机械控制工程基础练习题考试题其

1、1、简做题1、限制系统的根本要求.1、简述闭环限制系统的组成.测量元件,给定元件,比拟元件,放大元件,执行元件,校正元件2、非最小相位系统有何特点,与最小相位系统的区别是什么？第二题在复平面【s右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数,反之,在【s右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数.具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统,反之,具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统3、简述系统串联滞后校正网络的校正原理.此滞后校正环节是一个低通滤波器,由于当频率高于1/T时,增益全部下降201gbdb,而相位减小不多.如果把这段频率范围的增益提升到原来的增益直,当然低

2、频段的增益就提Wj了.4、简述系统超前校正网络的校正原理在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在,故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb,其结果是加大了系统的带宽,加快了系统的响应速度；又由于相位超前,还可能加大相位裕度,结果是增加了系统相位稳定性.5、减小或消除系统稳态误差的举措主要有哪些？1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益2:在系统的前向通道或主反应通道设置串联积分环节3:采用串级限制抑制内回路扰动.6、简要说明比例积分微分PID限制规律中P、I和D的作用1比例系数Kp直接决定限制作用的强弱,加大Kp可以减小系统的稳定误差,提升系统的动态响应速度,但Kp过

3、大会使动态质量变坏,引起被限制量震荡甚至导致闭环系统不稳定2在比例的调节的根底上加上积分限制可以消除系统的稳态误差,由于只要存在偏差,它的积分所产生的限制量总是用来消除稳态误差,直到积分的直为零,限制作用才停止微分的限制作用是跟偏差的变化速度有关.2.限制系统的结构图如以下图所示,求：1当不存在速度反应a0时,试确定单位阶跃输入动态响应过程的tr,ts和%o0.5,n2,44(1)a=0时,Gs,s-,所以ss2s2s4tr,=,tp,%e,1rn、12pn,12(2)确定0.7时的速度反应常数a值,并确定r(t)t时系统的稳态误差essss24as4考虑内反应时,s力4s24as4ss24a

4、s0.7,所以24a4a0.24ss2.812.840.7233.如图所小系统,G1G23s2ss3(1)判断系统的稳定性；(2)求静态误差系数kp,kv,ka；(3)当系统输入为r(t)30.2tglt,求系统的稳态误差;(4)假设系统的干扰为n(t)0.1gt,求系统在输入和干扰共同作用下的稳态误差.GisG2s6(1)s-21GisG2ss5s6s6有劳斯表,可判定第一列均大于0,所以系统稳定.KplimoG1sG2s(2)KvlimsGsG2s1vs012Kalims2GlsG2s0a12s0“一-八八0-2(3)essessl0s200-2essn那么sgEns(4)Kv0-13s2

5、limsgg0.1s0sss2s36essessressn0-20-10-1C(s)/R(s)04.系统结构图如以下图所示,化简系统结构图,求出系统的传递函数Cs5.化简系统结构框图,并求Cs/Rs和Cs/Ns.NsNs6、求以下图所示系统的传递函数U0s/Uis7、求以下图力学模型的传递函数Xt为输入位移,xot为输出位移K,由图可知,8、单位反应的最小相位系统,具开环对数幅频特性如以下图所示,试求(1)开环传递函数；(2)计算系统的相位裕度,并判断系统的稳定性；(3)假设将其对数频率特性曲线向右平移十倍频程,试讨论对系统性能的影响.(华南理工测试题)解：(1)设GssTiS1T2s110,

6、T20.05k20lg-0db,Q10k=10传递函数为Gs10s10s10.05s1(2)Q10cg100:1gj0.05c1(近似计算)180oGjc180o90oarctan10arctan0.05c2.91oc所以,系统稳定.(3)右移十倍频程,可得100ss10.005sQc10,180Gjo180o90arctancarctan0.005c2.91cc相角裕度不变,截止频率扩大10倍,系统响应速度加快.9、设系统开环传递函数为:Gk,作出系统的开环幅频和(南航测试题)其中,模拟心脏的传递函数相当于一纯积分器,试求:相频特性曲线,并判断系统的稳定性.10、设电子心率起搏器系统如以下图

