機(jī)械控制工程基礎(chǔ)_習(xí)題集(含答案)

1、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)課程習(xí)題集西南科技大學(xué)成人、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 版權(quán)所有習(xí)題【說明】：本課程機(jī)械控制工程基礎(chǔ)（編號(hào)為09010）共有單選題,計(jì)算題, 填空題等多種試題類型，其中，本習(xí)題集中有 填空題等試題類型未進(jìn)入。一、單選題1. 的拉氏變換為（ ）。 a. ； b. ； c. ； d. 2. 的拉氏變換為，則為（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 3. 脈沖函數(shù)的拉氏變換為（ ）。a. 0 ； b. ； c. 常數(shù)； d. 變量4. ，則（ ）。a. 5 ； b. 1 ； c. 0 ； d. 5. 已知 ，其原函數(shù)的終值（ ）。a. ； b. 0 ； c. 0.6 ； d. 0.36. 已知

2、 ，其原函數(shù)的終值（ ）。a. 0 ； b. ； c. 0.75 ； d. 37. 已知其反變換f (t)為（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 8. 已知，其反變換f (t)為（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 9. 已知的拉氏變換為（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 10. 圖示函數(shù)的拉氏變換為（ ）。 a 0 ta. ； b. ； c. ；d. 11. 若=0，則可能是以下（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 12. 開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起的系統(tǒng)稱為（ ）。a.復(fù)合控制系統(tǒng)； b.開式控制系統(tǒng)； c.閉和控制系統(tǒng)； d.正反饋控制系統(tǒng)13. 在初始條件為零時(shí)，輸

3、出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)的（ ）。a.增益比； b.傳遞函數(shù)； c.放大倍數(shù)； d.開環(huán)傳遞函數(shù)14. 已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)g(s)，則正確的關(guān)系是（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 15. 設(shè)有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機(jī)械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量的運(yùn)動(dòng)微分方程式可以對(duì)圖中系統(tǒng)進(jìn)行描述，那么這個(gè)微分方程的階次是：（ ）。a. 1； b. 2； c. 3； d. 416. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；則其無阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ ）。a. 1 ， ； b. 2 ，1 ； c. 2 ，2 ； d. ，117

4、. 表示了一個(gè)（ ）。a. 時(shí)滯環(huán)節(jié)； b. 振蕩環(huán)節(jié)； c. 微分環(huán)節(jié)； d. 慣性環(huán)節(jié)18. 一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；其單位階躍響應(yīng)為（ ）。a. ； b. ； c. ； d. 19. 已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為 ,那么系統(tǒng)處于（ ）。a. 欠阻尼； b. 過阻尼； c. 臨界阻尼； d. 無阻尼20. 某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是（ ）。a. ； b.； c.； d.21. 根據(jù)下列幾個(gè)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷肯定不穩(wěn)定的系統(tǒng)為（ ）。a. ； b. ；c. ；其中均為不等于零的正數(shù)。22. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；則其無阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ ）。a. 1 ，

5、 ； b. 2 ，1 ； c. 1 ，0.25 ； d. ， 23. 下列開環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是（ ）。a. ； b.（t>0）c. ； d. 24. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ ）。a. ； b.； c.； d.25. 下列開環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的有（ ）。 a. ； b. （t>0）； c. ； d.；26. 題圖中rc電路的幅頻特性為（ ）。題圖二、6. rc電路a. ； b. ； c. ； d. 27. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ ）。a. ； b. ； c. ；d. 28. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，當(dāng)輸

6、入為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（ ）。a. ； b. ；c. ； d. 29. 理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（ ）。a. ，通過=1點(diǎn)的直線； b. -，通過=1點(diǎn)的直線；c. -，通過=0點(diǎn)的直線； d. ，通過=0點(diǎn)的直線30. 開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性對(duì)數(shù)相頻特性如下圖所示，當(dāng)k增大時(shí)，（ ）。 a. l()向上平移，不變； b. l()向上平移，向上平移；c. l()向下平移，不變； d. l()向下平移，向下平移。二、計(jì)算題31. 簡化下圖所示系統(tǒng)的方框圖，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。+xo(s)xi(s)g1g2g3g4h3h2h132. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)

7、輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； c為電容；r1、r2為電阻。（15分）33. 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求當(dāng)輸入（0）時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差。34. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中位移x1為系統(tǒng)輸入量；位移x2為系統(tǒng)輸出量； k為彈簧剛度系數(shù)；b為粘性阻尼系數(shù)。（15分）35. 已知一些元件的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示，試寫出它們的傳遞函數(shù)g(s)，并計(jì)算出各參數(shù)值。/s-1/s-110050002010402020l()/dbl()/db（a）（b）36. 已設(shè)單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試用勞斯判據(jù)確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，k的取值范圍。37. 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性如下圖所示，試判別

