3机械控制工程基础复习题及参考答案.docx
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3机械控制工程基础复习题及参考答案
一、单项选择题:
1、某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为D
A、发散振荡 B、单调衰减
C、 衰减振荡ﻩ D、等幅振荡
2。
一阶系统G(s)=得时间常数T越小,则系统得输出响应达到稳态值得时间B
A。
越长B。
越短
C。
不变D.不定
3、传递函数反映了系统得动态性能,它与下列哪项因素有关?
C
A、输入信号ﻩﻩﻩﻩB、初始条件
C、系统得结构参数ﻩﻩﻩD、输入信号与初始条件
4。
惯性环节得相频特性,当时,其相位移为C
A.—270°ﻩB。
-180°
C.-90°D。
0°
5.设积分环节得传递函数为G(s)=,则其频率特性幅值M()= C
A、ﻩﻩﻩﻩB、
C、ﻩﻩﻩﻩﻩD、
6、有一线性系统,其输入分别为u1(t)与u2(t)时,输出分别为y1(t)与y2(t)。
当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数),输出应为 B
A、a1y1(t)+y2(t)ﻩﻩB、a1y1(t)+a2y2(t)
C、 a1y1(t)—a2y2(t)ﻩﻩ D、y1(t)+a2y2(t)
7。
拉氏变换将时间函数变换成D
A.正弦函数ﻩﻩﻩB.单位阶跃函数
C.单位脉冲函数ﻩD.复变函数
8.二阶系统当0〈〈1时,如果减小,则输出响应得最大超调量将A
A、增加ﻩﻩﻩﻩﻩB、减小
C、不变ﻩﻩﻩﻩﻩD、不定
9。
线性定常系统得传递函数,就是在零初始条件下 D
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.系统输入信号得拉氏变换与输出信号得拉氏变换之比
D.系统输出信号得拉氏变换与输入信号得拉氏变换之比
10.余弦函数cos得拉氏变换就是 C
A、ﻩﻩﻩB、
C、ﻩﻩD、
11、微分环节得频率特性相位移θ(ω)= A
A、90° B、-90°
C、0° D、—180°
12、 II型系统开环对数幅频渐近特性得低频段斜率为 A
A、 —40(dB/dec)ﻩﻩﻩB、—20(dB/dec)
C、0(dB/dec)ﻩﻩﻩﻩD、+20(dB/dec)
13.令线性定常系统传递函数得分母多项式为零,则可得到系统得 B
A.代数方程B。
特征方程
C.差分方程D。
状态方程
14、 主导极点得特点就是D
A、距离实轴很远ﻩB、距离实轴很近
C、距离虚轴很远ﻩﻩD、距离虚轴很近
15。
采用负反馈连接时,如前向通道得传递函数为G(s),反馈通道得传递函数为H(s),则其等效传递函数为C
A。
B.
C。
ﻩD.
二、填空题:
1。
线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入得相位移随频率而变化得函数关系称为__相频特性 __.
2.积分环节得对数幅频特性曲线就是一条直线,直线得斜率为__ —20 __dB/dec。
3.对于一个自动控制系统得性能要求可以概括为三个方面:
稳定性、__快速性__与准确性。
。
4.单位阶跃函数1(t)得拉氏变换为0 .
5.二阶衰减振荡系统得阻尼比ξ得范围为 。
6.当且仅当闭环控制系统特征方程得所有根得实部都就是__负数 __时,系统就是稳定得。
7.系统输出量得实际值与_ 输出量得希望值 __之间得偏差称为误差。
8.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统得稳态误差ess=_____。
9.设系统得频率特性为,则称为 虚频特性 。
10、 用频域法分析控制系统时,最常用得典型输入信号就是_ 正弦函数_.
11、线性控制系统最重要得特性就是可以应用___叠加 __原理,而非线性控制系统则不能。
12、方框图中环节得基本连接方式有串联连接、并联连接与__ 反馈_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…,这就是按开环传递函数得__ 积分__环节数来分类得。
14、用频率法研究控制系统时,采用得图示法分为极坐标图示法与__ 对数坐标 _图示法。
15、 决定二阶系统动态性能得两个重要参数就是阻尼系数ξ与_无阻尼自然振荡频率wn 。
三、设单位负反馈系统得开环传递函数为
求
(1)系统得阻尼比ζ与无阻尼自然频率ωn;
(2)系统得峰值时间tp、超调量σ%、调整时间tS(△=0、05);
解:
系统闭环传递函数
与标准形式对比,可知 ,
故 ,
又
四、设单位反馈系统得开环传递函数为
(1)求系统得阻尼比ζ与无阻尼自然频率ωn;
(2)求系统得上升时间tp、超调量σ%、调整时间tS(△=0、02);。
解:
系统闭环传递函数
与标准形式对比,可知 ,
故 ,
又
故
五、某系统如下图所示,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)。
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。
与标准形式对比,可知 ,
六、已知单位负反馈系统得开环传递函数如下:
求:
(1) 试确定系统得型次v与开环增益K;
(2)试求输入为时,系统得稳态误差。
解:
(1)将传递函数化成标准形式
可见,v=1,这就是一个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、已知单位负反馈系统得开环传递函数如下:
求:
(1) 试确定系统得型次v与开环增益K;
(2)试求输入为时,系统得稳态误差。
解:
(1)将传递函数化成标准形式
可见,v=1,这就是一个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、已知单位负反馈系统得开环传递函数如下:
求:
(1)试确定系统得型次v与开环增益K;
(2)试求输入为时,系统得稳态误差。
解:
(1)该传递函数已经为标准形式
可见,v=0,这就是一个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、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得稳定性。
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,此系统就是不稳定得。
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得稳定性.
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,此系统就是稳定得。
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得稳定性。
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,此系统就是稳定得。
十二、设系统开环传递函数如下,试绘制系统得对数幅频特性曲线。
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。
系统对数幅频特性曲线如下所示。
十三、设系统开环传递函数如下,试绘制系统得对数幅频特性曲线.
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。
十四、设系统开环传递函数如下,试绘制系统得对数幅频特性曲线。
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、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
解:
十六、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
解:
十七、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。
解:
十八、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数.
解:
参考答案
一、单项选择题:
1、D 2、B 3、C 4、C 5、C
6、 B 7、D 8、A 9、D 10、C
11、 A 12、A 13、B 14、D 15、C
二、填空题:
1.相频特性2. —20__3。
_0_4。
5。
6.负数 7。
输出量得希望值 8。
9. 虚频特性 10、 正弦函数 11、 ___叠加__
12、__反馈_ 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
与标准形式对比,可知 ,
故 ,
又
四、解:
系统闭环传递函数
与标准形式对比,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.
与标准形式对比,可知 ,
六、解:
(1)将传递函数化成标准形式
可见,v=1,这就是一个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,这就是一个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,这就是一个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,此系统就是不稳定得。
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,此系统就是稳定得。
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,此系统就是稳定得。
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。
系统对数幅频特性曲线如下所示.
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。
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:
十七、解:
C(S)
R(S)
十八、解:
- 配套讲稿:
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