機(jī)械控制工程基礎(chǔ)第三章_復(fù)習(xí)題及答案

1、題目：時(shí)間響應(yīng)由 和 兩部分組成。分析與提示：時(shí)間響應(yīng)由瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成。答案：瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)題目：系統(tǒng)的輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程，稱為 。分析與提示：瞬態(tài)響應(yīng)，指系統(tǒng)在某一輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)的輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。答案：瞬態(tài)響應(yīng)題目：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動(dòng)性質(zhì)可分為 與 。分析與提示：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動(dòng)性質(zhì)可分為自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)。答案：自由響應(yīng)、強(qiáng)迫響應(yīng) 題目：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動(dòng)來源可分為 與 。分析與提示：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動(dòng)性質(zhì)可分為自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)；按振動(dòng)來源可分為零輸入

2、響應(yīng)(即由“無輸入時(shí)系統(tǒng)的初態(tài)”引起的自由響應(yīng))與零狀態(tài)響應(yīng)(即僅由輸入引起的響應(yīng))。答案：零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)題目：系統(tǒng)微分方程的特解就是系統(tǒng)由輸入引起的輸出(響應(yīng))，工程上稱為 。分析與提示：初始條件及輸入信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間響應(yīng)就是微分方程的全解。包含通解和特解兩個(gè)部分。通解完全由初始條件引起的，它是一個(gè)瞬態(tài)過程，工程上稱為自然響應(yīng) (如機(jī)械振動(dòng)中的自由振動(dòng))。特解只由輸入決定，特解就是系統(tǒng)由輸入引起的輸出(響應(yīng))，工程上稱為強(qiáng)迫響應(yīng) (如機(jī)械振動(dòng)中的強(qiáng)迫振動(dòng))。答案：強(qiáng)迫響應(yīng)題目：系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)不僅取決于系統(tǒng)本身的特性，還與外加 的形式有關(guān)。分析與提示：系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)不僅取決于系統(tǒng)本身的特

3、性，還與外加輸入信號(hào)的形式有關(guān)。答案：輸入信號(hào)題目：單位階躍信號(hào)的拉氏變換為【 】A、 B、 C、1 D、分析與提示：熟練掌握典型信號(hào)的拉氏變換。B為單位斜坡信號(hào)的拉氏變換，C為單位沖擊信號(hào)的拉是變換。答案：A題目：選取輸入信號(hào)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)方面，輸入信號(hào)應(yīng)當(dāng)具有 ，能夠反映系統(tǒng)工作的大部分實(shí)際情況。分析與提示：選取輸入信號(hào)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)方面，輸入信號(hào)應(yīng)當(dāng)具有典型性，能夠反映系統(tǒng)工作的大部分實(shí)際情況。答案：典型性 題目：選取輸入信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)的形式應(yīng)當(dāng)盡可能 。分析與提示：選取輸入信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)的形式應(yīng)當(dāng)盡可能簡單。答案：簡單題目： 是使用得最為廣泛的常用輸入信號(hào)。分析與提示：單位脈沖

4、函數(shù)、單位階躍函數(shù)、單位斜坡函數(shù)、單位拋物線函數(shù)都為常用輸入信號(hào)時(shí)，單位脈沖函數(shù)是使用得最為廣泛的常用輸入信號(hào)。答案：單位脈沖函數(shù)題目：設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)和增益分別是【】A 2，3 B 2，3/2 C 2/5，3/5 D 5/2，3/2 分析與提示：一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為。，其時(shí)間常數(shù)和增益分別為2/5，3/5答案：C題目：某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為 【 】A. B. C. D. 分析與提示：這是一個(gè)一階系統(tǒng)，一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為，其中T時(shí)間常數(shù)為0.5，k比例系數(shù)為2。得單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為答案：D題目：設(shè)溫度計(jì)能在1分鐘內(nèi)指示出響應(yīng)值的

5、98%，并且假設(shè)溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，傳遞函數(shù)為，求時(shí)間常數(shù)。如果將此溫度計(jì)放在澡盆內(nèi)，澡盆的溫度依10/min的速度線性變化，求溫度計(jì)的誤差是多大？分析與提示：溫度計(jì)的輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)，由傳遞函數(shù)可得到單位階躍信號(hào)的響應(yīng)，1分鐘內(nèi)指示出響應(yīng)值的98%可得到時(shí)間常數(shù)。誤差為理想輸出與實(shí)際輸出之差。答案：（1）因一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)函數(shù)為，令t=1，即解得T=0.256min（2）因一階系統(tǒng)在輸入信號(hào)作用下的時(shí)間響應(yīng)為所以有當(dāng)t=1min時(shí)，題目：已知系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為（1）求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；（2）確定系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。分析與提示：（1）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可由單位脈沖響應(yīng)函數(shù)函數(shù)的拉氏變

6、換得到；（2）幾個(gè)典型信號(hào)之間具有積分微分關(guān)系，則其輸出也具有積分微分關(guān)系。答案：（1）對單位脈沖函數(shù)作拉氏變換（2）由于單位階躍函數(shù)是單位脈沖函數(shù)的積分，因此單位階躍響應(yīng)就是單位脈沖響應(yīng)的積分，即題目：一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是【】A -7 B 3.5 C 2 D 1/7分析與提示：一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是為1/T，又即T=0.5，單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是為2答案：C題目：二次臨界阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)具有如下特征 【 】 A. 實(shí)部為零的共軛復(fù)數(shù) B. 相等的負(fù)實(shí)數(shù)C. 相等的正實(shí)數(shù) D. 正、負(fù)兩實(shí)數(shù)分析與提示：二次臨界阻尼系統(tǒng)具

