3机械控制工程基础复习题及参考答案.docx
一、单项选择题：1 .某二阶系统阻尼比为0,那么系统阶跃响应为A,发散振荡B.单调衰减C.技减振荡D.等幅振荡. 一阶系统G(s)二;的时间常数T越小，那么系统的输出响应到达稳态值的时间A.越长B.越短C.不变D.不定2 .传递函数反映了系统的动态性能，它与以下哪项因素有关？A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件3 .惯性环节的相频特性。(CO),当CO -00时，其相位移0(8)为A. -270° B. -180°C. -90° D. 0°5.设积分环节的传递函数为G(s) = ,，那么其频率特性幅值M(3)=3393 GT6.有一线性系统，其输入分别为ui(t)和U2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t) o当输入为 aiUi (t)+a2u2(t)时(ab .为常数),输出应为A. aiyi (t) +y2(t)B. aiy)(t) +a2y2 (t)C. aiyi (t) -a2y2 (t)D. yi (t) +a2y2 (t)7 .拉氏变换将时间函数变换成A.正弦函数B.单位阶跃函数C.单位脉冲函数D.复变函数.二阶系统当时，如果减小C，那么输出响应的最大超调量b%将A.增加B.减小C.不变D.不定8 .线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下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.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比10.余弦函数coscot的拉氏变换是A. B. s + co s +co-C. D S ）.1S2 4-CD S2 + co2IL微分环节的频率特性相位移。（3）=A. 90°B, -90°C. 0°D. -180°. n型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A.-40 (dB/dec)B.-20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D.+20(dB/dec)12 .令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，那么可得到系统的A.代数方程B.特征方程C.差分方程1).状态方程.主导极点的特点是A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近.采用负反应连接时，如前向通道的传递函数为G(s),反应通道的传递函数为H(s),那么 其等效传递函数为A G(s) R1 + G(s) l + G(s)H(s)C G(s) p G(s) l + G(s)H(s) l-G(s)H(s)二、填空题：1 .线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称 为 O.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为dB/deCo2 .对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性 和准确性。3 .单位阶跃函数1 (t)的拉氏变换为。4 .二阶衰减振荡系统的阻尼比1的范围为。5 .当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是时，系统是稳定的。6 .系统输出量的实际值与之间的偏差称为误差。7 .在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差is二。8 .设系统的频率特性为G(jco) = R(jco) + jI(co),那么/(口)称为。9 .用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_。10 .线性控制系统最重要的特性是可以应用 原理，而非线性控制系统那么不能。11 .方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和一连接。12 .分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、H型系统，这是按开环传递函数 的环节数来分类的。13 .用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和图示法。14 .决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数&和 o25三、设单位负反应系统的开环传递函数为6仆)=s(s + 6)求(1)系统的阻尼比C和无阻尼自然频率on；(2)系统的峰值时间tp、超调量。%、调整时间fc(A=0. 05)； /、16Gk (s)=K s(s + 4)四、设单位反应系统的开环传递函数为(1)求系统的阻尼比C和无阻尼自然频率3n；(2)求系统的上升时间tp、超调量。、调整时间(A=0. 02) ； o五、某系统如以下图所示，试求其无阻尼自然频率an,阻尼比C,超调量。,峰值时间调整时间& (A=0. 02) o六、单位负反应系统的开环传递函数如下：求：(1)试确定系统的型次v和开环增益K；(2)试求输入为r«) = l + 2/时，系统的稳态误差。七、单位负反应系统的开环传递函数如下：求：(D试确定系统的型次v和开环增益K；(2)试求输入为r«) = l+ 3/+ 2/时，系统的稳态误差。