机械控制工程基础_习题集(含答案)

1、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

2、 ，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

3、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

4、. 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 ，

5、 ； 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.（t>0）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. （t>0）； 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

6、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

7、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

8、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（tk>1）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。

9、（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. c

10、9. 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

11、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

12、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。()-180°0l()-270°10.110060404040. 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