8、系統(tǒng)穩(wěn)定性。其中p為開環(huán)右極點(diǎn)數(shù)，為開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)數(shù)目。（15分）rerere-1-1-1000p=2=0imimimp=0=0（c）（b）（a）p=0=238. 化簡下圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)。（15分）39. 試畫出具有下列傳遞函數(shù)的bode圖： 。40. 某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性（tk>1）41. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； c為電容；r為電阻。42. 某系統(tǒng)用測速發(fā)電機(jī)反饋，可以改善系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，系統(tǒng)如下圖所示。（1）當(dāng)k10，且使系統(tǒng)阻尼比0.5，試確定kh。

9、（2）若要使系統(tǒng)最大超調(diào)量mp0.02，峰值時(shí)間tp1s，試確定增益k和速度反饋系統(tǒng)kh的數(shù)值，并確定在這個(gè)k和kh值的情況下，系統(tǒng)上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。xoxi1khs43. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； c為電容；r1、r2為電阻。44. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為， 試?yán)L制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性并計(jì)算值。45. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中位移x1為系統(tǒng)輸入量；位移x2為系統(tǒng)輸出量； k1和k2為彈簧剛度系數(shù)；b為粘性阻尼系數(shù)。（16分）三、 填空題（略）答案一、單選題1. c2. c 3. c4. a5. d6. c7. b8. c

10、9. c10. a11. c12. a13. b14. b15. b16. d17. a18. b19. c20. d21. b22. c23. c24. c25. d26. b27. b28. d29. a30. a二、計(jì)算題31. 解： （每正確完成一步3分）32. 解：設(shè)i為回路總電流，ir1為r1支路電流，ic為c支路電流，根據(jù)基爾霍夫電流定律得， （6分）可得（2分）（2分）（2分）整理后得（3分）33. 解：系統(tǒng)的開環(huán)增益k14，且為型系統(tǒng)（2分）將 則： （3分）（3分）（3分）（4分）34. 解：按牛頓定律列力學(xué)方程如下：，（8分）整理得（4分），（3分）35. 解：（a）（7

11、分） （b）（8分）36. 解：該系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為： ；（5分）s3 1 18 0s2 9 18k 0s1 182k 0s0 18k （5分） （5分）37. 解：（1）包圍圈數(shù)n0，p0，穩(wěn)定；（5分） （2）正穿越次數(shù)為1，負(fù)穿越次數(shù)為0，10p/21，穩(wěn)定；（5分） （3）正穿越次數(shù)為1，負(fù)穿越次數(shù)為1，11p/20，穩(wěn)定。（5分）38. 解：這是一個(gè)無交叉多回路結(jié)構(gòu)圖，具有并、串聯(lián)，局部反饋，主反饋系統(tǒng)。首先將并聯(lián)和局部反饋簡化如圖（b）所示,再將串聯(lián)簡化如圖（c）所示。（3分）（4分）（4分）系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為（2分）系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為（2分）39. 解：對(duì)數(shù)幅頻特性每畫對(duì)一段得3

12、分，橫坐標(biāo)上的轉(zhuǎn)折頻率標(biāo)對(duì)得2分，相頻特性漸進(jìn)線相位標(biāo)對(duì)得2分，曲線基本畫對(duì)得3分。()-180°0l()-270°10.110060404040. 解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)（4分）系統(tǒng)的特征方程（4分）特征根（4分）為一對(duì)共軛復(fù)根，且具有負(fù)實(shí)部，故該系統(tǒng)穩(wěn)定。（3分）41. 解：設(shè)回路電流為i，根據(jù)基爾霍夫電壓定律有 （1）（4分） （2）（4分）將方程（1）變形得（2分）代入式（2）中（2分）得 （2分）整理后得（1分）即 （1分）42. 解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：（2分）所以： （2分）（1）將k10，代入，求得： kh0.216；（2分）（2）（2分） 算出： kh0.27，（3分） （2分）算出： ts1.02（s），tr0.781（s）。（3分）43. 解：根據(jù)基爾霍夫電壓定律列方程如下：（4分）對(duì)上述方程進(jìn)行拉氏變換（2分）傳遞函數(shù)為（3分）展開得（2分）對(duì)上式進(jìn)行拉氏反變換（3分）整理后得（2分）44. 解：1) 首先將分成幾個(gè)典型環(huán)節(jié)。 （2分）顯見該系統(tǒng)由放大環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)，慣性環(huán)節(jié)，一階微分環(huán)節(jié)組成。（1分）2) 分別做各典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線。 k=7.5 20lgk=17.5db ； 1=2, 2=3（1分）對(duì)