3机械控制工程基础复习题及参考答案Word格式文档下载.docx

1、,%8（ 二阶系统当 01 时，如果减小，则输出响应的最大超调量将 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,t10（ 余弦函数 cos 的拉氏变换是 ,1A. B. 22s ，,s ，,1sC. D. 2222s ，,s ，,11微分环节的频率特性相位移 9（3 ）=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. -40（dB

2、/dec） B. -20（dB/dec）C. 0（dB/dec） D. +20（dB/dec）113（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1G（s）A（ B（ 1 ，G（s）1 ，G（s）H（s）G（s）G（s）C（ D（ 1,G（s）H（s）1 ，G（s）H（s）二、填空题 :1（ 线性定常系统在正弦信号输入时，稳态

3、输出与输入的相位移随频率而变化的 函数关系称为 _ _。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 _ _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 。5（二阶衰减振荡系统的阻尼比E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 _ _时，系统是稳定 的。 7（ 系统输出量的实际值与 _ _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 e=_ _ 。 ss9（ 设系统的频率特性为，则称为 。 I（,）G（j,）,R（j,） ，jI（,）

4、10.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是 _ _。11.线性控制系统最重要的特性是可以应用 _ _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 _ _ 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 _ _ 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 _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 E和_。25G（s）,三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 ks（s , 6）求（1）系统的阻尼比Z和无阻尼自然频率 ；n系统的峰值时间t、超

5、调量（T ,、调整时间t（?=0.05）; pS四、设单位反馈系统的开环传递函数为16G（s）,Ks（s , 4）（1）求系统的阻尼比Z和无阻尼自然频率 ；求系统的上升时间t、超调量（T ,、调整时间t（?=0.02）; 。tp五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率 co n,阻尼比Z,超调量c,，峰值时间，ts调整时间（?=0.02）。六、 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下 ：20（s，1） G（s）, K2s（s ，2）（s，2s，2）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。r（t）,1 ，2t七、 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下 ：

6、100G（s）, Ks（s ，2）求 :（1） 试确定系统的型次 v 和开环增益 K;2r（t）,1 ，3t ，2t （2） 试求输入为时，系统的稳态误差。 八、 已知单位负反 馈系统的开环传递函数如下 :20G（s）, K（0.2s ，1）（0.1s ， 1）2r（t）,2 ，5t ，2t （2） 试求输入为时，系统的稳态误差。 九、设系统特征方程为432 s ，2s， 3s，4s，5,0试用劳斯 - 赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。 十、设系统特征方程为432s，6s，12s，10s，3,0 试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定 性。 十一、设系统特征方程为322s，4s，6s

7、，1,0 试用劳斯 -赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。 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。1s10 G（s）,0.05s ，1十三、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。100G（s）, s（0.1s ，1）（0.01s ，1） 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。， 100.5s ，1， Gs, 2 ，s0.1s ，1十五、如下图所示，将方框图化简，并 求出其传递函数。G曲十六、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。H 1C（S） R（S） G G 12十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函 数。G 4

8、H 2十 C（S） R（S）G G G 123H 2十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数C（S） R（S） G GG 123参考答案一、单项选择题：1. D 2.B 3.C 4.C 5.C6. B 7.D 8.A 9.D 10.C11（ 相频特性 2（ ,20_ 3（ _ 0 _ 4（ 0,1 5（ 6（ 负数 s,7（ 输出量的希望值 8（ 9（ 虚频特性 10. 正弦函数 11. _ 叠加_ 12. 反馈 _ 13. _ 积分_ 14. _ 对数坐标 _15. 无阻尼自然振荡频率 w n4252525s（s ，6） 三、解 : 系统闭环传递函数 G（s）,B225s（s ， 6

9、） ，25s， 6s， 251， s（s ，6）2w,252,w,6 与标准形式对比，可知 ， nnw,5 故 ， ,0.6n22 又 w,w1,5 ，1,0.6,4 dn, t,0.785 pw4d,0.6,221,1,0.6,ee%, ， 100%,，100%,9.5%3t,1s,wn161616s（s ，4）四、解:系统闭环传递函数 G（s）, B216s（s ，4），16s，4s， 161， s（s ，4）22,w,4 与标准形式对比，可知 ， w,16nnw,4 故 ， ,0.5n22w,w1,4 ，1,0.5,3.464 又 dn,t,0.91 故 pw3.464d,0.5221,