7、所示:(1)(2)(3)10、G20K(5)(6)(8)(1)脉冲响应阶跃响应tpss0.05s10.5,2n40020s20K20,s*220s400,闭环极点,20K,K20s1,21010.3j10te60n12最大心率60116.5%cos103tjsin103tt0htdt600.181s,69.9次.c160.002欹/min16.5%11、系统方框图如以下图所示求：(1)输出对指令信号的传递函数Xos/Xjs；(2)输出对扰动信号的传递函数Xos/Ns；(3)要消除扰动对系统的影响,Gcs应如何选取.X.sGisG2s、解：(i)Xjs1G1sG2sHsXosG2sGnsG1sc

8、GcsNs1G1scG2scHsGns(3)Gcs,可以消除扰动对系统的影响G1s12、根据系统图,及所对应的阶跃响应曲线,确定系统质量M、阻尼系数C和弹簧刚度K的数值.(武汉科技测试题)12、解：s1_2mscskMp0.095,0.6limscQ3001,K300ltimctp19.6c18.36,m0.7813、限制系统方块图如以下图所示.中科院测试题1确定是闭环系统稳定的参数KKt的取值范围；2假设要求：系统的最大超调量为10%,调整时间为1.5秒5%的误差带,试确定参数K和Kt的值.13、解：1由结构图求闭环传递函数,应用劳斯判据KKt1K及Kt.2由超调量求,由调节时间求n,比照传

9、递函数标准型求得14、南航测试题系统结构如下图,Gss(Ts1)定义误差e(t)r(t)c(t).试求：1假设希望a图中,系统所有的特征根位于s平面s=-2的左侧,且阻尼比为0.5,求满足条件的K、T的取值范围.2求a图中系统的单位斜坡输入下的稳态误差.3为了使稳态误差为零,让斜坡输入先通过一个比例微分环节,如图b中所示,试求出适宜的K.值.(a)(b)14、解：1由劳斯稳定判据求得.Sis2ess1/K(3)EsRsCsTs1KK0sTs2sK1KK.esslimsEs0s0K102TTZT0ss4s100Ko1K15、设单位负反应系统开环传递函数为Gks武汉科技考研题求1写出系统开环幅频、

10、相频特性表达式；2绘制系统开环对数幅频特性渐近线和相频特性;3确定该系统的相位穿越频率,并判断系统的稳定性.K16、某单位负反应系统的开环传递函数为Gs,在正弦输入信sin2t,试确定系统2sTs1号rtsin2t作用下,系统的稳态输出为csst单位阶跃响应的超调量与调整时间.电子科大、解：由开环传递函数Gs得KTs2sKj21,j21,K4T0,K=2,T=0.5,=0.5,02rad/sK4T进而求Mde厂16.3%,tsps17、(1)一最小相位系统开环的对数幅频特性如以下图所示.试写出系统开环传递函数G(s),计算相位裕度和增益裕度h(2)假设系统原有的开环传递函数为Gs10010.1

11、s幅频特性正如以下图,求串联校正装置的传递函数2s(东北大学),而校正后的对数0K4s117、解：(1)系统开环传递函数GKTs1s2T2s1?10020lgK40lg100140dB,100A(c)1,c25180o66.9,增益裕量为(2)校正前开环传递函数为G10010.1s校正后的开环传递函数为Gs1000.25s1s20.01s1所以,GcsG前0.01s10.1s10.25s118、设单位负反应系统的开环传递函数为：G(S)H(S)要求s(s1)设计串联无源超前校正网络Gc(S),使校正后系统满足以下指标：1)响应r(t)t时的稳态误差ess=0.05;-1wc7.5radS.2)

12、相角裕度45;3)截止频率确定K值,求校正网络传递函数.18、解：由essKv0.05,202014.47radgs180o90oarctan12.61o选取m8radgs120lgGj10.1dB10lg10.1dBa10.2410.039m：aaGcscaTs1Ts10.4s10.39s12000.4s1ss10.39s1180o62.445o满足设计要求19、以下图中节校正后的ABC是未加校正环节前系统的Bode图.Bode图,GHKL是参加某种串联环试求：(1)参加的是哪种校正方式,写出该校正环节的传递函数;(2)证实系统的开环增益是K=1Q0o19、(1)由于校正后高频增益下降,因此

