机电控制工程基础综合练习解答

第一章习题答案一、填空1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做。反馈解析：根据反馈的定义式填空。2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为。复合控制系统解析：根据定义式填空。3.我们把输出量直接或间接地反馈到，形成闭环参与控制的系统，称作。输入端闭环控制系统解析：根据定义式填空。4.控制的任务实际上就是，使不管是否存在扰动，均能使的输出量满足给定值的要求。形成控制作用的规律被控制对象解析：根据控制的基本概念和定义式填空。5.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的系统是系统。稳定解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为和非线性控制系统。线性控制系统解析：根据控制系统分类的基本概念来填空。7、为了实现闭环控制，必须对量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除。因此，整个控制系统形成一个闭合回路。我们把输出量直接或间接地反馈到端，形成闭环,参与控制的系统，称作闭环控制系统。输出偏差输入解析：根据闭环控制的基本概念和反馈的定义填空。8、题图由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个控制系统。1、不能开环解析：根据开环控制的基本概念填空。9、如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统称为系统，否则为系统。任何一个反馈控制系统能正常工作，系统必须是的。稳定；不稳定；稳定解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。二、选择1.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闭环控制系统；D连续控制系统答：A解析：根据复合控制系统的基本概念选择。2.当t时，闭环反馈控制系统输出的实际值)(y与按参考输入所确定的希望值)(ry之间的差值叫。（）A微分；B差分；C稳态误差；D积分答：C解析：根据稳态误差的基本概念选择。3．把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为。（）A反馈；B负反馈；C稳态差误；D积分答：B解析：根据负反馈的基本概念选择。4．机器人手臂运动控制属于。（）A闭环控制；B开环控制C正反馈控制D连续信号控制答：A解析：根据闭环控制系统的具体应用进行选择。5．自动售货机控制属于。（）A闭环控制；B开环控制C正反馈控制D连续信号控制答：B解析：根据开环控制系统的具体应用进行选择。三、判断题1.若系统的输出量对系统没有控制作用，则该控制系统称为开环控制系统。正确。解析：根据开环控制系统的定义来进行判断。2．火炮跟踪系统属于开环控制系统。错误。解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。3．自动洗衣机属于闭环控制系统。错误。解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。4．步进电机控制刀架进给机构属于闭环控制系统。错误。解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。5．当系统的输出量对系统有控制作用时，系统称为闭环控制系统。正确。解析：根据闭环控制系统的定义来进行判断。第二章习题答案一、填空1.于函数)(tf，它的拉氏变换的表达式为。0)()(dtetfsFst解析：根据拉氏变换的定义填空。2.单位阶跃函数对时间求导的结果是。单位冲击函数解析：“单位阶跃函数对时间求导的结果是单位冲击函数”是一个基本常识。3.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是。s1解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。4.单位脉冲函数的拉普拉斯变换结果为。1解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。5.te的拉氏变换为。11s解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。6.)1(1][sssF的原函数的初值)0(f=，终值)(f=0,1解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：)(lim)(lim)0(0ssFtffst。终值定理：)(lim)(lim)(0ssFtffst/7.已知)(tf的拉氏变换为4)2(2ss，则初值)0(f=（）。0解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：)(lim)(lim)0(0ssFtffst。8.tetft2sin)(2的拉氏变换为。4)2(2ss解析：根据位移性质若)()(sFtfL，则)()]([asFtfeLat这个性质表明，函数)(tf乘以ate后的拉氏变换等于)(tf的拉氏变换)(sF中的s参变量用as代换。求teatsin的拉氏变换。因为22][sinstL故22)(]sin[asteLat9.若)()(sFtfL，则)]([tfeLat。)(asF解析：根据位移性质若)()(sFtfL，则)()]([asFtfeLat证明：0)(0)()()]([dtetfdtetfetfeLtasstatat令as则][][)()]([0asFFdtetftfeLtat这个性质表明，函数)(tf乘以ate后的拉氏变换等于)(tf的拉氏变换)(sF中的s参变量用as代换。10.若)()]([sFtfL，则)]2([tfL。)(2sFes解析：根据拉氏变换的延迟特性求解，dtetftfLst0)()]([令dTdtTttT,,代入上式得)()()(0)(0sFedTeTfedTeTfssTsTs这个性质表明，时间函数f(t)的变量在时间轴位移，其拉氏变换等于f(t)的拉氏变换F(s)乘以指数因子se。