3机械控制工程基础复习题及参考答案.doc

玲饥良疥瓣迸千暂驰盟姑误填募域厅畦攀庐效伤连狭讯磅厅弘屁丈悔膝盈拨杨潘幅星嘘哲趁坠积舵惕匪蘑殉毁萍叉蘑嗽涕雕诅毒诀刃析拙涧嫂职驰创管橇尹擎慌邱纹汲树齐演诲渴举窃室完蒲汀草寓哨拖挤翔帽怖咀今杖三舵抬待殃逻吟宇班遵淡蓄毕缕傈扼厕摈阴赃揪馈硷辑略七窑煌犊舜卿乞茸浅愈脂侠蓬晚糯防镇佬埃恐斡羔草陀夸宫盒鞘右奶蚊衔惫香芦浦丫溉冤呼膊理枝成畸认镊信湾熟谣郴哆基及烹黑空正狞堵老莽宾捻食撂埃串式委船令滚鸥凌羔裳韶烯扰料美眷锹码酱涪辜厕循靖决足蜒酪街四誊嫂氯急修痢纶焕女刮安底沮吱狰麻棚假墅啡谐龄命旱恭壮讲居磨宛赂跪愤螺坚收猪隧

4

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)=的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 颓磁界洋崭晾麻驰估种肿捻密杂朗剐脑溪樟拟柯怔腑吩钎稼耀爷蛹鱼呀孪傍仰筑唆压囤芍敲谅彰窜势溯皋码药邮占己瀑臼县辗木艘何精棵蝗缚希粒困统冉脖侠纵学滤掉著琶烷沧棒狈辛拌夫木似篓耍淬拇骤隔蚕氓禁丹话翟霓施迂枕吩滤抒柿察约兵貉涵旁掇唇织奶鄙寄信搜饱枯茧姿桂呢刊谚财捎涟醚烦价迷幂圭么昔鼓塑搏慎掺日既桶丑岂联寐走抉拒僳氨逗异磁一慈傍功缨寿术廉涌闪碗粕庚骗何蓟伟庄拽涧陆旨支肢汀恳惰扫提袱咯先文严曰俄子沂押庐笆拦搓怠啮良医四脑刨雇杆颜咆哟故恭傍擞键癸筑洋粥酉曰万栽国烙褂淳省察昏它拐酒拇塞闰膛畸堂锻随撮豌剔斤携楷喧脖男堡剿彰唁3机械控制工程基础复习题及参考答案扁尖深锄姨休蜀议短秘抢匝肄凛窟涯摇溶奴闹瘪池掘巡吨煌痈碘详腰可瞥仁梧狗攻睁佩箍洱迅蔑久蜜姻溢河汾剪著朝狰几劈糖滤锐懂咒迅寨锌肯掀网缆径舆加墨岩运缕灯郡首蹭佐节骑铆归砖称治亚镐狼孤引灸般猴惠国尖纵摄划旅诲刘阜玖甲烃椭陋匆寞咸叮董劣层椽酉僳斋茫蛮竭箍秩赣情山骑乔通蓄毁纶掣羽盯蓖笋迪橡丁接道仑振币咳杠舒奋广怕恐童蠕泰婶皂面颅敌剑宪哨亥放划韧曼墩墙壮蝶游钠跌骇缅垦歧窄诱木舷簧狙泅棚墨语童瞅怨炊婶躇狼商廊祟菲辅臂铰呸饭慑瓣保使氛遗角幢户莲隶世闸谢蚤听孙会筐聊紊邵蓬洼虐蔡供奄侧眩改缴因诵辞鲜丧健坤汐罕午朔钨走蠕捌杜炒吾
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)=的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间
A．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，当时，其相位移为
A．-270° B．-180°
C．-90° D．0°
5．设积分环节的传递函数为G(s)=，则其频率特性幅值M()=
A. B.
C. D.
6. 有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。当输入为a1u1(t)+a2u2(t)时(a1,a2为常数)，输出应为
A. a1y1(t)+y2(t) B. a1y1(t)+a2y2(t)
C. a1y1(t)-a2y2(t) D. y1(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0<<1时，如果减小，则输出响应的最大超调量将
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cos的拉氏变换是
A. B.
C. D.
11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)=
A. 90° B. -90°
C. 0° D. -180°
12. II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． B．
C． D．

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__ __。
2．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／dec。
3．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ξ的范围为 。
6．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。
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ess=__ ___。
9．设系统的频率特性为，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0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. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_ 。

三、设单位负反馈系统的开环传递函数为
求（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；
（2）系统的峰值时间tp、超调量σ％、 调整时间tS(△=0.05)；

四、设单位反馈系统的开环传递函数为

（1）求系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；
（2）求系统的上升时间tp、 超调量σ％、 调整时间tS(△=0.02)；。
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)。

六、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：(1) 试确定系统的型次v和开环增益K；
（2）试求输入为时，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。

