机械控制工程基础-习题集(含答案).doc

机械控制工程基础课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程机械控制工程基础(编号为09010）共有单选题，计算题， 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有 填空题等试题类型未进入。一、单选题1。的拉氏变换为（ ）。 A。 ； B。 ； C. ； D. 2.的拉氏变换为，则为（ ）。A。； B。； C。； D。3。脉冲函数的拉氏变换为（）.A。 0 ； B。 ； C。 常数； D。 变量4.,则（ )。A。 5 ; B。 1 ； C. 0 ； D。5。已知 ，其原函数的终值( ）。A。 ； B。 0 ； C. 0.6 ； D. 0。36。 已知 ，其原函数的终值（ ）。A。 0 ; B. ； C。 0。75 ; D. 37。 已知其反变换f (t)为( ）.A. ； B。; C。； D。8。已知，其反变换f （t)为（)。A. ； B。 ； C. ； D. 9。已知的拉氏变换为（ )。A. ； B. ; C。 ； D. 10。图示函数的拉氏变换为( )。 a 0 tA.； B. ； C。 ;D。 11。若=0，则可能是以下（ ）。A。; B。； C。； D。12。开环与闭环结合在一起的系统称为( ）。A.复合控制系统;B。开式控制系统； C.闭和控制系统； D。正反馈控制系统13。在初始条件为零时,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统的（）.A。增益比； B.传递函数； C.放大倍数; D。开环传递函数14.已知线性系统的输入x(t）,输出y(t)，传递函数G(s）,则正确的关系是（ )。A. ; B。 ； C。 ； D。 15。设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统,如图所示，以外力f（t）为输入量，位移y（t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述,那么这个微分方程的阶次是：（ ）。A。 1; B. 2； C。 3； D。 416。二阶系统的传递函数为 ;则其无阻尼振荡频率和阻尼比为( )。A。 1 ， ； B。 2 ,1 ； C。 2 ，2 ； D. ，117。表示了一个( ）。A。 时滞环节； B。 振荡环节； C。 微分环节; D。 惯性环节18。一阶系统的传递函数为 ;其单位阶跃响应为（）。A. ； B。 ； C。 ； D。 19.已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ ）。A. 欠阻尼； B. 过阻尼； C。 临界阻尼； D。 无阻尼20. 某一系统的速度误差为零,则该系统的开环传递函数可能是( ）.A。 ;B。；C。；D.21。根据下列几个系统的特征方程,可以判断肯定不稳定的系统为（ )。A。 ; B。 ；C. ；其中均为不等于零的正数。22。二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率和阻尼比为（ ）.A。 1 ， ； B. 2 ，1 ; C。 1 ,0。25 ; D. ，23。下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是(）。A. ; B。（T0)C。 ； D. 24. 已知系统频率特性为 ,则该系统可表示为（ ）.A。 ； B。； C。； D。25.下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的有( ）。 A。 ； B。 (T0）； C。 ; D。;26。题图中RC电路的幅频特性为( ）。题图二、6。 RC电路A。 ； B. ; C. ; D. 27.已知系统频率特性为 ,则该系统可表示为（ ）。A。 ； B. ; C. ；D. 28.已知系统频率特性为 ，当输入为时,系统的稳态输出为（).A。 ； B。 ；C。 ; D。 29。 理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（ ）。A. ，通过=1点的直线； B. ，通过=1点的直线;C. ,通过=0点的直线; D. ，通过=0点的直线30.开环对数幅频特性对数相频特性如下图所示,当K增大时，（ ）。A. L（)向上平移,不变； B. L()向上平移，向上平移;C。 L（）向下平移，不变; D. L(）向下平移，向下平移。二、计算题31。简化下图所示系统的方框图，并求系统的传递函数.+Xo(s)Xi(s)G1G2G3G4H3H2H132。 试建立如图所示系统的动态微分方程。图中电压u1为系统输入量；电压u2为系统输出量; C为电容;R1、R2为电阻.（15分）33。