二、选择1.te21的拉氏变换为（）。A.s21B.15.0sC.15.0sD.21答：B解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。2.te2的拉氏变换为（）。A.s21B.15.0sC.21sD.21se2答：C解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。3．脉冲函数的拉氏变换为（）。A．0B.∞C.常数D.变量答：C解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。4.ttf5)(，则)]([tfL（）。A.5B.1C.0D.s5答：A解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。5.已知)52)(2(33)(22sssssssF，其原函数的终值ttf)(（）。A．∞B.0C.0.6D.0.3答：D解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：)(lim)(lim)(0ssFtffst。6.已知)45(32)(22ssssssF，其原函数的终值ttf)(（）。A.0B.∞C.0.75D.3答：C解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：)(lim)(lim)(0ssFtffst。7.已知snesasF2)(，其反变换f(t)为（）。A.)(atnaB.)(ntaC.nteaD.)(1nta答：B解析：首先mttf)(，m为整数，求)(tf的拉氏变换。由于0)0()0()0()1(mfff，且!)()(mtfm，由拉氏变换微分性质得)()()(tfLstfLmm，又因smmLtfLm!!)()(故1)(!)()(mmmsmstfLtfL然后根据拉氏变换的延迟特性求解，dtetftfLst0)()]([令dTdtTttT,,代入上式得)()()(0)(0sFedTeTfedTeTfssTsTs因此L[mt)(]=se1!msm8.已知)1(1)(sssF，其反变换f(t)为（）。A.te1B.te1C.te1D.1te答：C解析：由部分分式法求解。9.tetft2sin)(的拉氏变换为（）。A.ses2242B.4)4(22sC.4)1(2ssD.sess224答：C解析：根据位移性质若)()(sFtfL，则)()]([asFtfeLat这个性质表明，函数)(tf乘以ate后的拉氏变换等于)(tf的拉氏变换)(sF中的s参变量用as代换。求teatsin的拉氏变换。因为22][sinstL故22)(]sin[asteLat10.图示函数的拉氏变换为（）。a0τtA.)1(12sesaB.)1(12sesaC.)1(1sesaD.)1(12sesa答：A解析：根据典型斜坡函数以及阶跃函数的拉氏变换结果和拉氏变换的延迟特性求解。三、判断1．满足狄利赫利条件的函数f(t)的拉普拉斯变换为0)()()(dtetftfLsFst，积分的结果取决于参数t和s，F(s)称为f(t)的象函数，而f(t)为F(s)的原函数。错误解析：以上定义式为定积分，积分限0和是固定的，所以积分的结果与t无关，而只取决于参数s，因此，它是复数s的函数。2.若][sF=91s，则)(f=0。错误解析：根据拉氏反变换的结果进行判断。3.)(tf的拉氏变换为)2(6][sssF，则)(tf为)1(32te。正确解析：由部分分式法求解。4．单位抛物线函数为02100)(2ttttu，其拉普拉斯变换结果为21s。错误解析：根据拉普拉斯变换的定义，单位抛物线函数的拉普拉斯变换为0)(121]21[0322sRsdtettLsFest5．已知tetf21)(，)(tf的拉氏变换为211)]([)(sstfLsF。错误解析：应用线性性质，)2(2211)]([)(sssstfLsF。第三章习题一、填空1.描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的。数学模型解析:根据数学模型的定义式来填空。2.在初条件为零时，与之比称为线性系统（或元件）的传递函数。输出量的拉氏变换；输入量的拉氏变换解析：传递函数的定义式。3.根据自动控制系统的特性方程式可以将其分为和非线性控制系统。线性控制系统解析：根据自动控制系统的分类的基本概念来填空。4.数学模型是描述系统的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式。瞬态特性解析：建立数学模型的功能和作用。5.如果系统的数学模型,方程是的，这种系统叫线性系统。线性解析：线性系统的基本概念。6．环节的传递函数是1TsKsXsYsG。惯性解析：惯性环节的基本定义式。7．题图根据以上题图填空，RCtuturcdttduc解析：根据电容电流与电压的关系以及电路欧姆定理来解答。8．运动方程式tKxtydttdyT描述的是一个。惯性环节解析：根据惯性环节的微分表达式来填空。二、选择1.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.)]([)()(1sGLtxtyB.)()()(sXsGsYC.)()()(sGsYsXD.)(/)()(sXsGsY答：B解析：根据传递函数的定义,)(/)()(sXsYsG，所以)()()(sXsGsY。2.线性定常系统的传递函数是。()A.输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比B.零初始条件下，输出与输入之比C.零初始条件下，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比D.无法求出答：C解析：传递函数的定义。3.已知系统的传递函数为)1(1ss，则该系统的时域原函数g(t)是。()A.te1B.te1C.te1D.te1答：B解析：根据部分分式展开，111)1(1ssss，所以)1(1ss的反变换为te1。4.TSesXsYsG传递函数表示了一个。（）A.时滞环节B.振荡环节C.微分环节D.惯性环节答：A解析：时滞环节的微分方程为Ttxty其传递函数TSesXsYsG5.一阶系统的传递函数为153s；其单位阶跃响应为（