3机械控制工程基础复习题及参考答案.docx

1、3机械控制工程基础复习题及参考答案一、单项选择题：1、 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 D A、 发散振荡 B、 单调衰减C、衰减振荡 D、 等幅振荡2。 一阶系统G()=得时间常数T越小,则系统得输出响应达到稳态值得时间 B A。越长 。越短。不变 D.不定3、 传递函数反映了系统得动态性能，它与下列哪项因素有关？ C A、输入信号 、初始条件C、系统得结构参数 D、输入信号与初始条件。惯性环节得相频特性,当时,其相位移为 C A70B。80C.90 D。0.设积分环节得传递函数为（s)=，则其频率特性幅值M(） C A、 B、 、 D、 6、 有一线性系统，其输入分别为u(t）与u

2、2(t)时,输出分别为y1(t）与y2()。当输入为1u（t）+2(t)时(a，2为常数),输出应为 B A、 1y1（t)+y2（t） B、 a11(t）+ay（）、y1（t)a2y2（t） D、 y1（t）+a2y2(t）7。拉氏变换将时间函数变换成 正弦函数 单位阶跃函数C.单位脉冲函数 D.复变函数8.二阶系统当01时，如果减小，则输出响应得最大超调量将 A、增加 B、减小C、不变 D、不定9。线性定常系统得传递函数，就是在零初始条件下 D 。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.系统输入信号得拉氏变换与输出信号得拉氏变换之比D.系统输出信号得拉氏变换与输入信号得拉

3、氏变换之比10.余弦函数cos得拉氏变换就是 C A、 B、C、 D、 1、 微分环节得频率特性相位移（） A A、 90 B、 -9、 D、 812、I型系统开环对数幅频渐近特性得低频段斜率为 A A、4(dB/dc） B、 0（d/dec)C、 0（d/de） D、 +20(B/de）3令线性定常系统传递函数得分母多项式为零,则可得到系统得 A.代数方程 。特征方程C.差分方程 D。状态方程14、主导极点得特点就是 D A、距离实轴很远 B、距离实轴很近、距离虚轴很远 、距离虚轴很近1。采用负反馈连接时,如前向通道得传递函数为G（s），反馈通道得传递函数为H(s),则其等效传递函数为 A。

4、 .。D.二、填空题:1。线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入得相位移随频率而变化得函数关系称为_ 相频特性 _.2.积分环节得对数幅频特性曲线就是一条直线,直线得斜率为_ 20dB/ec。3.对于一个自动控制系统得性能要求可以概括为三个方面:稳定性、_快速性_与准确性。4单位阶跃函数1(t)得拉氏变换为 .5.二阶衰减振荡系统得阻尼比得范围为 。当且仅当闭环控制系统特征方程得所有根得实部都就是 负数 _时,系统就是稳定得。7.系统输出量得实际值与 输出量得希望值 _之间得偏差称为误差。8在单位斜坡输入信号作用下,0型系统得稳态误差ess_ _。9.设系统得频率特性为，则称为 虚频特性

5、 。1、用频域法分析控制系统时，最常用得典型输入信号就是_ 正弦函数 _.11、线性控制系统最重要得特性就是可以应用_ 叠加 _原理，而非线性控制系统则不能。12、方框图中环节得基本连接方式有串联连接、并联连接与_ 反馈 _连接。1、分析稳态误差时,将系统分为0型系统、型系统、II型系统,这就是按开环传递函数得_ 积分 _环节数来分类得。14、用频率法研究控制系统时，采用得图示法分为极坐标图示法与_ 对数坐标 _图示法。15、决定二阶系统动态性能得两个重要参数就是阻尼系数与 无阻尼自然振荡频率w 。三、设单位负反馈系统得开环传递函数为 求（1)系统得阻尼比与无阻尼自然频率n;（2)系统得峰值时

6、间tp、超调量、 调整时间tS（=、05)； 解：系统闭环传递函数 与标准形式对比，可知 ， 故 , 又 四、设单位反馈系统得开环传递函数为(1）求系统得阻尼比与无阻尼自然频率n;（2）求系统得上升时间tp、 超调量%、 调整时间tS(=、02)；。 解: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n，阻尼比,超调量,峰值时间,调整时间(0、0）。 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。 与标准形式对比,可知 ,六、已知单位负反馈系统得开环传递函数如下： 求：(1)试确定系