7、有的一對相等的負(fù)實(shí)數(shù)根。答案：B題目：當(dāng)阻尼比為 時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為持續(xù)的等幅振蕩。分析與提示：當(dāng)阻尼比為零時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為持續(xù)的等幅振蕩。答案：零題目：已知機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的阻尼比是【】A 0.25 B 0.5 C 1 D 2分析與提示：二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為，由題意有解得答案：A 題目：二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性完全由固有頻率和 兩個(gè)特征量來描述。分析與提示：二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性完全由固有頻率和阻尼比兩個(gè)特征量來描述。答案：阻尼比題目：二次欠阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)具有如下特征 【 】 A. 實(shí)部為負(fù)的共軛復(fù)數(shù) B. 相等的負(fù)實(shí)數(shù)C. 實(shí)部為零的共軛復(fù)數(shù) D. 正、負(fù)兩

8、實(shí)數(shù)分析與提示：二次欠阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)為實(shí)部為負(fù)的共軛復(fù)數(shù)。答案：A題目：二階系統(tǒng)的阻尼比=0.5, 無阻尼固有頻率n，則系統(tǒng)的阻尼自然頻率d為【 】A. B C. D 分析與提示：阻尼固有頻率為。答案：D題目：證明下圖所示的系統(tǒng)是一個(gè)簡單的二階系統(tǒng)，并求其無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率和阻尼比。分析與提示：首先根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)框圖，化簡得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)，再根據(jù)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式，可得到其特征參數(shù)。答案：簡化傳遞函數(shù)框圖，有顯然，這是一個(gè)簡單的二階系統(tǒng)。比較二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式，其無阻尼固有頻率為，因得其阻尼比為有阻尼固有頻率為題目：已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為求：（1）該系統(tǒng)的閉環(huán)傳

9、遞函數(shù)；（2）系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼固有頻率。分析與提示：系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入拉氏變換之比即得到傳遞函數(shù)，再由傳遞函數(shù)可得特征參數(shù)。答案：因，所以，（1） 傳遞函數(shù)為（2）這是一個(gè)典型的二階系統(tǒng)，其中于是題目：當(dāng)阻尼比時(shí)，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線具有什么特點(diǎn)。【 】A.等幅振蕩 B指數(shù)單調(diào)上升C.振幅按指數(shù)曲線衰減振蕩 D指數(shù)單調(diào)下降分析與提示：當(dāng)阻尼比時(shí)，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為直屬單調(diào)上升。答案：B題目：工程上通常使在 之間，其超調(diào)不大，過渡過程較短。分析與提示：工程上通常使在04.-0.8之間，其超調(diào)不大，過渡過程較短。答案：0.4-0.8題目：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線具有什

10、么特點(diǎn)【 】A.增幅的正弦振蕩曲線 B減幅的正弦振蕩曲線C.指數(shù)衰減的振蕩曲線 D指數(shù)增加的振蕩曲線分析與提示：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線。答案：B題目：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線，且愈小，衰減愈慢，振蕩頻率愈大，故欠阻尼系統(tǒng)又稱為 。分析與提示：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線，且愈小，衰減愈慢，振蕩頻率愈大，故欠阻尼系統(tǒng)又稱為二階振蕩系統(tǒng)答案：二階振蕩系統(tǒng) 題目：負(fù)阻尼表示系統(tǒng)對能量的 。分析與提示：負(fù)阻尼表示系統(tǒng)對能量的補(bǔ)充。答案：補(bǔ)充題目：單位脈沖函數(shù)是單位階躍函數(shù)對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，所以單位脈沖的時(shí)間響應(yīng)也可以由單位階躍響應(yīng)進(jìn)行微

11、分獲得分析與提示：單位脈沖函數(shù)是單位階躍函數(shù)對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，所以單位脈沖的時(shí)間響應(yīng)也可以由單位階躍響應(yīng)進(jìn)行 獲得。答案：微分題目：二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，則當(dāng)阻尼比時(shí)，其單位脈沖響應(yīng)為 。分析與提示：當(dāng)阻尼比，其單位脈沖響應(yīng)為等幅振蕩，振蕩頻率為無阻尼固有頻率。答案：題目：要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時(shí)間，可以采取的措施是【】A 不變，增大 B不變，減小C 減小，增大 D 減小，增大題目：要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的最大超調(diào)量，可以采取的措施是【】A 不變，增大 B 不變，減小C 不變，減小 D 不變，增大題型：多項(xiàng)選擇題題目：二階系統(tǒng)中能反映系統(tǒng)響應(yīng)的快速性的性能指標(biāo)有 【 】A.上升時(shí)間 B.峰值時(shí)

12、間C.調(diào)整時(shí)間 D.超調(diào)量題目：設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的上升時(shí)間、峰值時(shí)間、超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間。題目：要使下圖所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量等于25%，峰值時(shí)間為2秒，是確定K和Kt題目：系統(tǒng)的誤差又可分為 和 。分析與提示：系統(tǒng)的誤差又可分為穩(wěn)態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差。答案：穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差題目：穩(wěn)態(tài)誤差是誤差信號(hào)的 ，其數(shù)學(xué)定義是 。分析與提示：穩(wěn)態(tài)誤差是誤差信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量，其數(shù)學(xué)定義是。答案：穩(wěn)態(tài)分量、題目：一閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)為 【 】A.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為10 B.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為10C.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為5 D.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為5分析與提示：化為系統(tǒng)型別的標(biāo)準(zhǔn)形式為答案：C題目：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的型次和 _開環(huán)增益_，系統(tǒng)的瞬態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的 _零極點(diǎn)分布 。分析與提示：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的型次和開環(huán)增益，系統(tǒng)的瞬態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布。答案：開環(huán)增益、零極點(diǎn)分布題目：