《机电控制工程基础》综合练习

《机电限制工程基础》综合练习

第一章习题

一、填空

1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做0

2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为。

3.我们把输出量干脆或间接地反馈到,形成闭环参加限制的系统，称

作o

4.限制的任务事实上就是,使不管是否存在扰动，均能使

的输出量满足给定值的要求。

5.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消逝后，系统能自动复原到原来的工作状态

这样的系统是系统。

6、自动限制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为和非线性限制系

统。

7、为了实现闭环限制，必需对量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输

入量相减得到偏差，再由偏差产生干脆限制作用去消退o因比，整个限制系统形成

一个闭合回路。我们把输出量干脆或间接地反馈到端,形成闭环,参加限制的系统,

称作闭环限制系统。

8、

扰动量

题图

由图中系统可知，输入量干脆经过限制器作用于被限制对象，当出现扰动时，没有人为

干预,输出量________依据输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个限制系统。

9、假如系统受扰动后偏离了原工咋状态，扰动消逝后，系统能自动复原到原来的工作状态,

这样的系统称为系统，否则为系统。任何一个反馈限制系统能正常工作，

系统必需是的O

二、选择

1.开环与闭环结合在一起的系统称为。（）

A复合限制系统；B开式限制系统；C闭环限制系统；D连续限制系统

2.当，―8时，闭环反馈限制系统输出的实际值y（8）与按参考输入所确定的希望值以（8）

之间的差值叫O()

A微分；B差分；C稳态误差;D积分

3.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为o()

A反馈；B负反馈；C稳态差误；D积分

4.机器人手臂运动限制属于。()

A闭环限制；B开环限制C正反馈限制D连续信号限制

5.自动售货机限制属于o()

A闭环限制;B开环限制C正反馈限制D连续信号限制

三、推断题

1.若系统的输山量对系统没有限制作用，则该限制系统称为开环限制系统。

2.火炮跟踪系统属于开环限制系统。

3.自动洗衣机属于闭环限制系统。

4.步进电机限制刀架进给机构属于闭环限制系统。

5.当系统的输出量对系统有限制作用时，系统称为闭环限制系统。

其次章习题

一、填空

1.于函数/(，)，它的拉氏变换的表达式为。

2.单位阶跃函数对时间求导的结果是。

3.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是

4.单位脉冲函数的拉普拉斯变换结果为。

5."'的拉氏变换为。

6.F[s]=—!一的原函数的初值/(0)=,终值/(oo)

s(s+1)

7.已知/⑺的拉氏变换为——二一，则初值/(0)=()。

(s+2)24-4

8.f(t)=e-2,sin2t的拉氏变换为。

9.若耳/(川=F(s)，则L[e-alf(t)]=。

10.若L[f(t)]=F(5)，则Q-2)]=

二、选择

1.的拉氏变换为()。

2

2.6口的拉氏变换为()。

3.脉冲函数的拉氏变换为()o

A.0B.8

C.常数D.变量

4./⑺=56(。，则〃/(，)]=()。

A.5B.1C.0D.-

s+3s+3

5.已知尸(s)=,其原函数的终值/(1)=

s(s+2)(s~+2s+5)

A.8B.0C.0.6I).0.3

s2+2s+3

6.已知尸(s)=f2-，其原函数的终值/«)=().

s(s+5s+4)r-x»

A.0B.8c.0.75D.3

7.己知尸(s)=彳其反变换f(t)为()。

s

A.—(/-tzr)B.a-(t-nv)C.a-te~nTD.--(/-nr)

nra

8.已知尸(s)二一!一,其反变换f(t)为().

