有可解得，K=1000N/m由系统最大超调量=0.25，可得=0.4由，可得=1.7rad/s，可得m=342kg， B=468N.s/m4、设单位负反馈系统的开环传递函数为 求（1）系统的阻尼比和无阻尼自然频率n； （2）系统的峰值时间tp、超调量Mp、 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 5、已知单位反馈系统的闭环传递函数，试求系统的相位裕量和幅值裕量kg系统的开环传递函数为，解得又四、计算题1、已知系统结构图如图2所示： 画出k=10时的开环概略Bode图。系统开环传递函数标准形式为： 该系统由四个典型环节组成： （比例环节）

7、（积分环节） （惯性环节 转角频率绘制Bode图：（k=10）1、确定转折频率：1、5，在（1,20lg2）点之左作斜率为-20的斜线。2、过（1,20lg2）点之右作斜率为-40的斜线至=5。3、在=5后作斜率为-60的斜线；2、系统如图所示，为单位阶跃函数，试求：（1）系统的阻尼比和无阻尼自然频率（2）动态性能指标：超调量Mp和调节时间（1）3、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作用下的分别是多少？该系统为单位负反馈且为0型系统，k=11, 所以该系统在单位阶跃和单位恒速信号作用下的分别是、。在单位脉冲信号作用下的稳态误差为：五、计算题1

8、、系统在静止平衡状态下，加入输入信号，测得响应为试求系统的传递函数。2、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=5，a2=2，a1=4，a0=3均大于零， 且有所以，此系统是不稳定的。3、已知单位反馈系统的开环传递函数为，确定使系统稳定时参数的取值范围。闭环传递函数为：无论K取何值，闭环系统都不稳定。4、已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为，请绘出频率特性对数坐标图（Bode图），并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能（要说明理由）。开环传递函数在复半平面无极点，据图相位裕度为正，幅值裕度分贝数为正，根据乃奎斯特判据，系统稳定。系统为型，具有良好的静态性能。相位裕度约为60度，具有良好的动态性能。5、已知一单位反馈控制系统如图3 所示，其中控制器采用了增益为Kp的比例控制器，试确定使系统稳定的Kp值范围。图3（1）系统闭环传递函数为： 闭环系统特征方程：D（S）=列劳斯表： 1 50 要使系统稳定，则第一列全为正值，即 解得使系统稳定的值范围：