机械控制工程基础第三章-复习题及答案.doc

题目：时间响应由和两部分组成.
分析与提示：时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成.
答案：瞬态响应、稳态响应
题目：系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程，称为。
分析与提示：瞬态响应,指系统在某一输入信号作用下，系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。
答案：瞬态响应
题目：系统的时间响应可从两方面分类,按振动性质可分为与。
分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类,按振动性质可分为自由响应与强迫响应。
答案：自由响应、强迫响应
题目：系统的时间响应可从两方面分类，按振动来源可分为与.
分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类,按振动性质可分为自由响应与强迫响应;按振动来源可分为零输入响应（即由“无输入时系统的初态”引起的自由响应）与零状态响应(即仅由输入引起的响应）.
答案：零输入响应、零状态响应
题目:系统微分方程的特解就是系统由输入引起的输出(响应),工程上称为.
分析与提示：初始条件及输入信号产生的时间响应就是微分方程的全解。包含通解和特解两个部分。通解完全由初始条件引起的，它是一个瞬态过程,工程上称为自然响应 （如机械振动中的自由振动）.特解只由输入决定，特解就是系统由输入引起的输出（响应），工程上称为强迫响应 （如机械振动中的强迫振动）。
答案：强迫响应
题目：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性,还与外加的形式有关。
分析与提示：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性,还与外加输入信号的形式有关.
答案:输入信号
题目：单位阶跃信号的拉氏变换为【 】
A、 B、 C、1 D、
分析与提示：熟练掌握典型信号的拉氏变换.B为单位斜坡信号的拉氏变换，C为单位冲击信号的拉是变换。
答案：A
题目：选取输入信号应当考虑以下几个方面，输入信号应当具有，能够反映系统工作的大部分实际情况。
分析与提示：选取输入信号应当考虑以下几个方面,输入信号应当具有典型性，能够反映系统工作的大部分实际情况。
答案:典型性
题目：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能。
分析与提示：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能简单.
答案：简单
题目：是使用得最为广泛的常用输入信号.
分析与提示：单位脉冲函数、单位阶跃函数、单位斜坡函数、单位抛物线函数
都为常用输入信号时，单位脉冲函数是使用得最为广泛的常用输入信号。
答案：单位脉冲函数
题目：设一阶系统的传递函数为,则其时间常数和增益分别是【】
A． 2，3 B．2,3/2 C． 2/5，3/5 D． 5/2，3/2
分析与提示：一阶系统的传递函数的标准形式为。，其时间常数和增益分别为2/5,3/5
答案:C
题目：某系统的传递函数为，则该系统的单位脉冲响应函数为 【 】
A。 B. C. D。
分析与提示：这是一个一阶系统，一阶系统的单位脉冲响应函数为，其中T时间常数为0。5，k比例系数为2.得单位脉冲响应函数为
答案：D
题目：设温度计能在1分钟内指示出响应值的98%，并且假设温度计为一阶系统,传递函数为，求时间常数。如果将此温度计放在澡盆内,澡盆的温度依10℃/min的速度线性变化,求温度计的误差是多大？
分析与提示：温度计的输入信号为单位阶跃信号,由传递函数可得到单位阶跃信号的响应,1分钟内指示出响应值的98％可得到时间常数。误差为理想输出与实际输出之差。
答案：(1）因一阶系统的单位阶跃响应函数为，令t=1，，即
解得T=0。256min
（2）因一阶系统在输入信号作用下的时间响应为
所以有
当t=1min时，℃
题目：已知系统的单位脉冲响应函数为
（1）求系统的传递函数;
（2）确定系统的单位阶跃响应。
分析与提示：（1）系统的传递函数可由单位脉冲响应函数函数的拉氏变换得到；（2）几个典型信号之间具有积分微分关系，则其输出也具有积分微分关系.
答案:（1)对单位脉冲函数作拉氏变换
（2）由于单位阶跃函数是单位脉冲函数的积分,因此单位阶跃响应就是单位脉冲响应的积分,即
题目：一阶系统的传递函数为,则其单位阶跃响应曲线在时的切线斜率是【】
A． —7 B．3。5 C． 2 D． 1/7
分析与提示：一阶系统的单位阶跃响应曲线在时的切线斜率是为1/T，又
即T=0.5，单位阶跃响应曲线在时的切线斜率是为2
答案：C
题目:二次临界阻尼系统具有的一对极点具有如下特征 【 】
A。 实部为零的共轭复数 B。 相等的负实数
C. 相等的正实数 D。 正、负两实数
分析与提示：二次临界阻尼系统具有的一对相等的负实数根。
答案:B
题目：当阻尼比为时，系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。
分析与提示：当阻尼比为零时,系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。
答案:零
题目:已知机械系统的传递函数为,则系统的阻尼比是【】
A． 0。25 B．0.5 C． 1 D． 2
分析与提示：二阶系统传递函数的标准形式为，由题意有
解得
答案:A
题目：二阶系统的响应特性完全由固有频率和两个特征量来描述。
分析与提示：二阶系统的响应特性完全由固有频率和阻尼比两个特征量来描述。
答案:阻尼比
题目:二次欠阻尼系统具有的一对极点具有如下特征 【 】
A。 实部为负的共轭复数 B。 相等的负实数
C. 实部为零的共轭复数 D。 正、负两实数
分析与提示:二次欠阻尼系统具有的一对极点为实部为负的共轭复数。
答案：A
题目：二阶系统的阻尼比ζ=0。5， 无阻尼固有频率ωn，则系统的阻尼自然频率ωd为【 】
A. B．
C. D．
分析与提示：阻尼固有频率为.