单位负反馈系统的开环传递函数为：，试求当输入（0）时的稳态误差.34. 试建立如图所示系统的动态微分方程。图中位移x1为系统输入量；位移x2为系统输出量； K为弹簧刚度系数；B为粘性阻尼系数.（15分）35. 已知一些元件的对数幅频特性曲线如下图所示，试写出它们的传递函数G(s），并计算出各参数值。/s-1/s-110050002010402020L()/dBL()/dB（a）（b）36.已设单位负反馈控制系统的开环传递函数如下,试用劳斯判据确定系统稳定时，K的取值范围。37.设系统开环频率特性如下图所示,试判别系统稳定性。其中p为开环右极点数，为开环传递函数中的积分环节数目.(15分)ReReRe-1-1-1000p=2=0ImImImp=0=0（c）（b）（a）p=0=238.化简下图所示系统结构图,并求系统开环传递函数、闭环传递函数。（15分）39。试画出具有下列传递函数的Bode图： 。40。某单位反馈系统的开环传递函数试判定系统的稳定性（TK1)41。 试建立如图所示系统的动态微分方程。图中电压u1为系统输入量；电压u2为系统输出量； C为电容；R为电阻.42. 某系统用测速发电机反馈,可以改善系统的相对稳定性，系统如下图所示。(1）当K10，且使系统阻尼比0。5，试确定Kh.（2)若要使系统最大超调量Mp0。02，峰值时间tp1s，试确定增益K和速度反馈系统Kh的数值，并确定在这个K和Kh值的情况下，系统上升时间和调整时间。XoXi1Khs43。 试建立如图所示系统的动态微分方程。图中电压u1为系统输入量；电压u2为系统输出量； C为电容；R1、R2为电阻.44。系统开环传递函数为， 试绘制系统的开环对数频率特性并计算值。45.试建立如图所示系统的动态微分方程.图中位移x1为系统输入量；位移x2为系统输出量； K1和K2为弹簧刚度系数;B为粘性阻尼系数.（16分)三、 填空题（略）答案一、单选题1。C2。C 3。C4。A5.D6。C7.B8。C9。C10。A11。C12。A13。B14。B15。B16.D17。A18.B19.C20。D21.B22。C23。C24.C25。D26.B27。B28。D29.A30.A二、计算题31.解：（每正确完成一步3分）32.解：设i为回路总电流,iR1为R1支路电流，iC为C支路电流，根据基尔霍夫电流定律得， （6分）可得(2分）（2分）（2分）整理后得（3分）33.解：系统的开环增益K14，且为型系统（2分)将 则: （3分）（3分）（3分）（4分）34。解:按牛顿定律列力学方程如下：,(8分）整理得（4分）,（3分)35.解：(a）（7分） （b）(8分)36.解:该系统闭环特征方程为： ；（5分)s3 1 18 0s2 9 18K 0s1 182K 0s0 18K （5分） （5分)37。解：（1）包围圈数N0，P0，稳定；(5分） （2)正穿越次数为1，负穿越次数为0，10P/21，稳定；（5分） （3）正穿越次数为1，负穿越次数为1,11P/20，稳定。（5分)38.解：这是一个无交叉多回路结构图,具有并、串联，局部反馈，主反馈系统。首先将并联和局部反馈简化如图（b）所示，再将串联简化如图（c）所示。(3分)（4分）（4分）系统开环传递函数为（2分）系统闭环传递函数为（2分）39。解：对数幅频特性每画对一段得3分,横坐标上的转折频率标对得2分,相频特性渐进线相位标对得2分，曲线基本画对得3分。()-1800L()-27010.110060404040。解：系统闭环传递函数（4分)系统的特征方程（4分）特征根(4分）为一对共轭复根，且具有负实部，故该系统稳定.（3分)41。解：设回路电流为i,根据基尔霍夫电压定律有 （1）(4分） （2）(4分）将方程(1）变形得（2分）代入式（2）中（2分）得 （2分)整理后得（1分）即 （1分）42。解：系统的闭环传递函数为:(2分）所以：（2分）(1）将K10，代入，求得：Kh0。216;（2分）（2)（2分）算出: Kh0.27，（3分）（2分）算出: ts1。02（s），tr0。781(s）。（3分）43。解:根据基尔霍夫电压定律列方程如下:（4分)对上述方程进行拉氏变换(2分)传递函数为（3分）展开得（2分)对上式进行拉氏反变换(3分）整理后得(2分）44。解:1） 首先将分成几个典型环节。(2分）显见该系统由放大环节,积分环节，惯性环节，一阶微分环节组成。（1分）2) 分别做各典型环节的对数频率特性曲线。 K=7。5 20lgK=17。5dB ; 1=2， 2=3(1分）对数幅频特性：(2分）相频特性：(2分）其对数频率特性曲线如图所示。（2分)3) 计算（2分）所以 (1分）由图可知 部份，对线无穿越，故系统闭环稳定。（1分）（2分)45。解：取x3为阻尼器活动端的移动量，按牛顿定律列力学方程如下：（4分）上式进行拉氏变换得（3分）得（1分）经计算整理得（1分）(1分）(1分）两边取拉氏反变换得（3分）即（2分）三、 填空题(略）第 8 页 共 8 页