《2022年机械控制工程基础_习题集.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械控制工程基础_习题集.pdf（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械控制工程基础_习题集机械控制工程基础 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、te2的拉氏变换为( )。 A、s21; B、15.0s; C、21s; D、21se22、)(tf的拉氏变换为)2(6sssF, 则)(tf为( )。A、te23; B、te21; C 、)1(32te; D 、te263、脉冲函数的拉氏变换为( )。A、 0 ; B、 ; C、 常数 ; D、 变量4、ttf5)(, 则)(t
2、fL( )。A、 5 ; B、 1 ; C 、 0 ; D、s55、已知)52)(2(33)(22sssssssF , 其原函数的终值ttf)( )。A、 ; B、 0 ; C、 0 、6 ; D、 0 、3 6、已知)45(32)(22ssssssF , 其原函数的终值ttf)( )。A、 0 ; B、 ; C、 0、75 ; D、 3 7、已知snesasF2)(其反变换 f (t)为( )。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - -
3、机械控制工程基础_习题集A、)(atna; B、)(nta; C、ntea; D、)(1nta8、已知)1(1)(sssF, 其反变换 f (t)为( )。A、te1; B、te1; C、te1; D、1te9、已知tetft2sin)(的拉氏变换为 ( )。A、ses2242 ; B、4)4(22s ; C、4)1(2ss ; D、sess22410、图示函数的拉氏变换为( )。 a 0 t A、)1 (12sesa; B、)1(12sesa; C 、)1(1sesa;D、)1(12sesa11、若)(f=0, 则sF可能就是以下 ( )。A、91s; B、92ss; C、91s; D、91
4、2s12、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 、闭与控制系统; D 、正反馈控制系统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、已知线性系统的输入x(t),输出 y(t),传递函数 G(s), 则正确的关系就是( )。A.)()()(1sGLtxty; B、)()()(sXsGsY; C、)()()(sGsYsX; D、)()()(sGtxty15、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
5、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 就是:( )。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集A、 1; B、 2; C、 3; D、 4 16、二阶系统的传递函数为14412ss ; 则其无阻尼振荡频率n与阻尼比为 ( )。A、 1 ,21 ; B、 2 ,1 ; C、 2 ,2 ; D、21 ,1 17、TSe
6、sXsYsG传递函数表示了一个 ( )。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153s ; 其单位阶跃响应为( )。A、51te ; B、533te ; C、555te ; D、53te19、已知道系统输出的拉氏变换为22)(nnsssY , 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就是( )。A、1TsK; B、)(bsassds; C、)(assK; D、)(2assK21、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(
7、 )。A、023dcsbsas ; B、0234dcsbsass; C、0234edscsbsas; 其中edcba、均为不等于零的正数。22、二阶系统的传递函数为15.012ss ; 则其无阻尼振荡频率n与阻尼比为 ( )。A、 1 ,21 ; B、 2 ,1 ; C、 1 ,0、25 ; D、31,3223、下列开环传递函数所表示的系统, 属于最小相位系统的就是( )。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集
8、A、)12)(15(1sss; B、sTTs111(T0) C、)13)(12(1sss; D、)2)(3(2ssss24、已知系统频率特性为315j , 则该系统可表示为( )。A、315tgje ; B、1152tgje; C、32115tgje; D、15tgje25、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、)1)(15(1sss; B、sTTs111 (T0); C 、)1)(12(1sss; D、)2)(3(2sss; 26、题图中 R C电路的幅频特性为( )。题图二、 6、 R C电路A、211T ; B、2)(11T; C 、2)(11T; D、T11
9、27、已知系统频率特性为15j , 则该系统可表示为( )。A、15tgje ; B、1152tgje; C 、15tgje ;D 、1152tgje28、已知系统频率特性为151j , 当输入为ttx2sin)(时 , 系统的稳态输出为( )。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集A、)52sin(1tgt ; B、)52sin(1112tgt; C、)52sin(1tgt ; D、)52sin(125112
10、tgt29、理想微分环节对数幅频特性曲线就是一条斜率为( )。A、decdB20, 通过 =1 点的直线 ; B、 -decdB20, 通过 =1 点的直线 ; C、 -decdB20, 通过 =0 点的直线 ; D、decdB20, 通过 =0 点的直线30、开环)(sGK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。32、试建立如图所示系统的动态微
11、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、单位负反馈系统的开环传递函数为:)10(140)(sssG, 试求当输入21)(atttxi(a0) 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。)(L)(c+ Xo(s) Xi(s) G1G2G3G4H3H2H1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - -
12、 - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集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。)611)(311()(sssKsG。37、设系统开环频率特性如下图所示, 试判别系统稳定性。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) 38、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: )110)(1(100)(22sssssG。40、某单
13、位反馈系统的开环传递函数) 1()(TssKsG试判定系统的稳定性(TK1) 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K 10, 且使系统阻尼比0、5, 试确定Kh。(2) 若要使系统最大超调量Mp0、02, 峰值时间tp1s, 试确定增益K与速度反馈系统Kh的数值 , 并确定在这个K与Kh值的情况下 ,系统上升时间与调整时间。43、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 ;
