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1、机械工程控制基础课程考试 试卷B参考答案 一.填空题 1. 对控制系统的基本要求一般可以归纳为軽j生、快速性和准确性。 2. 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环控制系统和 闭环控 制系统。 3. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程_、传递函数等。 4. 稳态送羞反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度 的程度。 5. 一阶系统丄的单位阶跃响应的表达是1 一严。 75+1 6. 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 7. 频率响应是线性定常系统对竝输入的稳态响应。 8. 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。

2、9. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是l_o 二如图为电路。求输入电压与输出电压心之间的微分方程，并求出该电路的 传递函数。 解答：跟据电压定律得 責;仏山+ wo =Ui UF+/?c dt 求拉氏变换与反变换 1. 求 0.5 加 解答： 2.求厂 3s (5+ 1)(5+ 2) 解答：二-3*”+6/“ 三.分析题 1、化简框图，并求出闭环传递函数 HMS) Xi(S)卢；Xo 图4 解: XG) Hi/G3 恥） Xo(s) 1-G2G3H2 Hi/G. GQ2G3 1 G=GqH、+ GiG- Gy + G、G=H、 2. 图示机械系统山质量m、阻

3、尼系数C、弹簧刚度K和外力/（/）组成的机械动 力系统。图（a）中兀是输出位移。当外力/施加3牛顿阶跃力后，记录仪上 记录质量m物体的时间响应曲线如（b）图所示。试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数； 2）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k； 3）时间响应性能指标：上升时间/八 调整时间、振荡频数N、稳态误差匕,， 解答： 解：1）对于该系统有: 图（b）响应曲线 (/)+%(f)+g(/) = /(r) G =0.91 -龙_0-2.323 求N 取厶=0.05 时，N=入1_二_=0.64 取厶=0.02 时，N =?h - =0.85 求5 肖输入为阶跃信号时，系统

4、的稳态误差为： 1 c = W 1 + Kp 对于0型系统Kp=K = ,代入式中求得： ess =0.5 3、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数G,=，则该系统在单 55 + 1 位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号作用下的4分别是多少？ 解答：该系统为单位负反馈且为0型系统，k=ll,所以该系统在单位阶跃和单位 恒速信号作用下的第分别是丄、叫 11 在单位脉冲信号作用下的稳态误差为 =lim s X(s) = lim s u H(s) + G(s)H(s)13 10 5s +1 1 = 0 4. 设有如图所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k值的取值 范用 解答: GG)_ s(s + l)(s + 5) + k 系统的特征方程：s(s + l)(s + 5) + k = 0 可展

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