机械控制工程基础-习题集(含答案)

第1页共16页《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.te2的拉氏变换为（）。A.s21；B.15.0s；C.21s；D.21se22.)(tf的拉氏变换为)2(6][sssF，则)(tf为（）。A.te23；B.te21；C.)1(32te；D.te263.脉冲函数的拉氏变换为（）。A.0；B.∞；C.常数；D.变量4.ttf5)(，则)]([tfL（）。A.5；B.1；C.0；D.s55.已知)52)(2(33)(22sssssssF，其原函数的终值ttf)(（）。A.∞；B.0；C.0.6；D.0.36.已知)45(32)(22ssssssF，其原函数的终值ttf)(（）。A.0；B.∞；C.0.75；D.3第2页共16页7.已知snesasF2)(其反变换f(t)为（）。A.)(atna；B.)(nta；C.ntea；D.)(1nta8.已知)1(1)(sssF，其反变换f(t)为（）。A.te1；B.te1；C.te1；D.1te9.已知tetft2sin)(的拉氏变换为（）。A.ses2242；B.4)4(22s；C.4)1(2ss；D.sess22410.图示函数的拉氏变换为（）。a0τtA.)1(12sesa；B.)1(12sesa；C.)1(1sesa；D.)1(12sesa11.若)(f=0，则][sF可能是以下（）。A.91s；B.92ss；C.91s；D.912s12.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.)]([)()(1sGLtxty；B.)()()(sXsGsY；C.)()()(sGsYsX；D.)()()(sGtxty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)第3页共16页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14412ss；则其无阻尼振荡频率n和阻尼比为（）。A.1，21；B.2，1；C.2，2；D.21，117.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18.一阶系统的传递函数为153s；其单位阶跃响应为（）。A.51te；B.533te；C.555te；D.53te19.已知道系统输出的拉氏变换为22)(nnsssY,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.1TsK；B.))((bsassds；C.)(assK；D.)(2assK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.023dcsbsas；B.0234dcsbsass；C.0234edscsbsas；其中edcba、、、、均为不等于零的正数。22.二阶系统的传递函数为15.012ss；则其无阻尼振荡频率n和阻尼比为（）。第4页共16页A.1，21；B.2，1；C.1，0.25；D.31，3223.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.)12)(15(1sss；B.sTTs111（T0）C.)13)(12(1sss；D.)2)(3(2ssss24.已知系统频率特性为315j，则该系统可表示为（）。A.315tgje；B.1152tgje；C.32115tgje；D.15tgje25.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.)1)(15(1sss；B.sTTs111（T0）；C.)1)(12(1sss；D.)2)(3(2sss；26.题图中R－C电路的幅频特性为（）。题图二、6.R－C电路A.211T；B.2)(11T；C.2)(11T；D.T1127.已知系统频率特性为15j，则该系统可表示为（）。A.15tgje；B.1152tgje；C.15tgje；D.1152tgje第5页共16页28.已知系统频率特性为151j，当输入为ttx2sin)(时，系统的稳态输出为（）。A.)52sin(1tgt；B.)52sin(1112tgt；C.)52sin(1tgt；D.)52sin(125112tgt29.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）。A.decdB20，通过ω=1点的直线；B.-decdB20，通过ω=1点的直线；C.-decdB20，通过ω=0点的直线；D.decdB20，通过ω=0点的直线30.开环)(sGK对数幅频特性对数相频特性如下图所示，当K增大时，（）。A.L(ω)向上平移，)(不变；B.L(ω)向上平移，)(向上平移；C.L(ω)向下平移，)(不变；D.L(ω)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。)(L)(c－－+Xo(s)Xi(s)G1G2G3G4H3H2H1第6页共16页32.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：)10(140)(sssG，试求当输入21)(atttxi（a≥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。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。)611)(311()(sssKsG。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，υ为开环传递函数中的积分环节数目。（15分）ω/s-1ω/s-110050002010[－40][－20][－20]L(ω)/dBL(ω)/dB（a）（b）第7页共16页38.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：)110)(1(100)(22sssssG。40.某单位反馈系统的开环传递函数)1()(TssKsG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K＝10，且使系统阻尼比ζ＝0.5，试确定Kh。（2）若要使系统最大超调量Mp＝0.02，峰值时间tp＝1s，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。ωReReωωRe-1-1-1000p=2υ=0ImImImp=0υ=0（c）（b）（a）p=0υ=2XoXi－1＋Khs)1(ssK第8页共16页43.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)2()3(5)(ssssGk，试绘制系统的开环对数频率特性并计算)(,ccv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.C3.C第9页共16页4.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：2432113234343211)(HGGGGHGGHGGGGGGsG（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CRiii1，1211RuuiR，dtuudCiC)(21（6分）第10页共16页可得dtuudCRuui)(21121（2分）dtuudCRRuuRiRu)(212121222（2分）dtduCRdtduCRuRRuRRu22122121122（2分）整理后得11212212221uRRdtduCRuRRdtduCR（3分）33.解：系统的开环增益K＝14，且为Ι型系统（2分）将)0(1)()()()(2321aatttxtxtxtxiiii则：01sse（3分）14112Kess（3分）0003aaess（3分）00141321aaeeeessssssss（4分）34.解：按牛顿定律列力学方程如下：dtxxdBKx)(212，dtdxBdtdxBKx212（8分）整理得dtdxBKxdtdxB122（4分），dtdxxBKdtdx122（3分）35.解：（a）11.010)(ssG（7分）（b）)101.0(50)(sssG（8分）第11页共16页36.解：该系统闭环特征方程为：01818923Ksss；（5分）s31180s2918K0s118－2K0s018K（5分）90K（5分）37.解：（1）包围圈数N＝0，P＝0，稳定；（5分）（2）正穿越次数为1，负穿越次数为0，1－0＝P/2＝1，稳定；（5分）（3）正穿越次数为1，负穿越次数为1，1－1＝P/2＝0，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1322211HGHGGGsGk（2分）系统闭环传递函数为2321133211HGGGHGGGGsGB（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。第12页共16页40.解：系统闭环传递函数KsTsKsGsGs2)(1)()(（4分）系统的特征方程02KsTs（4分）特征根TTKs24112,1（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21uuuC（1）（4分）RdtduCRiiRuCC2（2）（4分）将方程（1）变形得21uuuC（2分）代入式（2）中RdtuudCu)(212（2分）得dtdudtduRCu212（2分）整理后得ψ(ω)-180°ωω0L(ω)-270°10.1－[100]－[60]－[40]40第1