机械控制工程基础复习题及参考答案-体型完全

201207012兰州机械控制工程根底一、单项选择题：1.某二阶系统阻尼比为0，那么系统阶跃响应为[]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，那么系统的输出响应到达稳态值的时间[]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，它与以下哪项因素有关？[]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．-270°B．-180°C．-90°D．0°5．设积分环节的传递函数为G(s)=，那么其频率特性幅值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0<<1时，如果减小，那么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θ(ω)=[]A.90°B.-90°C.0°D.-180°12.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，那么可得到系统的[]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．采用负反应连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反应通道的传递函数为H(s)，那么其等效传递函数为[]A．B．C．D．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____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ξ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，那么称为。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，而非线性控制系统那么不能。12.方框图中环节的根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ξ和_。三、设单位负反应系统的开环传递函数为求〔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、设单位反应系统的开环传递函数为〔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、某系统如以下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间，调整时间(△=0.02)。六、单位负反应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、单位负反应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、单位负反应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、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。十六、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一一一H1G1G2H2R(S)C(S)十七、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一一十G4G1G2H2R(S)C(S)G3十八、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。一一一G1G3R(S)C(S)G2H1参考答案一、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.__反应_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比照，可知，故，又四、解：系统闭环传递函数与标准形式比照，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。与标准形式比照，可知，六、解：〔1〕将传递函数化成标准形式可见，v＝1，这是一个I型系统开环增益K＝5；〔2〕讨论输入信号，，即A＝1，B＝2根据表3—4，误差七、解：〔1〕将传递函数化成标准形式可见，v＝1，这是一个I型系统开环增益K＝50；〔2〕讨论输入信号，，即A＝1，B＝3，C=2根据表3—4，误差八、解：〔1〕该传递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〕讨论输入信号，，即A＝2，B＝5，C=2根据表3—4，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v＝－1；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。-101-10120十三、解：该系统开环增益K＝100；有一个积分环节，即v＝1；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。LL()/dB­20dB/dec­40dB/dec10100­60dB/dec(rad/s)0140十四、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：一一一H1/G2G1G2H2R(S)C(S)一一H1/G2G1R(S)C(S)G21+G2H2一一H1/G2R(S)C(S)G1