机械控制工程基础-习题集含答案

...wd......wd......wd...《机械控制工程根基》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《机械控制工程根基》〔编号为09010〕共有单项选择题,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、单项选择题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.，其原函数的终值〔〕。A.∞；B.0；C.0.6；D.0.36.，其原函数的终值〔〕。A.0；B.∞；C.0.75；D.37.其反变换f(t)为〔〕。A.；B.；C.；D.8.，其反变换f(t)为〔〕。A.；B.；C.；D.9.的拉氏变换为〔〕。 A.； B.；C.； D.10.图示函数的拉氏变换为〔〕。a0τtA.；B.；C.；D.11.假设=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.正反响控制系统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.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〔〕。；B.；C.；D.15.设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如以以下列图，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展描述，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.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.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.根据以下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，；B.2，1；C.1，0.25；D.，23.以下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.系统频率特性为，则该系统可表示为〔〕。A.；B.；C.；D.25.以下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R－C电路的幅频特性为〔〕。题图二、6.R－C电路A.；B.；C.；D.27.系统频率特性为，则该系统可表示为〔〕。A.；B.；C.；D.28.系统频率特性为，当输入为时，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ω=1点的直线；B.-，通过ω=1点的直线；C.-，通过ω=0点的直线；D.，通过ω=0点的直线30.开环对数幅频特性对数相频特性如以以以下列图所示，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.简化以以以下列图所示系统的方框图，并求系统的传递函数。－－－+Xo(s)Xi(s)G1G2G3G4H3H2H132.试建设如以以下列图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.单位负反响系统的开环传递函数为：，试求当输入〔≥0〕时的稳态误差。34.试建设如以以下列图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〕35.一些元件的对数幅频特性曲线如以以以下列图所示，试写出它们的传递函数G(s)，并计算出各参数值。ωω/s-1ω/s-110050002010[－40][－20][－20]L(ω)/dBL(ω)/dB〔a〕〔b〕36.已设单位负反响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以以以下列图所示，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〕ωωReReωωRe-1-1-1000p=2υ=0ImImImp=0υ=0〔c〕〔b〕〔a〕p=0υ=238.化简以以以下列图所示系统构造图，并求系统开环传递函数、闭环传递函数。〔15分〕39.试画出具有以下传递函数的Bode图：。40.某单位反响系统的开环传递函数试判定系统的稳定性〔TK>1〕41.试建设如以以下列图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响，可以改善系统的相对稳定性，系统如以以以下列图所示。〔1〕当K＝10，且使系统阻尼比ζ＝0.5，试确定Kh。〔2〕假设要使系统最大超调量Mp＝0.02，峰值时间tp＝1s，试确定增益K和速度反响系统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。XXoXi－1＋Khs43.试建设如以以下列图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.试建设如以以下列图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、单项选择题1.C2.C3.C4.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：〔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K＝14，且为Ι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分〕〔b〕〔8分〕36.解：该系统闭环特征方程为：；〔5分〕s31180s2918K0s118－2K0s018K〔5分〕〔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：这是一个无穿插多回路构造图，具有并、串联，局部反响，主反响系统。首先将并联和局部反响简化如图〔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。ψψ(ω)-180°ωω0L(ω)-270°10.1－[100]－[60]－[40]4040.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K＝10，代入，求得：∴Kh＝0.216；〔2分〕〔2〕〔2分〕算出：∴Kh＝0.27，〔3分〕〔2分〕算出：ts＝1.02〔s〕，tr＝0.781〔s〕。〔3分〕43.解：根据基尔霍夫电压定律列方程如下：〔4分〕对上述方程进展拉氏变换〔2分〕传递函数为〔3分〕展开得〔2分〕对上式进展拉氏反变换〔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