13、是相位滞后校正,校正装置传递函数为:Gcscs1s1s150s10.02K时,K(2)这是一个I型系统,其低频段对数幅频特性L20lg,L0dB,所以k=100.20、闭环离散系统如以下图所示,试求其闭环脉冲传递函数ZssHs*CsE1sg32sE1sEsgG1s*.*QE1sEsgG1sCsEsgG1sg32s,*EsRsHsCsRsEsgG1sg32sgH一RsEsg31sgG2HsRs1GsgG2HsCsEsgG1sgG2sRsgG1sg32s1G1sgG2HsB.、线性限制系统和非线性限制系统、连续限制系统和离散限制系统6、二阶系统的传递函数GSA、固有频率n增大,阻尼比C、固有频率n

14、减小,阻尼比减小增大7、二阶系统的极点分别为0.5,s24,系统增益为5,那么其传递函数为C).A、5s0.5(s4)2B、s0.5(s4)10C、s0.5(s4)5D、s0.5(s4)8、单位反应开环传递函数为,那么其闭环系统的3s25s4n分别为C.1、根据限制系统元件的特性,限制系统可分为A、反应限制系统和前馈限制系统BC定值限制系统和随动限制系统D2、开环系统与闭环系统最本质的区别是A.A、开环系统的输出对系统无限制作用,闭环系统的输出对系统有限制作用B、开环系统的输入对系统无限制作用,闭环系统的输入对系统有限制作用C、开环系统不一定有反应回路,闭环系统有反应回路D、开环系统不一定有反

15、应回路,闭环系统也不一定有反应回路3、一阶系统的阶跃响应D.A、当时间常数T较大时有超调B、当时间常数T较小时无超调C、输入信号幅度大时有超调D、无超调54、某系统的传递函数为Gs,那么该系统的单位脉冲响应函数为B.s2_2t_2t_5A、5tB、5eC、5eD、一t5、一系统的传递函数为K,那么该系统时间响应的快速性C.Ts1A、与K有关B、与K和T有关C、与T有关D、与输入信号大小有,当K增大时,其C.Ks22s1增大B、固有频率n增大,阻尼比减小D、固有频率n减小,阻尼比A、4B、5,2C、52,、.2D、5,2636J2126：9、非最小相位放大环节的频率特性相位移为A.A.-180B

16、.0C.90D,-9010、0型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为DA.-60(dB/dec)BC.-20(dB/dec)D11、闭环系统跟轨迹的条数是(D-40(dB/dec.0(dB/dec)、m中的大者12、系统的单位脉冲响应为w(t)0.1t,那么系统的传递函数为AA、0.12s0.1B、一sC、12s13、设一阶系统的传递函数为32s,那么该系统时间常数和放大增益为CA、23B、2C、14、阶系统的传递函数为G(s),假设系统容许误差为2%,那么系统的调s2整时间为BA、8B、2C、D、3.5A.n.B.m.C.n-mD.nA、零点为0.5,-2,比例系数为C、零点为-0.5,-2

17、,比例系数为极点为-1、-2,比例系数为12.极点为-1、-2,比例系数为12.B、零点为0.5,极点为-1、D、零点为-0.5,极点为-1、15、系统开环频率特性的Nyquist图如左图,可判断系统型别是CA、B、C、D无法确定2s1.一16、传递函数,2S1的零点和极点及比例系数分别是Ds23s217、关于频率特性与传递函数的描述,错误的选项是A、都是系统的数学模型B、都与系统的初始状态无关C、与单位脉冲响应函数存在一定的数学关系无关18、跟轨迹渐近线的条数为CD、与系统的微分方程A、nn-m、n+m19、以下系统或过程中,不存在反应的有CA、抽水马桶B、电饭煲C、并联的电灯D、教学过程20、以下环节中可以作为相位超前环节的是AA、Gcsc2s1s1B、Gcsc02s13s1C、Gcss13s1D、Gcsc21、系统的相位裕度为45,那么CA、系统稳止B、系统不稳止C、当其幅值裕度大于0分贝时系统稳定D、当其幅值裕度小于或等于0分贝时系统不稳定10一122、对于传递函数为Gs和G2s的两个系统,As13s1A、系统1的带宽宽,响应速度快C、系统2的带宽宽,响应速度快B、系统1的带宽宽,响应速度慢D、系统2的带宽宽,响应速度慢23、系统单