机械工程控制基础第2阶段练习试题Word格式.docx
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C、3n减小,增大ED、E减小,增大3n
7、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、3n不变,增大EB、3n不变,减小E
C、E不变,减小conD、E不变,增大con
8、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,H型
C、3.5,I型D、3.5,H型
9、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)
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)]
10、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()。
A、比例环节B、积分环节
C、二阶微分环节D、惯性环节
11、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-15°
)B、Xo(t)=2.828cos(t-75o)
C、Xo(t)=2.828cos(t+15o)D、Xo(t)=4cos(t+15o)
12、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、4B、22
C、2\3D、不存在
13、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
c、n型
b、i型
D、无法确定
14、系统
(1-O.OIs)的Nyquist图线为(
G(s)=1/
)。
则系统包含()个积分环节
15、已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共10分)
1、二阶系统的典型传递函数是,当阻尼比Z时,系统处
于临界阻尼状态。
2、如果要求系统的快速性好,则闭环极点应距离越远越好。
3、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称为幅频特性,称为
相频特性。
4、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。
5、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。
6、惯性环节的频率特性是G(jco)=1/(jT3+1),它的幅频特性为,相频特性
三、简答题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
1、在o<
e<
1,e=o,e#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
2、简述控制系统分析的时域分析法及其特点。
四、计算题(本题共4小题,每小题10分,共40分)
n
1、设系统的单位脉冲响应函数为w(t)=5t10sin(4t•匸),试求该系统的传递函数。
一1一
2、如下图所示系统,已知Xi(s)二N(s),试求输入Xi(s)和扰动N(s)作用下的稳态误差
s
1
求上升时间tr,峰值时间tp,最大超调op和过渡过程时间ts。
五、应用题(本题共1小题,每小题10分,共10分)
1、由质量、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x°
ss=sin(2t-M2),试确定k和
c。
附:
参考答案:
一、单项选择题
(本题共15小题,
每小题2分,共30分)
1、C.
2、C.
3、D.
4、
C.
5、A.
6、D.
7、A.
8、C.
9、
D.
10、C.
11、B.
12、B.
13、B.
14、
B.
15、B.
、填空题(本题共6小题,每空1分,共10分)
1、
Q(s)=(con)2/(s2+2Z
;
OS+on2)=1
2、
虚轴
3、
振幅之比A(o)
相位之差机3)
频率o
相频特性
5、
主导极点
/G(j3)=-arctgTw
6、|G(j3)|=1/(T232+1)1/2
1、答:
(i)o<
i时,输出响应为衰减振荡过程,稳态值为i;
(2)e=o时,输出响应为等幅振荡过程;
(3)E#时,输出响应为非周期过程。
2、答:
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。
1、解:
丁w(t)=Xo(t)=L」[Xo(s)]=L」[G(s)Xi(s)]
Xi(s)=1
二w(t)=L[G(s)]G(s)=L[w(t)]
因此,
兀5兀
G(s)=L[w(t)^L[5t10sin(4t-)^—10L[sin(4t—)]
4s4
由干扰产生的误差为
特征方程为:
ssS'
2'
'
n^'
n其中'
^=1,=0.5属于欠阻尼一阶系统
在单位阶跃信号作用下
则该误差的稳态值为
二-二-二/31
tr二/=2.42(s)tp—Td=3.63(s)
n1-21-0.522
二p二eJL100%=16.3%
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•x
0.2
—=5sd
•3=10.1s1
10
1二
-'
240s)和三个一阶微分环节(转折频率分别为
0.025
1-1
20s)。
因此,其Bode图如下图所示。
0.005
-20
—w
-60
L)
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
即,其频率特性为
G(s"
m?
csk
mx°
(t)cx°
(t)kxo(t)
(其中m=1)
f(t)
其中,幅频特性为
G(j■)
Gj)=
「1
、(k-2)2c22
相频特性为
G(j)
--arctan
丄,zg)兀
-arctan2i=
\k-^)2
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