机械工程控制基础第2阶段练习题江南大学考试题库及答案一科共有三个阶段这是其中一个阶段Word格式文档下载.docx
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B.ωn(1+ξ2)1/2
C.ωn(1+2ξ2)1/2
D.ωn(1-2ξ2)1/2
2.要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量,可以采取的措施是()。
A.ωn不变,增大ξ
B.ωn不变,减小ξ
C.ξ不变,减小ωn
D.ξ不变,增大ωn
3.线性系统的单位斜坡响应为x0(t)=t-T+Te-t/T则该系统的单位脉冲响应为(
)。
A.w(t)=1-e-t/T
B.w(t)=1-Te-t/T
C.w(t)=e-t/T
D.w(t)=(1/T)e-t/T
4.系统G(s)=1/(1-0.01s)的Nyquist图线为()。
A.
B.
C.
D.
5.一阶系统的传递函数为G(s)=7/(s+2),则其单位脉冲响应曲线在t=0时的切线斜率()。
A.-7
B.-3.5
C.-14
D.-1/7
6.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示,则系统不包含()。
(1分)
A.比例环节
B.积分环节
C.二阶微分环节
D.惯性环节
7.已知系统开环传递函数为GK(s)=7/[s(s+2)],则系统的增益和型次分别为()。
A.7,Ⅰ型
B.7,Ⅱ型
C.3.5,Ⅰ型
D.3.5,Ⅱ型
8.要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间,可以采取的措施是()。
B.ξ不变,减小ωn
C.ωn减小,增大ξ
D.ξ减小,增大ωn
9.二阶振荡环节的传递函数为G(s)=16/(s2+4S+16),则其谐振频率为()。
A.4
D.不存在
10.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示,则系统包含()个积分环节。
A.0
B.1
C.2
D.3
11.线性系统对输入信号的时间响应()。
A.只与输入信号有关
B.只与系统本身的固有特性有关
C.反映系统本身的固有特性及输入作用下的行为
D.会随干扰信号所引起的输出而变化
12.已知典型二阶系统的阻尼比为ξ=0.5,则系统的单位阶跃响应呈现为()。
A.等幅的振荡
B.发散的振荡
C.收敛的振荡
D.恒值
13.系统开环传递函数为()的单位反馈系统,在输入xi(t)=4t2作用下的稳态误差最小。
(单元自测)(1分)
A.GK(s)=7/[s(s+5)]
B.GK(s)=7/[s2(s+2)]
C.GK(s)=7/[s2(s+5)]
D.GK(s)=7/[s3(s+2)(s+5)]
14.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(s+1),在输入xi(t)=4cos(t-30o)作用下的稳态输出为()。
A.xo(t)=4cos(t-15o)
B.xo(t)=2.828cos(t-75o)
C.xo(t)=2.828cos(t+15o)
D.xo(t)=4cos(t+15o)
15.已知系统开环节频率特性Nyquist图如图所示,则该系统的型次为()。
A.0型
B.Ⅰ型
C.Ⅱ型
D.无法确定
二计算题(共4题,总分值40分)
16.设系统的单位脉冲响应函数为
,试求该系统的传递函数。
(10分)
17.试绘出下列传递函数的系统Bode图,
18.如下图所示系统,已知
,试求输入Xi(s)和扰动N(s)作用下的稳态误差。
(10分)19.单位负反馈系统的开环传递函数为
求上升时间tr,峰值时间tp,最大超调σp和过渡过程时间ts。
三填空题(共6题,总分值18分)
20.幅相曲线是把_________作为参变量将幅频特性和_________同时表示在复数平面上的曲线。
(3分)
21.在s平面上,最靠近虚轴而附近又无闭环零点的一些闭环极点称为_________。
22.稳定的线性定常系统在正弦信号作用下,系统输出的稳态分量为同频率正弦函数,其振幅与输入正弦信号的
_________称为幅频特性,_________称为相频特性。
23.二阶系统的典型传递函数是_________,当阻尼比ζ_________时,系统处于临界阻尼状态。
24.如果要求系统的快速性好,则闭环极点应距离_________越远越好。
25.惯性环节的频率特性是G(jω)=1/(jTω+1),它的幅频特性为_________,相频特性为_________。
四简答题(共2题,总分值14分)
26.在0<
ξ>
<
1ξ="
0,ξ≥1三种情况下,标准二阶系统的单位阶跃响应特性分别是什么?
"
>
(7分)
27.简述控制系统分析的时域分析法及其特点。
五综合分析题(共1题,总分值13分)
28.质量、弹簧、阻尼器组成的机械系统如下图所示。
已知,m=1kg,k为弹簧的刚度,c为阻尼系统。
若外力f(t)=2sin2tN,由实验得到系统稳态响应为xoss=sin(2t-π/2),试确定k和c。
(13分)
1.答案:
A
解析过程:
2.答案:
3.答案:
D
4.答案:
B
5.答案:
C
6.答案:
7.答案:
8.答案:
9.答案:
10.答案:
11.答案:
12.答案:
13.答案:
14.答案:
15.答案:
16.答案:
17.答案:
系统的传递函数可以化为
其频率特性为
该系统由一个比例环节(比例系数为k=100),一个积分环节、两个一阶微分环节(转折频率分别为
)和三个一阶微分环节(转折频率分别为
)。
因此,其Bode图如下图所示。
18.答案:
先求当
时,即N(s)单独作用下的稳态误差essN。
此时系统的方框图可以简化为下图所示。
19.答案:
单位负反馈系统的闭环传递函数为
特征方程为:
其中
属于欠阻尼二阶系统
在单位阶跃信号作用下
20.答案:
频率ω,相频特性
21.答案:
主导极点
22.答案:
振幅之比A(ω),相位之差φ(ω)
23.答案:
φ(s)=(ωn)2/(s2+2ζωns+ωn2),=1
24.答案:
虚轴
25.答案:
|G(jω)|=1/(T2ω2+1)1/2,∠G(jω)=-arctgTω
26.答案:
(1)0<
ξ<
1时,输出响应为衰减振荡过程,稳态值为1;
(2)ξ=0时,输出响应为等幅振荡过程;
(3)ξ≥1时,输出响应为非周期过程。
27.答案:
时域分析法取时间t为自变量,研究输出量的时间表达式。
它具有直观、准确的优点,可提供时间响应的信息。
28.答案:
由系统结构图可知,系统的动力学方程为
则系统的传递函数为
(其中m=1)
即,其频率特性为
其中,幅频特性为
相频特性为
由题意有,当ω=2时,
解得k=4,c=1。
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