机电控制工程基础练习题1答案

1、机电限制工程根底练习题1答案一、填空1、如果在系统中只有离散信号而没有连续信号,那么称此系统为系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述.离散2、系统输出全部或局部地返回到输入端,就叫做.3、有些系统中,将开环与闭环结合在一起,这种系统称为.复合限制系统.004、对于函数 f(t),它的拉氏变换的表达式为.F(s)=1fedt015、单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是.-S6、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为.11,057、e 的拉氏变换为.2s1_108、Fs=的原函数的初值 f(0)=,终值 f(笛)=.s(s1)0,109、环节的传递函数是 G(s)=皿上.惯性XsTs110、时间响应由响应和响

2、应两局部组成.瞬态、稳态11、当采样频率满足0s22max时,那么采样函数f飞)到原来的连续函数 f(t).能无失真地恢复12、频率响应是响应.正弦输入信号的稳态13、离散信号f冲(t)的数学表达式为.f 冲(t)=f(kT)S(t-kT)k=二：y(o)-一,、,14、A)=2=G(j.)为系统的x.z2z1,它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减(或放大)的特性.4僧)=/G(j0)为系统的述系统对不同频率输入信号的稳态响应,相位迟后(*0)的特性.幅频特性,相频特性15、Y(z)=3所对应的 y(kT)的刖三项是 y(0),y(T)y(2T)依次z-z第 1 页共 9 页、选择1

3、、Fs2s3s32s(s2)(s22s5),其原函数的终值f(t)=t)二(1)8；(2)0;(3)0.6;(4)0.3一 L,、1 一、“、,2、Fs=,其反变换ft为3.ss111e:21+3上；31e,；4e,1.13、一阶系统的传递函数为一2；那么其无阻尼振荡频率8n和阻尼比为4s4s1一 1111,;22,1;32,2;4,1224、传递函数Gs=Y=eS表示了一个1Xs1时滞环节；2振荡环节；3微分环节；4惯性环节5、理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为1120dB.“,通过1点的直线；2-20d%ec,通过1点的直线;（3）-20dB/,通过3=0点的直线；420dBd,通过

4、3=0点的直线decdec6、脉冲函数的拉氏变换为3（1）0；28；（2）常数；4变量7、一阶系统的传递函数为t(1)1-e5；(2)35s1t3-3e-5;其单位阶跃响应为t；(3)5-5e5；(4)t3-eA斗 k,、会Ab、3r、,/8nAH,、E8、道系统输出的拉氏变换为Ys=n2,那么系统处于ss-n21欠阻尼；2过阻尼；3临界阻尼；4无阻尼9、ft=a1的 Z 变换 Fz为31；34T1Tlzaz-az-a1-a三、判断第 2 页共 9 页2、开环对数幅频曲线L对数相频特性曲线中侬,当 K 增大时L&向上平移,中/向上平移.错误3、把输出量反应到系统的输入端与输入量相减称为

5、正反应.错误24、一阶系统的传递函数为,其时间常数为0.25错误s0.255、二阶系统的超调量6%与二有关,但与0n无关.正确7、对二阶欠阻尼系统,假设保持.不变,而增大con,可以提升系统的快速性.8、图中所示的频率特性是一个积分环节.错误10、如果 8max为 ft函数有效频谱的最高频率,那么采样频率满足&s2max时,那么采样*.函数ft能无失真地恢复到原来的连续函数 ft11、y(z)=z所对应的 y(kT)的前三项 y(0),y(T)y(2T)依次是1,2,(z-1)(z-2)错误四、综合1、最小相位系1开环对数频率特性曲线如下图.试写出开环传递函数Gks.正确正确9、增大系

6、统开环增益K值,可使系统精度提升.正确解:第 3 页共 9 页1)331的低频段斜率为-20,故低频段为K/S.3 增至31,斜率由-20转为-40,增加-20,所以31应为惯性环节的转折频率,1该环卫为.1s1113 增至 32,斜率由-40转为-20,增加+20,所以32应为一阶微分环节的转折频,1率,该环节为s+1.12故系统开环传递函数应由上述各典型环节串联组成,即1K(s1)211s(s1)(s1)1132)确定开环增益K当CO=3c时,A(COc)=1oK(Wc)2+1Kc“,22所以 A(缶c)1j=电 1=1-c(c)2-(W3,斜率保持不变.Gk(s)=所以,s1第 4 页共

7、 9 页Gk(s)暨=7.511s1)s(s2)sIs132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.2)分别做各典型环节的对数频率特性曲线.K=7.520lgK=17.5dB对数幅频特性：2022gA()=20log7.5-20log,-2022g,弓)212022g.(3V相频特性：()-90-tgtg23其对数频率特性曲线如下图.3)计算8cMsc)工 55v(c)=180(c)=90-tgtg=90-68.259=80.8233、根据图(a)所示系统结构图,求系统开环、闭环以及误差传递函数.CO1=2,CO2=3.,C27.5(3c)21A(-c)=v3cc2(2C)

8、10c7.5定3-=1所以.上c27.52二 53由图可知 L 件)0dB 部份,4(.)X兀线无穿越,故系统闭环稳定.第 5 页共 9 页系统结构图首先将并联和局部反应简化如图b所示,再将串联简化如图c所示.系统开环传递函数为系统闭环传递函数为GiG2G3GBs=1G3H1GiG2G3H2误差传递函数为GeS二1二1G3H11Gks1G3H1G1G2G3H2Gks=GG2G2H21G3H1第 6 页共 9 页4、单位反应限制系统,开环对数幅频特性如下图.试求：(1)单位斜坡输入时稳态误差 e(g)的值.(2)过渡过程时间ts(5%)=?(3)穿越频率飞=?c(4)相角裕量(-c)=?解答：(

9、1)e(g)=0.1;(2)ts=6 秒(5%)；(3)c定3.16；c(4)(c)17.65、求图示系统的稳态误差.解：系统的开环脉冲传递函数为第 7 页共 9 页0.632z(z-1)(z-0.368)1位置误差 e 冲g=一1一=0；1KP,、-1速度误差 e“二=0.1；Kv,、1加速度误差 e妙=0.Ka8n=痴=7.07(弧度/秒)1Gk(z)=Z|s(0.1s1)1二 Z-ILs11IJOT11-z1-ez1s10(1-e)z(z-1)(z-eJ)KP=limGk(s)=limz-1z-10.632z(z-1)(z-0.368)一一Kv1-10.632lim(z-1)Gk(z)lim(z-1)二 10Tz1Tz1(z-1)(z-0.368)Ka12-T2lzm1(z-1)G(s)122lim(z-1)T2z110.632(z-1)(z-0.368)x(t)=21(t)6、系统的结构图如下图,假设时,使8%=20%T应为多大,此时ts2%是多少