3机械控制工程基础复习题及参考答案.doc

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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 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(s)=的时间常数t越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 a越长b越短c不变d不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ a.输入信号b.初始条件c.系统的结构参数 d.输入信号和初始条件4惯性环节的相频特性，当时，其相位移为 a-270b-180c-90d05设积分环节的传递函数为g(s)=，则其频率特性幅值m()= 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 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 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10余弦函数cos的拉氏变换是 a.b.c.d. 11. 微分环节的频率特性相位移()= a. 90 b. -90c. 0 d. -18012. ii型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 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 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 abcd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_ _。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_ _dbdec。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ess=_ _。9设系统的频率特性为，则称为 。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和_ 。三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 求（1）系统的阻尼比和无阻尼自然频率n；（2）系统的峰值时间tp、超调量、 调整时间ts(=0.05)；四、设单位反馈系统的开环传递函数为（1）求系统的阻尼比和无阻尼自然频率n；（2）求系统的上升时间tp、 超调量、 调整时间ts(=0.02)；。 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(=0.02)。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。七、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。八、 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。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。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的稳定性。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。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。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。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。一一h1g1g2h2r(s)c(s)十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一十g4g1g2h2r(s)c(s)g3十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一一g1g3r(s)c(s)g2h1参考答案一、单项选择题：1. d 2.b 3.c 4.c 5.c 6. b 7.d 8.a 9.d 10.c 11. a 12.a 13.b 14.d 15.c二、填空题：1 相频特性 2 20_ 3 _ 0 _ 4 5 6 负数 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见，v1，这是一个i型系统 开环增益k5；（2）讨论输入信号，即a1，b2根据表34，误差七、解：（1）将传递函数化成标准形式可见，v1，这是一个i型系统 开环增益k50；（2）讨论输入信号，即a1，b3，c=2根据表34，误差八、 解：（1）该传递函数已经为标准形式 可见，v0，这是一个0型系统 开环增益k20；（2）讨论输入信号，即a2，b5，c=2根据表34，误差九、解：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、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、解：（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，且有所以，此系统是稳定的。十二、解：该系统开环增益k；有一个微分环节，即v1；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。-10120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v1；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系统对数幅频特性曲线如下所示。l(w)/db20 db / dec40 db / dec10100 60 db / decw (rad/s)0140十四、解：该系统开环增益k10；有两个积分环节，即v2，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。有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加20db/dec。系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、解：十六、解：一一h1/g2g1g2h2r(s)c(s)一h1/g2g1r(s)c(s)g21+ g2h2一h1/g2r(s)c(s)g1g21+ g2h2r(s)c(s)g1g21+ g2h2+g1h1十七、解：一h1g1r(s)c(s)g4+ g2g3c(s)r(s)一h1g1(g4+ g2g3)r(s)c(s)g1(g4+ g2g3)1+ g1h1(g4+ g2g3)十八、解：一一g1g3h1r(s)c(s)g2h1一h1g3r(s)c(s)g1g21+ g2h1r(s)c(s)g1g2g31+ g2h1+ g1g2h1 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