5(5+1)

A.\-e{B.\+e~rC.l-e-rD.e~l-1

9./«）=sin2f的拉氏变换为（）。

告-a2

A.B.

s+4(S+4)2+4

C.D.3

($+1)2+4

10.图示函数的拉氏变换为（）o

三、推断

1.满足狄利赫利条件的函数f⑴的拉普拉斯变换为F（s）="/（川=]7«）1力，积分的

0

结果取决于参数t和s,F（s）称为f⑴的象函数，而f（。为F（s）的原函数。

2.若网$]=_!_,则/（8）=0。

5-9

3./⑺的拉氏变换为尸[s]=--—，则/（，）为3（1-e-2，）。

s（s+2）

4.单位抛物线函数为

0r<0]

、八，其拉普拉斯变换结果为与。

r之。5

.2

5.已知/（。=1一/，/（f）的拉氏变换为尸（s）=〃/«）]=1--!—0

ss-2

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。

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。

3.依据自动限制系统的特性方程式可以将其分为和非线性限制系统。

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。

5.假如系统的数学模型,方程是的，这种系统叫线性系统。

6._______环节的传递函数是G（s）=犁一。

X⑻7J+1

7.

R

o

%(£)CT/©

o

题图

依据以上题图填空，RC+%(，)=%(。

8.运动方程式7也+y(f)=Kx(f)描述的是一个______________。

dt

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.y(t)=x(r)•L_,[G(5)]B.Y(S)=G(s)•X(s)

C.X(s)=Y(s)-G(s)D.y(s)=G(s)/X(s)

2.线性定常系统的传递函数是o()

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

3.已知系统的传递函数为——,则该系统的时域原函数g(t)是____o()

s(s+1)

A.\+e~{B.\-e~tC.l+e'D.\-e'

4.传递函数G(s)=型="75表示了一个。()

X(s)

A.时滞环节B.振荡环节C.微分环节D.惯性环节

3

5.一阶系统的传递函数为；其单位阶跃响应为()

55+1

」JLJL」

A.\-e5B.3-3/C.5-5e'D.5+5e*

6.设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f⑴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.1B.2C.3D.4

7.下图所示的系统开环传递函数G«(s)为()。

图

G+G2）

i+aa+（G+G2）G”21+G341+（G+G2）G〃2

（G+G?）.

c.G（S）=（G+G）G•凡

14-G3-1+G3Hl+（G]+G2）-G3H2

8.以下图形a为输入x(t)波形，图b为输出y(t)波形，所描述的是一个(）

ab

A.积分环节B.微分环节C.惯性环节D.时滞环节

三、推断

1.数学模型是描述系统稳态特性的数学表达式。

2.假如系统的数学模型方程是线性的，这种系统叫线性系统。

3.线性定常系统的传递函数是指初始条件不为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的

比。

4.传递函数反映系统本身的瞬态特性，与输入有关。

5.对于可实现的物理系统，传递函数分母中s的阶次必大于分子中s的阶次。

6.传递函数并不反映系统的物理结构。

7.不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。

8.比例环节(放大环节)的输出量与输入量的关系为y《)二心(f),K是一个变量。

=翁*

9.比例环节的传递函数为

10.常见的电子放大器，齿轮减速器，杠杆等均属于比例环节。

11.当输入x(t)为单位阶跃信号时，输出y(t)如图所示，那么这个系统肯定是一个微分环

节。

第四章习题

一、填空

I.电源突然接通，负荷的突然变更，指令的突然转换等等，均可视为O

2.函数6⑴可认为是在间断点上单位阶跃函数对时间的导数。

3.超调量是指在瞬态过程中，输出量的_______值超过稳态或输入值的百分数。

4.过渡过程时间或调整时间ts是指_______量与稳态值之间的偏差达到允许范围(一般

取2%或5%)并维持在此允许范围以内所需的时间。

5.3n和1这两个参数是确定二阶系统瞬态特性的特别重要的参数，那么可把二阶系统的

传递函数写成含有这两个参数的标准式，即o

二、单项选择

1.一阶系统的传递函数为—一，其时间常数为_____。()

s+0.25

A.0.25B.4C.2D.1

2.若二阶系统的阻尼比为0.4,则系统的阶跃响应为o()