答案:D
题目:证明下图所示的系统是一个简单的二阶系统，并求其无阻尼固有频率、有阻尼固有频率和阻尼比。
分析与提示：首先根据系统函数框图，化简得到系统传递函数，再根据二阶系统的传递函数形式，可得到其特征参数.
答案：简化传递函数框图，有
显然，这是一个简单的二阶系统.比较二阶系统传递函数的标准形式，其无阻尼固有频率为,因
得其阻尼比为
有阻尼固有频率为
题目:已知系统的单位阶跃响应为
求:
（1）该系统的闭环传递函数；
（2)系统的阻尼比和无阻尼固有频率。
分析与提示：系统输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比即得到传递函数,再由传递函数可得特征参数。
答案:因
，
所以
,
（1） 传递函数为
(2）这是一个典型的二阶系统,其中
于是
题目：当阻尼比时，二阶系统的单位阶跃响应曲线具有什么特点.【 】
A。等幅振荡 B．指数单调上升
C。振幅按指数曲线衰减振荡 D．指数单调下降
分析与提示：当阻尼比时，二阶系统的单位阶跃响应曲线为直属单调上升。
答案：B
题目：工程上通常使在之间，其超调不大，过渡过程较短。
分析与提示：工程上通常使在04。—0。8之间,其超调不大，过渡过程较短.
答案:0.4-0。8
题目：欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线具有什么特点【 】
A。增幅的正弦振荡曲线 B．减幅的正弦振荡曲线
C.指数衰减的振荡曲线 D．指数增加的振荡曲线
分析与提示：欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线是减幅的正弦振荡曲线。
答案：B
题目：欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线是减幅的正弦振荡曲线，且愈小,衰减愈慢，振荡频率愈大，故欠阻尼系统又称为。
分析与提示：欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线是减幅的正弦振荡曲线，且愈小,衰减愈慢，振荡频率愈大，故欠阻尼系统又称为二阶振荡系统
答案：二阶振荡系统
题目:负阻尼表示系统对能量的。
分析与提示:负阻尼表示系统对能量的补充。
答案：补充
题目：单位脉冲函数是单位阶跃函数对时间的导数，所以单位脉冲的时间响应也可以由单位阶跃响应进行微分获得
分析与提示：单位脉冲函数是单位阶跃函数对时间的导数，所以单位脉冲的时间响应也可以由单位阶跃响应进行获得。
答案:微分
题目：二阶系统传递函数为,则当阻尼比时,其单位脉冲响应为。
分析与提示：当阻尼比，其单位脉冲响应为等幅振荡，振荡频率为无阻尼固有频率。
答案:
题目：要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间,可以采取的措施是【】
A． 不变，增大 B．不变，减小
C． 减小，增大 D． 减小，增大
题目:要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量,可以采取的措施是【】
A． 不变，增大 B．不变，减小
C． 不变，减小 D． 不变,增大
题型：多项选择题
题目：二阶系统中能反映系统响应的快速性的性能指标有 【 】
A。上升时间 B.峰值时间C。调整时间 D.超调量
题目:设单位负反馈系统的开环传递函数为,求系统单位阶跃响应的上升时间、峰值时间、超调量和调整时间。
题目:要使下图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于25％，峰值时间为2秒，是确定K和Kt
题目：系统的误差又可分为 和。
分析与提示：系统的误差又可分为稳态误差和动态误差。
答案:稳态误差、动态误差
题目：稳态误差是误差信号的，其数学定义是。
分析与提示：稳态误差是误差信号的稳态分量，其数学定义是。
答案：稳态分量、
题目:一闭环系统的开环传递函数为,则该系统为 【 】
A。0型系统,开环增益为10 B。I型系统，开环增益为10
C。I型系统，开环增益为5 D。0型系统，开环增益为5
分析与提示：化为系统型别的标准形式为
答案：C
题目：系统的稳态性能主要取决于系统的型次和_开环增益_________，系统的瞬态性能主要取决于系统的__零极点分布.
分析与提示：系统的稳态性能主要取决于系统的型次和开环增益，系统的瞬态性能主要取决于系统的零极点分布。
答案:开环增益、零极点分布
题目：已知两个系统如下图所示，当输入信号为时，求两系统的稳态误差。
分析与提示:首先将系统的开环传递函数化为标准形式,输入信号为阶跃信号、斜波信号和加速度信号的线性和，故其稳态误差也为这三部分之和。
答案：(1)系统开环传递函数的标准形式为
系统a：
系统b：
（2）计算稳态误差
两个系统均为单位反馈系统,因此，稳态误差分别与其稳态偏差相等。
系统a为Ⅰ型系统，其
系统a为Ⅱ型系统，其
题目：化简系统传递函数方框图.