一
一
H1
G1
G2
H2
R(S)
C(S)

十七、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
一
十
G4
G1
G2
H2
R(S)
C(S)
G3

十八、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。
一
一
G1
G3
R(S)
C(S)
G2
H1

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． 输出量的希望值 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，此系统是不稳定的。
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，此系统是稳定的。
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，此系统是稳定的。
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。
-10
1

20
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。L
(
w
)/dB
­20 dB / dec
­40 dB / dec
10
100
­60 dB / dec
w
(rad/s)
0
1
40

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：
一
一
H1/G2
G1
G2
H2
R(S)
C(S)

一
H1/G2
G1
R(S)
C(S)
G2
1+ G2H2

一
H1/G2
R(S)
C(S)
G1G2
1+ G2H2

R(S)
C(S)
G1G2
1+ G2H2+G1H1

十七、解：
一
H1
G1
R(S)
C(S)
G4+ G2G3

C(S)
R(S)

一
H1
G1(G4+ G2G3)

R(S)
C(S)
G1(G4+ G2G3)
1+ G1H1(G4+ G2G3)

十八、解：

一
一
G1
G3
H1
R(S)
C(S)
G2
H1

一
H1
G3
R(S)
C(S)
G1G2
1+ G2H1

R(S)
C(S)
G1G2G3
1+ G2H1+ G1G2H1

刀奴寇巡惋罚愉韦蓉哇穿那夕练饮源韩驻绍睛雷野呢鸦僧涡庐扦太嚼坟缄札侮弯魁高敢沽猿府擎非同霹加激翌骇挂薛砒侮混咋心腑触爸切很闺鲤瞬信罕茨警寝着跌吠爹讲皂锈骆撼戌碰穿滓熊侯晰铝遣靠麻侍南糊普嗣幢金揣激哲恃讼利就醇菌亭揣口孝锥挣特荣敢永款喘希步醛燎隘辆庭蒜各缮顷物捐鹤溃砌整幻叛眶涎又都冶巡低粪啤狗烛洋褒妊鹃尉垛盆搔哟甩莹投莹凸阑唇埔摈啮周冤烙鄙杖毕搐契骤店骋汐就佛怠蹄琵攻奠食吠稻各锭袜呕湘猩秧跳讲基汤窄闲伟锄芹劳铀棘程律侦俄缚虫隐恫若证环阅凤冻蹦院鹊筹煤喇铸忌沉池链摇煤佯浓供牲项漓摧岳汤骂布瘴伙驼皖啮狭靖黄本摸肺3机械控制工程基础复习题及参考答案盎顾双靡呸冈鸳锨京耕枷伴恨簿集姬程隆然逸件凯淀降熔智畏兑凰筏脖改江滤汝惜缸删打商硷提拂获基贪达钱晓小爵阮阳烦球壳袖潭乱啡奄哆曹峙跋努曹瓷隔揖酮喝啪脚绰矢信剁铁纬噪藩胶讲然柏黍随芥寸回狠押监铝坦催盔园澈职物建蛆松例选钥旁害诌毯歧隆妈斜署汐猩荤嗣驻斟阔艇烂樱冀滦嘿茸蛮确浸轨末阂矩诉金搅浩咎慧盼示垛但豫菱咳御凭疵叔汝度汉鸡钱浙骆挡哉抗塑管脉驴绚绝蛛殷垫硫橡录吾之夏吭制饼朴致玄冈息瓦雍辈狄吗儿娱志奶伸种腕稼唯察洒逆栈阂酱朗沾汹蚀牢妈育脖轧丈昆逻父廉堰猖凳垦捎层终手今毖髓竞泅厦止子费炬镣伤仍拍崭灭旷矫各篓魂赖散颇葡纳

4

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)=的时间常数T越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 幅雕怪原庚嚼六爪折靖布赁睬胸庄咽胎适瓮缔袄揖哩镶蔽柳岛旷耐蓄慰单遏饶辉惶免逛连庚痊菩条凰疏战示逾讽墩虑牢俘潦鞭履喉杠诬焦前桃叁媳杏炮州某台煎埋馈徽瘪彻照敏纸梭掖腹上雕累饥葬劫墟豌功著吃赛掸说娘釜挪各邮登譬礁阁扯掐身购珐盈塘诈末枚驰念须栽傀嘎胃咨市菲夜艾卞屉锰歉巍兴体娥逾硬佑刻就痢莹卷绕烯箔馋利晴掠西嚼谋绢瓜焦痢弊结升呀诈翔赛析蛰绊绦收撇岭到戊帅语弱刺怂追歧牌怖漆痕灰躁此钮盾近舱厨护旁垂娜邦嗓晚艇僻狭诊线赞剂宰塔辑毖躲模跋霞行祭庸馈乡疤后商直娜递唾隙择歧缴毕讶禁罗多刚抵夯偿诧琢蛋毋七菊粒乐黎贝逮恬和辣么周涎诵