机械控制工程基础复习题参考

机械控制工程基础复习题及参照机械控制工程基础复习题及参照机械控制工程基础复习题及参照机械控制工程基础一、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)=K的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间Ts+1[]A．越长B．越短C．不变D．不定3.传达函数反响了系统的动向性能，它与以下哪项要素有关？[]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．惯性环节的相频特征()，当时，其相位移( )为[]A．-270°B．-180°C．-90°D．0°5．设积分环节的传达函数为G(s)=1，则其频率特征幅值M( )=[]KsKA.B.2C.1D.12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au(t)+au(t)时(a,a为常数)，输出应为[]112212A.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%将[]8．二阶系统当0<<1时，假如减小，则输出响应的最大超调量A.增添B.减小C.不变D.不定9．线性定常系统的传达函数，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cost的拉氏变换是[]A.1B.ss22C.sD.12222ss11.微分环节的频率特征相位移θ(ω)=[]1A.90°B.-90°C.0°D.-180°12.II型系统开环对数幅频渐近特征的低频段斜率为[]A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)13．令线性定常系统传达函数的分母多项式为零，则可获取系统的[]A．代数方程B．特色方程C．差分方程D．状态方程14.主导极点的特色是[]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．采纳负反响连接时，如前向通道的传达函数为G(s)，反响通道的传达函数为H(s)，则其等效传达函数为[]A．G(s)B．11G(s)1G(s)H(s)C．G(s)D．G(s)1G(s)H(s)G(s)H(s)1二、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征曲线是一条直线，直线的斜率为____dB／dec。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：稳固性、__快速性__和正确性。。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ξ的范围为。6．当且仅当闭环控制系统特色方程的全部根的实部都是____时，系统是稳固的。7．系统输出量的实质值与___之间的偏差称为偏差。8．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态偏差ess=_____。9．设系统的频率特征为G(j)R(j)jI( )，则I()称为。10.用频域法解析控制系统时，最常用的典型输入信号是__。11.线性控制系统最重要的特征是可以应用_____原理，而非线性控制系统则不可以。12.方框图中环节的基本连接方式有串通连接、并联连接和___连接。解析稳态偏差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统，这是按开环传达函数的____环节数来分类的。14.用频率法研究控制系统时，采纳的图示法分为极坐标图示法和___图示法。15.决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_。三、设单位负反响系统的开环传达函数为Gk(s)

25s(s6)2求（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；（2）系统的峰值时间tp、超调量σ％、调整时间tS(△=0.05)；四、设单位反响系统的开环传达函数为GK(s)

16s(s4)1）求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；2）求系统的上升时间tp、超调量σ％、调整时间tS(△=0.02)；。五、某系统以以下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间tp，调整时间ts(△=0.02)。六、已知单位负反响系统的开环传达函数以下：GK(s)20(s1)s(s2)(s22s2)求：(1)试确立系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)12t时，系统的稳态偏差。七、已知单位负反响系统的开环传达函数以下：GK(s)

100s(s2)求：(1)试确立系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)13t2t2时，系统的稳态偏差。八、已知单位负反响系统的开环传达函数以下：GK(s)

20(0.2s1)(0.1s1)求：(1)试确立系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为r(t)25t2t2时，系统的稳态偏差。3九、设系统特色方程为s42s33s24s50试用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识该系统的稳固性。十、设系统特色方程为s46s312s210s30试用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识该系统的稳固性。十一、设系统特色方程为2s34s26s10试用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识该系统的稳固性。十二、设系统开环传达函数以下，试绘制系统的对数幅频特征曲线。1sG(s)100.05s1十三、设系统开环传达函数以下，试绘制系统的对数幅频特征曲线。G(s)