八、单位负反应系统的开环传递函数如下：求：(1)试确定系统的型次v和开环增益K；.(2)试求输入为«) = 2 + 5/+ 2产时，系统的稳态误差。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的稳定性。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的稳定性。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的稳定性。十二、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。 十三、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。 十四、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。 十五、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。十六、如以下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。参考答案一、单项选择题:1.D2. B3. C4.C5.C6.B7. D8. A9. D10. C11.A12. A13. B14. D15. C二、填空题：1.相频特性 2.203. 0 4. -5. 0<<1 6. 负数 7.s 出量的希望值8.巴9.虚频特性10.正弦函数 11. 叠加.12.一反应- 13.画 14. _对数坐标5.无阻尼自然振荡频率m一 ' £>、/ 1 -与标准形式比照，可知2年乙=（故吗=5,4 = 0.6又 叱/=5xjl OS?四、解：系统闭环传递函数Gb（s） = 1 -与标准形式比照，可知2"一故吗=4, J = 0.5又 叼二叱J =4x71-0.5卜 23s(s + 6) + 25 /+65 + 25s(s + 6)5, w； = 25=416s(s + 4) _16_16卜 16+ 4) + 16 52 + 4s + 16s(s + 4)L ，叱;=162 = 3.464一 ' £>、/ 1 -与标准形式比照，可知2年乙=（故吗=5,4 = 0.6又 叱/=5xjl OS?四、解：系统闭环传递函数Gb（s） = 1 -与标准形式比照，可知2"一故吗=4, J = 0.5又 叼二叱J =4x71-0.5卜 23s(s + 6) + 25 /+65 + 25s(s + 6)5, w； = 25=416s(s + 4) _16_16卜 16+ 4) + 16 52 + 4s + 16s(s + 4)L ，叱;=162 = 3.464三、解：系统闭环传递函数GMs）= s（st9）25713.46471= 0.91五、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。与标准形式比照，可知2年以=0.。8, w；=0.04六、解：(1)将传递函数化成标准形式 可见，v = l,这是一个I型系统开环增益K = 5；(2)讨论输入信号，r(Z)= 1 + 2?,即A=l, B=2根据表 34,误差=一+ "- = + 2 = 0 + 0.4 = 0.4"1 + K Kv l + oo 5七、解：(1)将传递函数化成标准形式可见，v = l,这是一个I型系统开环增益K=50；(2)讨论输入信号,r(t) = 1 + 3/ + 2?2,即 A=l, B = 3, C=2ariqo根据表 34,误差 =+ + =+ + - = 0 + 0.06 + oo = oo即 1 + K Kv Ka l + oo 50 0八、解：(1)该传递函数已经为标准形式可见，v = 0,这是一个0型系统开环增益K = 20；(2)讨论输入信号,= 2 + 51 + 2产，即 A = 2, B = 5, C=2A B C 25 22根据表34,误差气11=11 二F oo + oo = oo1 + K Kv Ka 1 + 20 0 0 21九、解：用劳斯-赫尔维次稳定判据判别，a，尸1, 3=2, 32-3, ai-4,二5均大于零，且有 所以，此系统是不稳定的。十、解：用劳斯-赫尔维次稳定判据判别，ai=l, a3=6, 2=12, ai=10, ao=3均大于零，且有所以，此系统是稳定的。十一解：(1)用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，3=2, 2=4, a1=6, ao=1均大于零，且有 所以，此系统是稳定的。十二、解：该系统开环增益K=二； Vio有一个微分环节，即V = 1；低频渐近线通过(1, 201g3)这点，即通过(1，- Vio10)这点,斜率为20dB/dec；有一个惯性环节，对应转折频率为“ =6篇= 20,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 = l；低频渐近线通过(1, 201gl00)这点，即通过(1, 40)这 点斜率为一20dB/dec；有两个惯性环节，对应转折频率为“ =2 = 10,叫=焉 =100，斜率分别增加一20dB/dec十七、十八、解:解: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, 201gl0)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“=。巳=2 ,斜率增加20dB/dec。 有一个惯性环节，对应转折频率为叫=* = 10,斜率增加-20dB/dec。系统对数幅频特性曲线如下所示。十五、十六、
