機械控制工程基礎復習題參考

機械控制工程基礎復習題及參照機械控制工程基礎復習題及參照機械控制工程基礎復習題及參照機械控制工程基礎一、單項選擇題：1.某二階系統(tǒng)阻尼比為0，則系統(tǒng)階躍響應為[]A.發(fā)散振蕩B.單調衰減C.衰減振蕩D.等幅振蕩2．一階系統(tǒng)G(s)=K的時間常數(shù)T越小，則系統(tǒng)的輸出響應達到穩(wěn)態(tài)值的時間Ts+1[]A．越長B．越短C．不變D．不定3.傳達函數(shù)反響了系統(tǒng)的動向性能，它與以下哪項要素有關？[]A.輸入信號B.初始條件C.系統(tǒng)的結構參數(shù)D.輸入信號和初始條件4．慣性環(huán)節(jié)的相頻特征()，當時，其相位移( )為[]A．-270°B．-180°C．-90°D．0°5．設積分環(huán)節(jié)的傳達函數(shù)為G(s)=1，則其頻率特征幅值M( )=[]KsKA.B.2C.1D.12有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時，輸出分別為y1(t)和y2(t)。當輸入為au(t)+au(t)時(a,a為常數(shù))，輸出應為[]112212A.a1y1(t)+y2(t)B.a1y1(t)+a2y2(t)C.a1y1(t)-a2y2(t)D.y1(t)+a2y2(t)7．拉氏變換將時間函數(shù)變換成[]A．正弦函數(shù)B．單位階躍函數(shù)C．單位脈沖函數(shù)D．復變函數(shù)%將[]8．二階系統(tǒng)當0<<1時，假如減小，則輸出響應的最大超調量A.增添B.減小C.不變D.不定9．線性定常系統(tǒng)的傳達函數(shù)，是在零初始條件下[]A．系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B．系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C．系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D．系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比10．余弦函數(shù)cost的拉氏變換是[]A.1B.ss22C.sD.12222ss11.微分環(huán)節(jié)的頻率特征相位移θ(ω)=[]1A.90°B.-90°C.0°D.-180°12.II型系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特征的低頻段斜率為[]A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)13．令線性定常系統(tǒng)傳達函數(shù)的分母多項式為零，則可獲取系統(tǒng)的[]A．代數(shù)方程B．特色方程C．差分方程D．狀態(tài)方程14.主導極點的特色是[]A.距離實軸很遠B.距離實軸很近C.距離虛軸很遠D.距離虛軸很近15．采納負反響連接時，如前向通道的傳達函數(shù)為G(s)，反響通道的傳達函數(shù)為H(s)，則其等效傳達函數(shù)為[]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、填空題：1．線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關系稱為____。2．積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特征曲線是一條直線，直線的斜率為____dB／dec。3．對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)固性、__快速性__和正確性。。4．單位階躍函數(shù)1（t）的拉氏變換為。5．二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比ξ的范圍為。6．當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特色方程的全部根的實部都是____時，系統(tǒng)是穩(wěn)固的。7．系統(tǒng)輸出量的實質值與___之間的偏差稱為偏差。8．在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差ess=_____。9．設系統(tǒng)的頻率特征為G(j)R(j)jI( )，則I()稱為。10.用頻域法解析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是__。11.線性控制系統(tǒng)最重要的特征是可以應用_____原理，而非線性控制系統(tǒng)則不可以。12.方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串通連接、并聯(lián)連接和___連接。解析穩(wěn)態(tài)偏差時，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)、I型系統(tǒng)、II型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳達函數(shù)的____環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。14.用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采納的圖示法分為極坐標圖示法和___圖示法。15.決定二階系統(tǒng)動向性能的兩個重要參數(shù)是阻尼系數(shù)ξ和_。三、設單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達函數(shù)為Gk(s)

25s(s6)2求（1）系統(tǒng)的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn；（2）系統(tǒng)的峰值時間tp、超調量σ％、調整時間tS(△=0.05)；四、設單位反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達函數(shù)為GK(s)

16s(s4)1）求系統(tǒng)的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn；2）求系統(tǒng)的上升時間tp、超調量σ％、調整時間tS(△=0.02)；。五、某系統(tǒng)以以下圖所示，試求其無阻尼自然頻率ωn，阻尼比ζ，超調量σ％，峰值時間tp，調整時間ts(△=0.02)。六、已知單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達函數(shù)以下：GK(s)20(s1)s(s2)(s22s2)求：(1)試確立系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K；（2）試求輸入為r(t)12t時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差。七、已知單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達函數(shù)以下：GK(s)

100s(s2)求：(1)試確立系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K；（2）試求輸入為r(t)13t2t2時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差。八、已知單位負反響系統(tǒng)的開環(huán)傳達函數(shù)以下：GK(s)

20(0.2s1)(0.1s1)求：(1)試確立系統(tǒng)的型次v和開環(huán)增益K；（2）試求輸入為r(t)25t2t2時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差。3九、設系統(tǒng)特色方程為s42s33s24s50試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識該系統(tǒng)的穩(wěn)固性。十、設系統(tǒng)特色方程為s46s312s210s30試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識該系統(tǒng)的穩(wěn)固性。十一、設系統(tǒng)特色方程為2s34s26s10試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識該系統(tǒng)的穩(wěn)固性。十二、設系統(tǒng)開環(huán)傳達函數(shù)以下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特征曲線。1sG(s)100.05s1十三、設系統(tǒng)開環(huán)傳達函數(shù)以下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特征曲線。G(s)

