3机械控制工程基础复习题及参考答案.docx

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1、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A,发散振荡B.单调衰减C.衰减振荡D.等幅振荡2 . 一阶系统G(s) = J二的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间Ts + 1A.越长B.越短C.不变D.不定3 .传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？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4 .惯性环节的相频特性。(co),当一8时，其相位移。(8)为A. -270 B. -180C. -90 D. 05 .设积分环节的传递函数为G(s) = l,则其频率特性幅值M(co)二co (D20(026 .有一线性系统,其输入分别为

2、u(t)和U2(t)时,输出分别为y1(t)和y2(t) o当输入为aiU(t)+a2U2(t)时(ai, a?为常数),输出应为A. aiyi(t)+y2(t)B. aiyi(t) +a2y2(t)C. ai (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8 .二阶系统当oqi时，如果减小q,则输出响应的最大超调量b%将A.增加B.减小C.不变D.不定9 .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

3、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.一B.)S + CO S-+GTS2 +CD2 S2 +C0211 .微分环节的频率特性相位移。(3)=A. 90B. -90C. 0D. -18012 . H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)13 .令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的A.代数方程B.特征方程C.差分方程D.状态方程14 .主导极点的特点是A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴

4、很远D.距离虚轴很近15 .采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为A G(s) b 1 + G(s)l + GC0H(s)C G(s) 0 G(s) l + GG0H(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O2 .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/deco3 .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。4 .单位阶跃函数1 (t)的拉氏变换为。5 .二阶衰减振荡系统的阻尼比的范围为。6 .当且仅当闭

5、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。7 .系统输出量的实际值与之间的偏差称为误差。8 .在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差 o9 .设系统的频率特性为G(jo) = R(jG) + jI(a),则/(称为。10 .用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是11 .线性控制系统最重要的特性是可以应用 原理，而非线性控制系统则不能。12 .方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和连接。13 .分析稳态误差时，将系统分为。型系统、I型系统、II型系统，这是按开环传递函数的环节数来分类的。14 .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。15

6、 .决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数W和 o25三、设单位负反馈系统的开环传递函数为Gk(5)= s(s + 6)求(D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(A=0. 05)；GJs) =16s(s + 4)四、设单位反馈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3屋(2)求系统的上升时间tp、超调量。、调整时间tXA=0. 02) ； o五、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率con,阻尼比C,超调量。,峰值时间,调整时间仆(=().02) o六、已知单位负反馈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

7、益K；(2)试求输入为/) = 1 + 2/时，系统的稳态误差。七、已知单位负反馈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“。=1 + 3/+ 2产时，系统的稳态误差。八、已知单位负反馈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

8、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、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。十六、如下图所示，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. D 2.B3.C4.C5. C6 . B7 .D8. A 9.D10. C11. A二、填空题:12. A 13. B 14. D1.相频特性2.203.4.15. C-5. 016.负数7.输出量的希望值 8. oo_ 9.12. 一反馈_ 13.积分一虚频特性10.正弦函数11. 14.一对数坐标5.无阻尼自然振荡频率%25三、解:

9、系统闭环传递函数Gb(s) =1 +s(s + 6)25_25s(s + 6) + 25 s2 + 6s + 25与标准形式对比，可知2Jq=6, w； = 25故 吗=5,4 = 0.6又 叱/ =卬 Jl记=5 x a/1-0.62 = 416四、解:系统闭环传递函数G“(s) =1616s(s + 4) + 1616s1 +45 + 16s(s + 4)与标准形式对比，可知2J叼=4, vv；=16故 吗=4,4 = 0.5又 卬” =4xVl-0.52 = 3.46471-3.464=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

10、响应指标。与标准形式对比，可知2J吗=0.08,琳=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(r) = 1 + 2/,即A=l, B=2根据表 34,误差,=一+ 旦=!+ 2 = o + o.4 = O.4部 + Kp 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，厂) = 1 + 3/+ 2产,即A=L B=3, C=213 211 = 0 + 0.06 + oo = ool + oo 50A R C根据表34,误差1=+ =邓 1 +

11、 K” Kv Ka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，r(0 = 2 + 5r + 2r ,即 A=2, B = 5, C=2根据表34,误差分 =A B C 25 2211=11=F 00 + 00 = 001 + K Kv Ka 1 + 20 0 0 21九、解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,所以，此系统是不稳定的。a.尸1, 2尸2,出=3, a1=4, ao=5均大于零，且有32= 129 ai=10, 3d=3均大于零,且有十、解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，ai=l, a.3=6,所以，此系统是稳定的。

12、H一、解:(1)用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，明二2,出二4,小二6,围尸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=，=；Vio有一个微分环节，即v= - l；低频渐近线通过(1, 201g4=)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“=Q=2(),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，对应转折频率为小=/j = 10,叱=焉

13、 =100，斜率分别增加一20dB/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, 201gl0）这点，即通过（1, 20）这点斜率为-40dB/dec；有一个一阶微分环节，对应转折频率为小=* = 2,斜率增加20dB/dec。有一个惯性环节，对应转折频率为叼=*=10,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：H1/G2 。十七、懈:R（s）G1G21+ G2H2+GIH1TTC（s）十八、解:-NS)一GKG4+ G2G3)G4+ V r c(s)R(S)R(S)R(S)1+ G|H|(G4+ G2G3)GinrCC（s）CVSC(S)C(S)C(S)3C(s)GiG2G3I+G2H1+G1G2H1