10、1,0.5,%,e ，100%,e，100%,16.3%4,2ts,wn五、解 : 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100， Xs1002， s50s，4o,2 100 ， Xss50s，4，2s，0.08s，0.04i1 ， ,0.02， s50s，42w,0.042,w,0.08 与标准形式对比，可知 ， nn5,0.2rad/sn ，,0.20.2, ，,221,10.2,%,e,e,52.7% ,t,16.03s ， p22,1,0.21,0.2n44， t,100ss,0.2 ， 0.2n六、解 :（1） 将传递函数化成

11、标准形式20（s ，1）5（s ，1）G（s）, K22s（s ，2）（s ，2s，2）s（0.5s ，1）（0.5s ，s，1）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 r（t）,1 ，2tAB12e,，, ，,0 ，0.4,0.4 根据表 34，误差 ssKK1，1，,5pV 七、解:（1） 将传 递函数化成标准形式10050G（s）, Ks（s ，2）s（0.5s ， 1）可见， v,1 ，这是一个 I 型系统 开环增益 K,50;2r（t）,1 ，3t ，2t（2） 讨论输入信号，即 A,1，B,3，C=2ABC132e,，, ，

12、 ,0 ，0.06 ，, 根据表 34，误差 ss1 ，KKKa1，,500pV 八、 解:（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;2r（t）,2 ，5t ，2t（2） 讨论输入信号，即 A,2，B,5，C=2ABC2522e,， , ，, ，, ，, 根据表34，误差 ss1 ，KKKa1，200021pV 九、解 : 用劳斯 - 赫尔维茨稳定判据判别， a=1，a=2，a=3，a=4，a=5 均大于零，且 有 4321024001350, 402400135,2,0 1,2 ，3,1 ，4,2,0 2,2 ，3，4,2，2，5,4，1，4,

13、12,0 3,5,5 ，（,12）,60,0 436所以，此系统是不稳定的。十、解 : 用劳斯 - 赫尔维茨稳定判据判别， a=1，a=6，a=12，a=10，a=3 均大于 零，且有 4321061000112300610001123,6,0 1,6 ，12,1，10,62,0 2,6 ，12，10,6，6，3,10，1，10,512,0 3,3,3 ， 512,1536,0 43 所以，此系统是稳定的。十一、解 :（1） 用劳斯 - 赫尔维茨稳定判据判别， a=2,a=4,a=6,a=1 均大于零，且 有 3210410260 ,3041,4,01,4 ，6,2 ，1,22,0 2,4 ，

14、6，1,4 ，4，0,1 ，2，1,6,03 所以，此系统是稳定的。1 十二、解 : 该系统开环增益 K,; 101 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 ，,1010） 这点，斜率为 20dB/dec;1 有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加 ,20dB/dec 。 w,2010.05 系统对数幅频特性曲线如下所示。L（L（,）/dB,）/dBL（,）/dB20,20 dB / dec20 dB / dec20 dB / dec1 00010101050, /（rad/s）, /（rad/s）, /（rad/s）20 -10（a）（b）（c

15、） 十三、解 : 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L（L（,）/dB,）/dB,）/dB 点斜率为 ,20dB/dec; L（,20 dB / dec,20 dB/dec,20 dB/dec 7 ,40 dB / dec,40 dB/dec00010050, /（rad/s）0.1100, /（rad/s）110300, /（rad/s）,60 dB / dec,40 dB / dec,80 dB/dec（d）（e）（f ）11 有两个惯性环节，对应转折频率为，斜率分别增加,w,10w,100120.

16、010.120dB/dec, L（ ）/dB-20 dB / dec 40-40 dB / dec0 （rad/s） , 1 10 100-60 dB / dec系统对数幅频特性曲线如下所示。十四、解 :该系统开环增益 K,10;,2，低频渐近线通过（1 , 20lg10）这点，即通过（1 , 20）这有两个积分环节，即v点斜率为 -40dB/dec;1 有一个一阶微分环节，对应转折频率为，斜率增加 20dB/dec。 w,210.51 有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加 ,20dB/dec。 w,1020.1 系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、解:晒闾RGiGjG i1 KhChHzjzHi-GiETi 心十六、解：H/G 12C（S） R（S） G G 12C（S） R（S） 一 G 2 G 11+ GH 22C（S） R（S） 一 GG 121+ GH 22C（S） R（S） GG 121+ GH+GH 2211十七、解 :C（S） R（S） G+ GG G1423 一10C（S） R（S） （G+ GG） G 1423H1C（S） R（S） G（G+ GG） 1423 1+ GH（G+ GG） 11423 十八、解 :G G12C（S） R（S） G31+ GH 21 一C（S） R（S） GGG 123 1+ GH+ GGH 2112111