100s(0.1s1)(0.01s1)十四、設系統(tǒng)開環(huán)傳達函數(shù)以下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特征曲線。100.5s1Gs

s20.1s1十五、以以下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳達函數(shù)。十六、以以下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳達函數(shù)。H1R(S)一C(S)G1G2一4H2十七、以以下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳達函數(shù)。G4R(S)十G2C(S)G13G一H2十八、以以下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳達函數(shù)。R(S)G1G2G3C(S)一一H1參照答案一、單項選擇題：1.D2.B3.C4.C5.C6.B7.D8.A9.D10.C11.A12.A13.B14.D15.C二、填空題：1．相頻特征2．－20__3．_0_4．15．016．負數(shù)s7．輸出量的希望值8．9．虛頻特征10.正弦函數(shù)11.___疊加__12.__反響_13.__積分__14.__對數(shù)坐標_15.無阻尼自然振蕩頻率wn25三、解：系統(tǒng)閉環(huán)傳達函數(shù)s(s6)2525GB(s)25s(s6)25s26s251s(s6)與標準形式比較，可知2wn6，wn225故wn5，0.6又wdwn12510.6245tp40.785wd0.62100%e10.62100%9.5%%e131tswn16四、解：系統(tǒng)閉環(huán)傳達函數(shù)GB(s)s(s4)1616116s(s4)16s24s16s(s4)與標準形式比較，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：對于上圖所示系統(tǒng)，第一應求出其傳達函數(shù)，化成標準形式，而后可用公式求出各項特色量及瞬態(tài)響應指標。100Xoss50s41002Xis1000.02s50s42s20.08s0.0414s50s與標準形式比較，可知20.082n，wn0.04wn0.2rad/s0.20.2%e12e10.2252.7%tp16.03sn120.210.2244100sts0.20.2n6六、解：（1）將傳達函數(shù)化成標準形式20(s1)5(s1)GK(s)2s2)s(0.5s1)(0.5s2s1)s(s2)(s2可見，v＝1，這是一個I型系統(tǒng)開環(huán)增益K＝5；（2）談論輸入信號，r(t)12t，即A＝1，B＝23—4，偏差essAB12依據(jù)表KpKV100.40.415七、解：（1）將傳達函數(shù)化成標準形式GK(s)10050s(s2)s(0.5s1)可見，v＝1，這是一個I型系統(tǒng)開環(huán)增益K＝50；（2）談論輸入信號，r(t)13t2t2，即A＝1，B＝3，C=2依據(jù)表3—4，偏差essABC132KpKVKa15000.0610八、解：（1）該傳達函數(shù)已經為標準形式可見，v＝0，這是一個0型系統(tǒng)開環(huán)增益K＝20；（2）談論輸入信號，r(t)25t2t2，即A＝2，B＝5，C=2ABC2522依據(jù)表3—4，偏差essKVKa12000211Kp九、解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識，a4=1，a3=2，a2=3，a1=4，a0=5均大于零，且有240013504024001351202231420323422541412074535(12)600因此，此系統(tǒng)是不穩(wěn)固的。十、解：用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識，a4=1，a3=6，a2=12，a1=10，a0=3均大于零，且有6100011230412

061000112360612110620361210663101105120433351215360因此，此系統(tǒng)是穩(wěn)固的。十一、解：（1）用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)固判據(jù)鑒識，a3=2,a2=4,a1=6,a0=1均大于零，且有410260041123

40462122046144012160因此，此系統(tǒng)是穩(wěn)固的。十二、解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K＝1；10有一個微分環(huán)節(jié)，即v＝－1；低頻漸近線經過（1，20lg1）這點，即經過（1，－1010）這點，斜率為20dB/dec；有一個慣性環(huán)節(jié)，對應轉折頻率為w1120，斜率增添－20dB/dec。0.058系統(tǒng)對數(shù)幅頻特征曲線以下所示。L( )/dBL( )/dB/dec20dB/dec20dB/dec010011050/(rad/s)/(rad/s)/(rad/s)-1020(b)K＝100；(c)十三、解：該系統(tǒng)開環(huán)增益有一個積分環(huán)節(jié)，即v＝1；低頻漸近線經過（1，20lg100）這點，即經過（1，40）這L( )/dBL( )/dB點斜率為－20dB/dec；－20dB/decw1110，w21有兩個慣性環(huán)節(jié)，對應轉折頻率為100，斜率分別增添－－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系統(tǒng)對數(shù)幅頻特征曲線以下所示。十四、解：該系統(tǒng)開環(huán)增益K＝10；有兩個積分環(huán)節(jié)，即v＝2，低頻漸近線經過（1，20lg10）這點，即經過（1，20）這點斜率為-40dB/dec；w11有一個一階微分環(huán)節(jié)，對應轉折頻率為2，斜率增添20dB/dec。10.5有一個慣性環(huán)節(jié)，對應轉折頻率為w210，斜率增添－20dB/dec。0.1系統(tǒng)對數(shù)幅頻特征曲線以下所示。十五、解：91011十六、解：H1/G2R(S)一