7、统得型次v与开环增益； （2）试求输入为时，系统得稳态误差。 解：(1）将传递函数化成标准形式可见，1，这就是一个I型系统 开环增益K5;（2）讨论输入信号，即A=1,B2根据表3-，误差七、已知单位负反馈系统得开环传递函数如下： 求：（1）试确定系统得型次v与开环增益K; (2)试求输入为时，系统得稳态误差。 解:（1）将传递函数化成标准形式可见，v=1，这就是一个I型系统 开环增益K=50;（2)讨论输入信号,，即=1,3,C=根据表3-4,误差八、 已知单位负反馈系统得开环传递函数如下: 求：（） 试确定系统得型次v与开环增益; ()试求输入为时，系统得稳态误差。 解：（）该传递函数已经

8、为标准形式 可见，v0,这就是一个0型系统 开环增益=20;(2）讨论输入信号，,即2，B=,C=2根据表4，误差九、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得稳定性。解：用劳斯赫尔维茨稳定判据判别,a4=1，a=2,a23,a1=，5均大于零,且有所以，此系统就是不稳定得。十、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得稳定性. 解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,41，a3=6,a=12，a110,0=均大于零，且有所以，此系统就是稳定得。十一、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得稳定性。 解：(1）用劳斯赫尔维茨稳定判据判别，a32，a2=4，a1=，a

9、0=1均大于零,且有所以，此系统就是稳定得。十二、设系统开环传递函数如下,试绘制系统得对数幅频特性曲线。解：该系统开环增益=；有一个微分环节,即v=;低频渐近线通过(,20)这点，即通过（1，0）这点，斜率为20dB/de；有一个惯性环节,对应转折频率为,斜率增加2B/ec。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，试绘制系统得对数幅频特性曲线.解：该系统开环增益K100；有一个积分环节，即1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点,即通过(1，0)这点斜率为20dBdec； 有两个惯性环节，对应转折频率为，斜率分别增加-20dc系统对数幅频特性曲线如下所示。十四、设系统开

10、环传递函数如下,试绘制系统得对数幅频特性曲线。解:该系统开环增益=0;有两个积分环节,即v2,低频渐近线通过(1,010）这点，即通过（1，20)这点斜率为-dB/ec；有一个一阶微分环节,对应转折频率为,斜率增加0d/de。有一个惯性环节,对应转折频率为，斜率增加20dBdec。系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、如下图所示，将方框图化简,并求出其传递函数。 解:十六、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。 解：十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。 解:十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数. 解:参考答案一、单项选择题:、 D 2、B 3、 、C 5、C 6、

11、 7、D 8、A 、D 0、C 1、 12、A 1、B 14、D 15、C二、填空题： 相频特性 2. 20_ 。 0 _ 4。 5。 负数 。 输出量得希望值 。 9. 虚频特性 1、 正弦函数 1、_叠加_ 12、 _反馈 _ 13、 _积分_ 14、 _对数坐标1、 无阻尼自然振荡频率wn 三、解：系统闭环传递函数 与标准形式对比,可知 , 故 ， 又 四、解：系统闭环传递函数 与标准形式对比,可知 ， 故 ， 又 故 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. 与标准形式对比,可知 ，六、解：(1)将传递函数化成标准形式可

12、见，v1，这就是一个I型系统 开环增益K5;(）讨论输入信号,即A1，B=2根据表34,误差七、解：（)将传递函数化成标准形式可见，v1,这就是一个I型系统 开环增益K=50;(2)讨论输入信号,，即=1，B=3,C=2根据表，误差八、 解：（1)该传递函数已经为标准形式 可见，0，这就是一个型系统 开环增益=20；（2）讨论输入信号,，即=2,B=5,C=2根据表34，误差九、解：用劳斯赫尔维茨稳定判据判别，a4=，=2，2=3,a14,05均大于零,且有所以，此系统就是不稳定得。十、解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,4=1，3=6，212,a1=10，a0=3均大于零,且有所以，此系统就是

13、稳定得。十一、解:(1）用劳斯赫尔维茨稳定判据判别,3=2，24，a1=6，01均大于零，且有所以,此系统就是稳定得。十二、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（1，0lg)这点,即通过（1,-）这点，斜率为0ddec;有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加-20dBde。系统对数幅频特性曲线如下所示.十三、解：该系统开环增益K100;有一个积分环节,即v=;低频渐近线通过（1,0g100)这点，即通过（1,40)这点斜率为20dB/c； 有两个惯性环节,对应转折频率为,，斜率分别增加20dBc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；有两个积分环节，即2，低频渐近线通过(1,20lg10)这点，即通过（1，20)这点斜率为40dB/dc;有一个一阶微分环节，对应转折频率为,斜率增加2dec。有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加20d/d。系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、解:十六、解:十七、解:C(S)R(S)十八、解：