2022年2022年机械控制工程基础参考答案B卷 .pdf

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1、 机 械 工 程 控 制 基 础 课 程 考 试试卷B参考答案一. 填空题1 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性和准确性。2 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。3 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。4 稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。5 一阶系统11Ts的单位阶跃响应的表达是/1t Te。6 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。7 频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。8 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。9 脉冲信号可以用

2、来反映系统的抗冲击能力。10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。二如图为电路。求输入电压iu与输出电压0u之间的微分方程，并求出该电路的传递函数。解答：跟据电压定律得求拉氏变换与反变换1求0.5ttel解答：2112(1)ss2求13(1)(2)sssl解答： =t236tete三、分析题1、化简框图，并求出闭环传递函数图 4 解：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 2、图示机械系统由质量m 、阻尼系数 C、弹簧刚度

3、 K和外力)(tf组成的机械动力系统。图(a) 中)(txo是输出位移。 当外力)(tf施加 3 牛顿阶跃力后， 记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如（ b）图所示。试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；2）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数 C、弹簧刚度 k；3）时间响应性能指标：上升时间st、调整时间rt、振荡频数 N 、稳态误差sse。图(a) 机械系统图（b）响应曲线解答：解：1）对于该系统有：故2）求 k 由 Laplace 变换的终值定理可知：而0 x=1.0，因此 k=3. Xi( s) Xo(s) H1/G3Xi( s) Xo( s) _ _ G1G2 G3H2H1/

4、G3Xi( s) Xo( s) _ _ + 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 求 m ， 由%100000 xxtxMpp得：又由式%10021eMp求得=0.6 将,2pt0.6 代入21ndpt中，得n=1.96。再由2nmk求得 m=0.78。求 c 由mcn2，求得 c=1.83. 3）求stnst32.55 (取=0.05 时) nst43.40 (取=0.02 时) 求rt21arctan0.91 dr

5、t2.323 求 N 取=0.05 时，215 .1N=0.64 取=0.02 时，212N =0.85 求sse当输入为阶跃信号时，系统的稳态误差为：对于 0 型系统1KKp，代入式中求得：sse=0.5 3、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数1510sGk，则该系统在单位脉冲、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 单位阶跃和单位恒速信号作用下的sse分别是多少？解答：该系统为单位负反馈且为0 型系统， k=11, 所以该系统在单位阶跃和单位恒速信号作用下的sse分别是111、。在单位脉冲信号作用下的稳态误差为4、设有如图所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k 值的取值范围解答：k( )(s1)(s5)kG ss系统的特征方程：(s1)(s5)k0s可展开为：32s5sk0s列出劳斯数列：k0,30-k0 0k30 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -