(高升专)机械控制工程基础.doc

机械控制工程基础 （专科）一、选择题:1.闭环控制系统中（ B ）反馈作用。 A 不一定存在 B 必然存在 C 一定不存在2.闭环控制系统的特点是系统中存在（ C ）。 A 执行环节 B运算放大环节 C反馈环节3.闭环自动控制的工作过程是（ C ）。A 检测系统输出的过程 B检测系统偏差的过程C 检测偏差并消除偏差的过程 4.某系统的微分方程是，则该系统是（ B ）。A 线性系统 B 非线性系统 C 非线性时变系统5.系统的单位脉冲响应函数为，则系统的传递函数为（ E ）。A B C D E 6.关于线性系统，说法正确的是( B )。A 只能用传递函数表示 B 可以用不同的模型表示C 都是稳定的7.设系统的传递函数为，则其时间常数和增益分别是（ A ）。A B C D E 8.关于线性系统时间响应论述正确的是（ B ）。A 时间响应由单位脉冲响应和单位阶跃响应组成B 时间响应由自由响应和强迫响应组成C 时间响应是系统输出的稳态值 9. 关于线性系统频率响应论述正确的是（ B ）。A 频率响应只能分析系统的稳定性B 频率响应能揭示系统的动态特性C 频率特性没有量纲10.一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 系统的初始状态二、对机械控制工程中的线性定常系统，请判断下列命题的对错1. 只有稳定的系统，才存在稳态误差。 （ T ）2. 振荡环节一定是二阶环节，但二阶环节不一定是振荡环节。 （ T ）3. 传递函数的分母反映了系统的固有特性，传递函数的分子反映了系统与外界的关系。 （ F ）4. 系统的稳定性与外界无关，但系统的稳态误差与外界有关。 （ T ）5. 线性系统传递函数的零点、极点和放大系数，决定了系统的瞬态性能和稳态性能。 （ T ）6. 开环传递函数无量纲。 （ F ）7. 自由响应即是瞬态响应。 （ F ）8. 临界阻尼的二阶系统，可分解为两个一阶环节的并联。 （ T ）9. 稳态偏差只与系统的特性有关，与系统的输入信号无关。 （ F ）10.频率特性的量纲，等于传递函数的量纲。 （ F ）11.用频率特性，可求出系统在谐波输入作用下的瞬态响应。 （ T ）12.非最小相位系统，必是不稳定的系统。 （ F ）13.开环不稳定，闭环却可稳定；开环稳定，闭环必稳定。 （ F ）14.延时环节是线性环节，对稳定性不利。 （ F ）15.对反馈控制系统而言，原则上，误差不可避免。 （ T ）3、 某放大器的传递函数为，今测得其频率响应，当=1s-1时，幅频,相频。问放大系数K和时间常数T各为多少？解：因为，所以， 由题意得，时， 所以T=1s,。四、试分析当反馈环节H(s)=1时，前向通道传递函数G(s)分别为惯性环节、微分环节、积分环节时，输入、输出的闭环传递函数为什么？解：，而H(s)=1，所以。 当为惯性环节时，； 当为微分环节时，； 当为积分环节时，。 五、:系统如图1所示图1求：(1)=? (2)=?解：单独作用时， ， ，； 单独作用时， ， ,； 所以， 所以， 整理的； 。六、：设单位反馈系统的开环传递函数为 ，若系统以2rad/s频率持续振荡，试确定相应的K和值。解：由题意可得闭环传函为，为了消去分子 上的s+1，整理如下：， 由上述两个式子的分母对应项相等，得。 因为，所以k=4。七、：已知最小相位开环系统的渐进对数幅频特性曲线如图2所示，试：（1） 求取系统的开环传递函数；（2） 利用稳定裕度判断系统稳定性图2解：（1）由图知，存在两个交接频率0.1和10，所以， 而且，所以， 所以系统的开环传递函数为。 （2）开环对数幅频特性为， 而，所以代入求得。 所以， ，所以系统稳定。八、：含PI控制器的I型系统方框图如下图3所示。试分析PI控制规律对该系统稳定性能的影响。图3解：由图得该系统的闭环传递函数是， 由劳斯判据得 所以若系统稳定，则均大于0，即PI控制规律决定该系统稳定性能。九设单位反馈系统的前向传递函数为G(s),且单位反馈系统的Nyquist图如图1所示。（1）如果G(s)在右半s平面内有一个极点，试问闭环系统是否稳定？（2）如果G(s)在右半s平面内没有极点，但在右半s平面内有一个零点，试问闭环系统是否稳定？图1解：（1）因为系统闭环特征方程式在s右半平面的根的个数Z=P-2R， 由图知，R=0；由题知，P=1； 所以Z=1，该系统不稳定。 （2）因为Z=P-2R， 由图知，R=0；由题知，P=0； 所以Z=0，该系统稳定。十、某系统如图2所示，当开关K打开时，系统稳定否？当开关闭合时，系统稳定否?如果稳定，当的稳态输出值是多少？图2十一、图3是一个上摆，安装在马达传动车上