14、R1、R2为电阻。44、系统开环传递函数为)2()3(5)(ssssGk, 试绘制系统的开环对数频率特性并计算 /s-1 /s-1100 50 0 0 20 10 40 20 20 L()/dB L()/dB (a) (b) Re Re Re -1 -1 -1 0 0 0 p=2 =0 Im Im Im p=0 =0 (c) (b) (a) p=0 =2 XoXi1Khs) 1(ssK精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程
15、基础_习题集)(,ccv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与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、 C 2、 C 3、 C 4、 A 5、 D 6、 C 7、 B 8、 C 9、 C 10、 A 11、 C 12、 A 13、 B 14、 B 15、 B 16、 D 17、 A 18、 B 19、 C 20、 D 21、 B 22、 C 23、 C 24、 C 25、 D 26、 B 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳
16、 - - - - - - - - - -第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集27、 B 28、 D 29、 A 30、 A 二、计算题31、解:2432113234343211)(HGGGGHGGHGGGGGGsG( 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CRiii1,1211RuuiR, dtuudCiC)(21(6 分)可得dtuudCRuui)(21121(2 分)dtuudCRRuuRiRu)(212121222(2 分)dtduCRdtduCRu
17、RRuRRu22122121122(2 分)整理后得11212212221uRRdtduCRuRRdtduCR(3 分 )33、解: 系统的开环增益K14, 且为型系统 (2 分)将)0(1)()()()(2321aatttxtxtxtxiiii则: 01sse(3 分)14112Kess(3 分)0003aaess(3 分)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集00141321aaeeeessssssss(4
18、 分)34、解: 按牛顿定律列力学方程如下: dtxxdBKx)(212,dtdxBdtdxBKx212(8 分)整理得dtdxBKxdtdxB122(4 分),dtdxxBKdtdx122(3 分)35、解:(a)11 .010)(ssG(7 分) (b)101.0(50)(sssG(8 分)36、解: 该系统闭环特征方程为: 01818923Ksss;(5分) s3 1 18 0 s2 9 18K 0 s1 18 2K 0 s0 18K (5分) 90K (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0,1 0P/2 1, 稳定
19、; (5 分) (3)正穿越次数为1, 负穿越次数为1,1 1P/2 0, 稳定。 (5 分)38、解: 这就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。首先将并联与局部反馈简化如图(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1322211HGHGGGsGk(2 分) 系统闭环传递函数为2321133211HGGGHGGGGsGB(2 分) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 13 页 - - -
20、 - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集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。40、解: 系统闭环传递函数KsTsKsGsGs2)(1)()(4 分)系统的特征方程02KsTs(4 分)特征根TTKs24112, 1(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21uuuC (1)(4 分)RdtduCRiiRuCC2 (2)(4 分)将方程 (1) 变形得21uuuC(2 分)代入式 (2) 中RdtuudC
21、u)(212(2 分)得dtdudtduRCu212(2 分)整理后得dtduRCudtduRC122(1 分)即dtduRCudtdu122(1 分)42、解:系统的闭环传递函数为:KsKKsKsh)1()(2(2 分)( ) -1800 L( ) -2701 0、 1 100 60 40 40 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集所以 :Kn2nhKK21(2 分)(1) 将K 10,5.0代入, 求得
22、 :10nnhKK21Kh0、216; (2 分)(2)02.021epM(2 分)1)1(2npt算出:78.002.5n2.252nK Kh0、27, (3 分)nst421nrt)1arctan(2(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: CCCCudtduCRuudtduCRRu22211)(4 分)对上述方程进行拉氏变换)()()()()()()(22211sUssUCRsUsUsCsURRsUCCCC(2 分)传递函数为1)(1)()()()()()()()(21221212sRRCsCRsUsCsUR
23、RsUssUCRsUsUsGCCCC(3 分)展开得)()()()()(11222221sUssUCRsUssUCRssUCR(2 分)对上式进行拉氏反变换11222221udtduCRudtduCRdtduCR(3 分)整理后得112222111)(uCdtduRuCdtduRR(2 分 )精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集44、解:1) 首先将)(sGk分成几个典型环节。) 131(121115 .7
24、)2()3(5)(sssssssGk(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 )对数幅频特性: 1)3(log201)2(log20log205.7log20)(log2022A(2 分)相频特性 : 3290)(11tgtg(2 分)其对数频率特性曲线如图所示。(2 分)3) 计算)(,ccv1235. 71)2(1)3(5. 7)(22cccccccA(2 分) 所以5325.7c(1 分)由图可知dBL0)(部份 ,)(对- 线无
25、穿越 , 故系统闭环稳定。(1 分) 8.80592.6890352590)(180)(11tgtgvcc(2 分)45、解: 取x3为阻尼器活动端的移动量, 按牛顿定律列力学方程如下: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 机械控制工程基础_习题集dtdxBxKxKxKxKxKxK3322232222111(4 分)上式进行拉氏变换得)()()()()()()(332223222111sBsXsXKsXKsXKsXKKsXK(3
26、分)得BsKsXKsX2223)()(1 分)经计算整理得BsKsXKKsXKKsXK222222111)()()()(1 分)()()()()(2222221112sXKsXBsKKKsXKBsK(1 分) )()()()()()()(222222222122111121sXKsBsXKsXKsBsXKsXKKsBsXKsXKK(1分 )两边取拉氏反变换得12111221221)(BxKKdtdxBKxKKdtdxBKK(3 分)即11121212211BxKdtdxBKKxKdtdxBKK(2 分)三、 填空题(略)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - - -