机械控制工程基础复习题及答案

1机械控制工程基础复习题11、选择填空（30分，每小题2分）（下列各题均给出数个答案，但只有一个是正确的，请将正确答案的序号写在空白处）1.1在下列典型环节中，属于振荡环节的是。(A)101.010)(2sssG(B)101.01)(2sssG(C)101)(ssG1.2系统的传递函数定义为在零初始条件下输出量的Laplace变换与输入量的Laplace变换之比，其表达式。（A）与输入量和输出量二者有关（B）不仅与输入量和输出量二者有关，还与系统的结构和参数有关（C）只与系统的结构和参数有关，与输入量和输出量二者无关1.3系统峰值时间pt满足。（A）0)(ppodttdx（B）)()(opoxtx（C）)()()(oopoxxtx其中，)(txo为系统的单位阶跃响应。1.4开环传递函数为G(s)的单位反馈系统的静态速度误差系数的计算式为。(A))(lim0sGKsv(B))(lim20sGsKsv(C))(lim0ssGKsv1.5最大百分比超调量(%)pM的定义式为。（A）)()(max(%)oopxtxM(B)%100)()()(max(%)ooopxxtxM（C）)()(max(%)txtxMiop其中，)(txi为系统的输入量，)(txo为系统的单位阶跃响应，)(maxtxo为)(txo的最大值。1.6给同一系统分别输入)sin()(11tRtxi和)sin()(2tRtxri这两种信号（其中，r是系统的谐振频率，1是系统正常工作频率范围内的任一频率），设它们对应的稳态输出分别为)sin()(1111tCtxo和)sin()(222tCtxro，则成立。（A）21CC（B）12CC（C）21CC1.7若一单位反馈系统的开环传递函数为)()(1220asasasG,则由系统稳定的必要条件可知，。（A）系统稳定的充分必要条件是常数210,,aaa均大于02（B）不论210,,aaa取何值都不能使系统稳定（C）总可以通过选择适当的210,,aaa值而使系统稳定1.8关于系统稳定性的正确说法是。（A）如果开环稳定，那么闭环也稳定（B）如果开环不稳定，那么闭环也不可能稳定（C）如果开环是不稳定的，那么闭环可能稳定、也可能不稳定1.9下列传递函数中，属于最小相位传递函数的是。(A))101.0)(11.0(15.0)(ssssG(B))101.0)(11.0(15.0)(ssssG(C))101.0)(11.0(15.0)(ssssG1.10已知线性系统的输入为)(txi，输出为)(txo，传递函数为)(sG，则下列关系正确的是。(A))()()(sGsXsXio(B))]([)()(1sGLtxtxio(C))()()(sGsXsXoi(D))()()(sGtxtxio1.11设一阶系统的传递函数为25.02s，则其时间常数T为。(A)0.25(B)4(C)2(D)81.12设系统的结构图如图T-1所示，当R(s)=0时，E(s)/N(s)为。(A)21211GGGG(B)2111GG(C)2121GGG(D)2121GGGG(s)N(s)-E(s)12G(s)+++X(s)X(s)oi1.13图T－2所示为3个系统的极点分布图，据此可以断定：系统是稳定的。jjjsssooo图T－1图T－23（A）（B）（C）1.14某单位反馈系统的开环传递函数为)4)(3(5ssss，系统的特征方程为。（A）012723sss（B）0513723sss（C）01272ss（D）0)5)(3(sss1.15由以下3个开环传递函数可知，系统是Ⅰ型系统。(A))101.0)(11.0(1)(sssG(B))101.0)(11.0(1)(2ssssG(C))101.0)(11.0(1)(ssssG2、某系统结构图如图T－3所示2.1若输入量为)(txi=10(0t)，试求系统的瞬态响应)(txo。（8分）2.2若输入量为)6sin(10)(ttxi(0t)，试求系统的稳态输出)(txo。（7分）2.3若输入量为10)(txi(0t)，试求系统的稳态误差sse。（5分）-+)1(1ssX(s)X(s)oi3、试求图T-4所示系统的传递函数)()(sRsC。（10分）1G2G3G4G2H1H)(sR)(sC图T—44、某单位反馈系统的开环传递函数为)11.0)(1()(sssKsG图T－34试求使系统稳定的K值。（10分）5、图T—5（a）、（b）、（c）、（d）分别为开环无零点的系统的开环奈魁斯特图，试写出它们各自对应的传递函数的一般形式（开环放大倍数用K表示，时间常数符号用1T、2T、3T等表示）。（12分，每图3分）(a)0ω=[G]jVKω=0U(b)ω=jV0ω=UK0[G]0ω=ω=U[G]jV0(c)jVω=0U[G]0ω=(d)图T-56、试求图T－6所示最小相位系统开环对数幅频特性曲线对应的传递函数。（8分）200.2100dBL)(2040607、某单位反馈系统的开环传递函数为)11.0)(12(10)(ssssG试绘制开环频率特性的Nyquist曲线图（概略图），并根据Nyquist图判定系统的稳定性。（10分）图T－65机械控制工程复习题答案11、1.1(A)1.2（C）1.3（A）1.4(C)1.5(B)1.6（B）1.7（B）1.8（C）1.9(C)1.10(A)1.11(B)1.12(C)1.13（A）1.14（B）1.15(C)2、2.1)]323sin(3321[10)(5.0tetxto2.2)3sin(10)(ttxo2.30ss3、2321212132141)()(HGGHGHGGGGGGsRsC4、110K5、(a))1)(1()(21sTsTKsG(b))1)(1)(1()(321sTsTsTKsG(c))1)(1()(21sTsTsKsG(d))1)(1()(212sTsTsKsG6、)11.0)(15(2)(ssssG7、Nyquist图如下图所示，因系统开环传递函数无右极点，且开环奈氏曲线不包围（－1，j0）点，故根据奈氏判据，该系统是稳定的。6机械控制工程基础复习题2一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共30分)1.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为()A.最优控制B.系统辩识C.系统校正D.2.反馈控制系统是指系统中有()A.反馈回路B.惯性环节C.积分环节D.PID3.()=1sa,(a为常数)A.L［e－at］B.L［eat］C.L［e－(t－a)］D.L［e－(t+a)］4.L［t2e2t］=()A.123()sB.1asa()C.223()sD.23s5.若F(s)=421s，则Limftt0()=()A.4B.2C.0D.6.已知f(t)=eat,(a为实数)，则L［ftdtt()0］=()A.asaB.1asa()C.1ssa()D.1asa()7.f(t)=3202tt，则L［f(t)］=()A.3sB.12sesC.32sesD.32ses8.某系统的微分方程为52000()()()()xtxtxtxti,它是()A.线性系统B.线性定常系统C.非线性系统D.非线性时变系统9.某环节的传递函数为G(s)=e－2s，它是()A.比例环节B.延时环节7C.惯性环节D.微分环节10.图示系统的传递函数为()A.11RCsB.RCsRCs1C.RCs+1D.RCsRCs111.二阶系统的传递函数为G(s)=341002ss,其无阻尼固有频率ωn是()A.10B.5C.2.5D.2512.一阶系统KTs1的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为()A.KTB.KTC.KT2D.KT213.某系统的传递函数G(s)=KTs1,则其单位阶跃响应函数为()A.1TeKtT/B.KTetT/C.K(1－e－t/T)D.(1－e－Kt/T)14.图示系统称为()A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲ15.延时环节G(s)=e－τs的相频特性∠G(jω)等于()A.τωB.–τωC.９０°D.１８０°16.对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数G(s)为()A.1+TsB.11TsC.1TsD.(1+Ts)217.图示对应的环节为()A.TsB.11TsC.1+TsD.1Ts18.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为()A.τ0B.0τ14C.τ14D.τ0819.典型二阶振荡环节的峰值时间与()A.增益B.误差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频率20.若系统的Bode图在ω=5处出现转折(如图所示)，这说明系统中有()环节。A.5s+1B.(5s+1)2C.0.2s+1D.10212(.)s21.某系统的传递函数为G(s)=()()()()ssss72413,其零、极点是()A.零点s=－0.25,s=3;极点s=－7,s=2B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3C.零点s=－7,s=2;极点s=－1,s=3D.零点s=－7,s=2;极点s=－0.25,s=322.一系统的开环传递函数为32235()()()ssss,则系统的开环增益和型次依次为()A.0.4，ⅠB.0.4，ⅡC.3，ⅠD.3，Ⅱ23.已知系统的传递函数G(s)=KTests1，其幅频特性｜G(jω)｜应为()A.KTe1B.KTe1C.KTe2221D.KT12224.二阶系统的阻尼比ζ，等于()A.系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数25.设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为()A.180°－φ(ωc)B.φ(ωc)C.180°+φ(ωc)D.90°+φ(ωc)26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=45ss()，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为()A.104B.54C.45D.027.二阶系统的传递函数为G(s)=1222ssnn,在0＜ζ＜22时，其无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr的关系为()A.ωnωrB.ωn=ωrC.ωnωrD.两者无关28.串联相位滞后校正通常用于()A.提高系统的快速性B.C.减少系统的阻尼D.减少系统的固有频率929.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是()A.411ssB.ss141C.01106251..ssD.06251011..ss30.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ωc≈40，则下列串联校正装置的传递函数中能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是()A.000410041..ssB.04141.ssC.41101ssD.41041ss.二、填空题(每小题2分，共10分)1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_______和_______2.一个单位反馈系统的前向传递函数为Ksss3254，则该闭环系统的特征方程为_______开环增益为_______3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、_______和_______有关。4.极坐标图(Nyquist图)与对数坐标图(Bode图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode图上的_______；极坐标图上的负实轴