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现代机械控制工程阶段练习一答案一、看图分析题1.)图1所示的一个数控机床工作台的驱动系统。(1)试说明控制系统的工作原理。(2)并画出方块图。图1数控机床工作台驱动系统解：(1)以检测装置随时测定工作台的实际位置(即其输出信息)，然后反馈到输入端，与控制指令比较，再根据工作台的实际位置与目的位置渐渐的误差，决定控制动作，达到消除误差的目的。图中所示的系统是闭环系统(2)2. .已知一阶系统的单位阶跃响应曲线如图2所示，问A和B等于什么?答：A即为一阶系统的时间常数T； B等于单位阶跃函数幅值1的63.2%，即0.632。图23.试求出图3中所示系统的传递函数。图3解：4. 已知系统对数幅频特性曲线如题图4所示， 试写出它们的传递函数。 题4（a） （b）解：（a）由系统开环对数幅频特性曲线可知，低频渐近线斜率为20，所以系统存在一个积分环节。另系统存在一个转折频率100，且转折之后斜率增加20，故系统存在一个惯性环节。所以系统开环传递函数的表达式大致如下：(3分)且系统低频渐近线经过点（1，20lgk），（50，0）两点，斜率为20， 即有 得 k = 50故系统开环传递函数为 (2分)（b）由系统开环对数幅频特性曲线可知，低频渐近线斜率为0，所以系统不存在积分环节。另系统存在一个转折频率10，且转折之后斜率增加20，故系统存在一个惯性环节。所以系统开环传递函数的表达式大致如下：(3分)且系统低频渐近线经过点（1，20lgk），（10，20）两点，斜率为0， 可见 得 k = 10故系统开环传递函数为 (2分)二、计算题1某系统的特征方程式为求其特征根，并判断系统的稳定性。 解：由Routh稳定判据： （4分）辅助方程是 解得特征根为，由此可知系统临界稳定。 2设系统的结构图如图5所示，试计算在三种典型输入下系统的稳态误差：R(s)C(s)图5解：单位反馈系统，故稳态偏差等于稳态误差由于该系统为I型系统，故当输入为单位阶跃函数时当输入为单位斜坡函数时当输入为单位加速度函数时3设系统的闭环传递函数为Gc(s)=，试求最大超调量=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数和n的值。解.=100%=9.6% =0.6 tp= n=19.6rad/s 4列写下图所示电路图的微分方程式，并求其传递函数。三、绘图题：1若传递函数为，试绘制该系统的对数幅频图导前环节解：1）G(s) 标准形惯性环节2）G(s) G(jw)此式表明系统由一个比例环节（K=20）,一个导前环节、两个惯性环节串联组成系统的频率特性为3）求出各环节的转角频率4)各环节的对数幅频特性的渐近线
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