100s(0.1s1)(0.01s1)十四、设系统开环传达函数以下，试绘制系统的对数幅频特征曲线。100.5s1Gs

s20.1s1十五、以以下图所示，将方框图化简，并求出其传达函数。十六、以以下图所示，将方框图化简，并求出其传达函数。H1R(S)一C(S)G1G2一4H2十七、以以下图所示，将方框图化简，并求出其传达函数。G4R(S)十G2C(S)G13G一H2十八、以以下图所示，将方框图化简，并求出其传达函数。R(S)G1G2G3C(S)一一H1参照答案一、单项选择题：1.D2.B3.C4.C5.C6.B7.D8.A9.D10.C11.A12.A13.B14.D15.C二、填空题：1．相频特征2．－20__3．_0_4．15．016．负数s7．输出量的希望值8．9．虚频特征10.正弦函数11.___叠加__12.__反响_13.__积分__14.__对数坐标_15.无阻尼自然振荡频率wn25三、解：系统闭环传达函数s(s6)2525GB(s)25s(s6)25s26s251s(s6)与标准形式比较，可知2wn6，wn225故wn5，0.6又wdwn12510.6245tp40.785wd0.62100%e10.62100%9.5%%e131tswn16四、解：系统闭环传达函数GB(s)s(s4)1616116s(s4)16s24s16s(s4)与标准形式比较，可知2wn4，wn216故wn4，0.5又wdwn12410.523.464故tp0.91wd3.4640.5%e12100%16.3%100%e10.5242tswn五、解：对于上图所示系统，第一应求出其传达函数，化成标准形式，而后可用公式求出各项特色量及瞬态响应指标。100Xoss50s41002Xis1000.02s50s42s20.08s0.0414s50s与标准形式比较，可知20.082n，wn0.04wn0.2rad/s0.20.2%e12e10.2252.7%tp16.03sn120.210.2244100sts0.20.2n6六、解：（1）将传达函数化成标准形式20(s1)5(s1)GK(s)2s2)s(0.5s1)(0.5s2s1)s(s2)(s2可见，v＝1，这是一个I型系统开环增益K＝5；（2）谈论输入信号，r(t)12t，即A＝1，B＝23—4，偏差essAB12依据表KpKV100.40.415七、解：（1）将传达函数化成标准形式GK(s)10050s(s2)s(0.5s1)可见，v＝1，这是一个I型系统开环增益K＝50；（2）谈论输入信号，r(t)13t2t2，即A＝1，B＝3，C=2依据表3—4，偏差essABC132KpKVKa15000.0610八、解：（1）该传达函数已经为标准形式可见，v＝0，这是一个0型系统开环增益K＝20；（2）谈论输入信号，r(t)25t2t2，即A＝2，B＝5，C=2ABC2522依据表3—4，偏差essKVKa12000211Kp九、解：用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识，a4=1，a3=2，a2=3，a1=4，a0=5均大于零，且有240013504024001351202231420323422541412074535(12)600因此，此系统是不稳固的。十、解：用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识，a4=1，a3=6，a2=12，a1=10，a0=3均大于零，且有6100011230412

061000112360612110620361210663101105120433351215360因此，此系统是稳固的。十一、解：（1）用劳斯-赫尔维茨稳固判据鉴识，a3=2,a2=4,a1=6,a0=1均大于零，且有410260041123

40462122046144012160因此，此系统是稳固的。十二、解：该系统开环增益K＝1；10有一个微分环节，即v＝－1；低频渐近线经过（1，20lg1）这点，即经过（1，－1010）这点，斜率为20dB/dec；有一个惯性环节，对应转折频率为w1120，斜率增添－20dB/dec。0.058系统对数幅频特征曲线以下所示。L( )/dBL( )/dB/dec20dB/dec20dB/dec010011050/(rad/s)/(rad/s)/(rad/s)-1020(b)K＝100；(c)十三、解：该系统开环增益有一个积分环节，即v＝1；低频渐近线经过（1，20lg100）这点，即经过（1，40）这L( )/dBL( )/dB点斜率为－20dB/dec；－20dB/decw1110，w21有两个惯性环节，对应转折频率为100，斜率分别增添－－40dB/dec－20dB/dec0.010.120dB/dec－40dB/dec/(rad/s)00110300/(rad/s)0.1100/(rad/s)L( )/dB0dB/dec－60dB/dec40-20dB/dec－80dB/dec(e)-40dB/dec0(f)(rad/s)110100-60dB/dec系统对数幅频特征曲线以下所示。十四、解：该系统开环增益K＝10；有两个积分环节，即v＝2，低频渐近线经过（1，20lg10）这点，即经过（1，20）这点斜率为-40dB/dec；w11有一个一阶微分环节，对应转折频率为2，斜率增添20dB/dec。10.5有一个惯性环节，对应转折频率为w210，斜率增添－20dB/dec。0.1系统对数幅频特征曲线以下所示。十五、解：91011十六、解：H1/G2R(S)一