A.等幅振荡B.衰减振荡C.振荡频率为。”的振荡D.发散振荡

3.二阶系统的超调量6%。()

A.只与，有关B.与《无关

c.与以和：无关c.与明和7都有关

4.两个二阶系统的超调量6%相等，则此二系统具有相同的o()

A.conB.，C.KD.cod

5.对二阶欠阻尼系统，若保持《不变，而增大口“，则,()

A.影响超调量B.减小调整时间C.增大调整时间D.不影响调整时间

6.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(),,

Kcs+dcKn1

A.-----B.------------C.-......D.——

Ts+\(s+〃)(s+b)s~(s+a)s+1

3

7.系统的传递函数为二^-,则该系统在单位脉冲函数输入作用下输出为()。

s(s+3)

A.3(l-e-3/)B.l+e-3zC.l-e-3/D.3(1+1')

8.系统的时间响应由瞬态响应和两部分组成。()

A.稳态响应B.暂态响应C.冲激响应D.频率响应

9.系统受到外加作用后，系统从初始状态到最终稳定状态的响应过程称。()

A.稳态响应B.瞬态响应C.冲激响应D.频率响应

10.系统的瞬态响应反映系统的c()

三、推断题

1.系统受到外界扰动作用后，其输出偏离平衡状态，当扰动消逝后，经过足够长的时间,

若系统又复原到原平衡状态，则系统是稳定的。

2.系统的全部特征根都具有负实部，则系统肯定是稳定的。

3.输出端定义误差是指希望输出与实际输出之差。

4.输入端定义误差是指输入与主反馈信号之差。

5.稳态误差的表达式是＜=lime(t)=limE(s)。

55rfoSTO

6.系统在外加作用的激励下，其输出随时间变更的函数关系叫时间响应。

7.系统的稳态响应是指系统受到外加作用后，时间趋于无穷大时，系统的输出。

8.电源突然接通，负荷的突然变更，指令的突然转换等，均可视为冲激作用。因此冲激信

号是评价系统瞬态性能时应用较多的一种典型信号。

9.x(f)=2严是单位速度函数，其拉氏变换为X(s)=4,它表征的是速度匀称变更的信

253

号。

10.单位脉冲函数的幅值为无穷大，持续时间为零是数学上的假设，在系统分析中很有用处。

第五章习题

一、填空

1.II型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为。

2.4(口)=2也二帖(/&)|为系统的，它描述系统对不同频率输入信号的

xo

稳态响应幅值衰减(或放大)的特性。0(o)=NG(〃y)为系统的,它描述

系统对不同频率输入信号相位迟后(。＜0)或超前(。＞0)的特性。

3.频率响应是响应.

4.对于一阶系统，当3由0―8时，矢量D(j<o)______方向旋转工，则系统是稳定的。

2

否则系统不稳定。

5.当输入信号的角频率3在某一范围内变更时所得到的一系列频率的响应称为这个系统

的O

6.限制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从

到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于时系统的输出状态。

7.若系统输入为Asintyf,其稳态输出相应为+。)，则该系统的频率特性可表示

为。

二、选择

1.题图中R-C电路的幅频特性为o()

R[(£)一

o----——|----。

xMdy(t)

A.iB...

C../1tD.：__!__7

Jl-(九y)2\\+T(o\

2.已知系统频率特性为--,--则---该系统频率还可表示为()

1-j3co

3.已知系统频率特性为一!—，当输入为x(f)=sin2r时，系统的稳态输出为()

5jco+\

A.sin(2r+^"|56y)B..sin(2r+tg-l5co)

d①2+1

C.sin(2/D..sin(2r-tg-l569)

,25〃+1

4.志向微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为()

A.20d%℃,通过3=1点的直线B.-20d%℃,通过3=1点的直线

C.一20”%"，通过3=0点的直线D.2()d%ec，通过3=0点的直线

5.开环传递函数GK(S)的对数幅频特性与对数相频特性如图所示，当K增大时：()

-71

图

A.L（3）向上平移，0（⑼不变B.L（（o）向上平移，。（助向上平移

C.L（3）向下平移，穴⑼不变D.L（co）向下平移，0（助向下平移

三、推断

1.已知系统频率特性为七二，则该系统可表示为「一H

j①+1yjCO2+1

2.一阶微分环节的传递函数为G（S）=1+TS,其频率特性可表示为

G(jco)=\+jT(o=^\+(TCO)2e~jr6＞。

3.积分环节的对数幅频特性是一条斜率为—20〃%*.的直线。

K1n

4.系统的传递函数G（s）=」一=—^―,输出与输入的相位差是一90。。

n+io.5s+1

5.系统的传递函数G（s）=」一,当输入信号频率为/=1Hz,振幅为X。=10时，系统

5+1

的稳态输出信号的频率是1Hz。

6.系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件。

7.图中所示的频率特性是一个积分环节。

习题

一、单项选择

1.增大系统开环增益K值，使系统。（）

A.精度降低B.精度提高C.稳定性提高D.精度不受影响

2.串联校正环节G,(G=1+S27S,是属于环节。()

八1+0.115

A.相位超前校正B.相位迟后校正C.相位迟后一超前校正D.以上都不对

3.已知校正环节G式s)=」一，若作为迟后校正环节运用，则系数应为(,()

'aTs+\

A.l>a>0B.a=0C.a>1D.0.707>a>0

4.系统如图所示，G,(s)为一个装置.()

A.串联校正B.并联校正

C.混合校正D.正反馈校正

5.在实际工程系统中常用来实现类似迟后一超前校正作用？()

A.比例一积分——微分调整器B.微分调整器

C.积分调整器D.比例一积分调整器

二、推断题

1.在系统校正中，常用的描述系统稳定性的指标有相角裕量和幅值裕量等。

2.截止频率是描述限制系统精度的指标，它可以干脆确定系统的稳态误差。

3.描述系统快速性的指标通常有穿越频率0」截止频率啰占等。

4.为改善系统的性能，通常在系统中增加新的环节，这种方法称为校正。

5.顺馈校正是一种串联校正。

6.反馈校正是一种并联校正。

7.相位超前校正会降低系统的稔定性。

8.相位迟后校正能够提高系统开环增益，从而提高稳态精度。

9.相位迟后一超前校正适用于稳定性和稳态精度要求较高的场合，

10.用频率法校正限制系统，事实上就是采纳校正环节来改善频率特性形态，使之具有合适

的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以便得到满足的闭环系统性能指标要求。

第七章习题

・、填空

1.假如在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为系统，其输入、

输出关系常用差分方程来描述。

2.当采样频率满足22口口四时，则采样函数到原来的连续函

数/⑺。

3.离散信号/*(。的数学表达式为。

+2z2+1

4.K(z)=--------------所对应的y(kT)的前三项是y(0),y(T)y(2T)依次

z-z

是,»o

5.s平面与z平面的对应关系是：s平面的左半平面对应于z平面上单位圆以内，s平面的

虚轴对应于z平面,s平面的右半平面，对应于z平面单位圆以外。

二、选择

1.脉冲传递函数是。()

A.输出脉冲序列与输入脉冲序列之比

B.系统输出的z变换C(z)与输入z变换R(z)之比

C.在初条件为零时，系统输出的z变换C(z)与输入的z变换Rz)之比

D.在初条件为零时，系统输入的z变换R(z)与输出的z变换之比

2.z变换的数学表达式为。()

A.F⑶=£f(kT)z-kB.尸(z)=Z〃Z7V

A:=-<oA=-oo

产产

C.F(z)=£f(kT)zkD./(Z)=Z/(QZ-2

Jt=o*=0

3.f(t)=