機電控制工程基礎(chǔ)練習1題目及答案

1、機電控制工程基礎(chǔ)練習1一、填空1、自動控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質(zhì)，可以分為 和非線性控制系統(tǒng)。線性控制系統(tǒng)2.環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是G sY sK。慣性X s Ts 13、系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，就叫做 。反饋4、 有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為。復合控制系統(tǒng)5、 我們把輸出量直接式間接地反饋到 ，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作 。輸入端閉環(huán)控制系統(tǒng)6、 控制的任務實際上就是 ，使不管是否存在擾動，均能使 的輸出量滿足給定值的要求。7、單位階躍信號對時間求導的結(jié)果是形成控制作用的規(guī)律；被控制對象。單位沖擊信號8、單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是 。-S9、單位脈沖函

2、數(shù)的拉普拉斯變換為。110、e t的拉氏變換為。1s 111.若 Lf(t)=F(s),則Lf(t-b)=、e-bsF(s)12.若 Lf(t)=F(s),則Lf(t-3)=、Oe-3sF(s)13、 描述系統(tǒng)在運動過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學表達式，。叫做系統(tǒng)的數(shù)學模型14、 在初條件為零時， ，與 之比稱為線性系統(tǒng)(或元件)的傳遞函數(shù)。輸出量的拉氏變換；輸入量的拉氏變換15、如果系統(tǒng)的數(shù)學模型,方程是線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。16、系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復到原來的工作狀態(tài)這樣的系統(tǒng)是系統(tǒng)。穩(wěn)定17、二階系統(tǒng)的標準型式為Gb(s)ns22 nS18、I型系

3、統(tǒng)開環(huán)增益為10,系統(tǒng)在單位斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差e( g)為19、Fs的原函數(shù)的初值 f (0)=，終值f( )=s(s 1)0 , 120、已知f(t)的拉氏變換為2，則初值f (0)=( (s 2)421、f (t) e 2t sin2t的拉氏變換為 s(S 2)2422、若 L f (t) F(s)，則 Leatf(t)。F(s a)23、 對于函數(shù)f(t)，它的拉氏變換的表達式為 。 F(s) f (t)e stdt024、傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與本身參數(shù)，結(jié)構(gòu)有關(guān)，與輸入無關(guān)；不同的物理 系統(tǒng)，可以有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件無關(guān)。、選擇1、脈沖函數(shù)的拉氏變換為

4、(A 0; B a；階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為12s 0.5s 1則其無阻尼振蕩頻率n和阻尼比為C常數(shù)； D 變量3、已知F(s)a2e sns其反變換f (t)為(B ) oA(ta )；B a (tn )n；C a te ；1D(tn) ona4、已知s2 3s 3F(s)，其原函數(shù)的終值f (t)( D)s(s2)(s2 2s5)tA a ；B 0； C ； D5、已知F(s)s2 2s 3f(t)t2，其原函數(shù)的終值s(s 5s 4)6、 已知F(s) ，其反變換f (t)為( )。Cs(s 1)A 1 et ； B 1 e t ； C 1 e t ； D e t 1。7、已知f (t) e

5、tsin 2t的拉氏變換為()。C2sB (s24)28、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為35s-其單位階躍響應為(t3e5 ；5e9、已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為丫(S),那么系統(tǒng)處于(CA欠阻尼； B過阻尼;臨界阻尼;D 無阻尼10、圖示函數(shù)的拉氏變換為(0a(1 s-1(1a sA )。；Bs)s)；-(1a sa4(1ss)；11、f()=0,則Fs可能是以下12、2t的拉氏變換為A 丄；B2s2s13、f(t)的拉氏變換為Fs6s(s2)f(t)為(2t；C 3(12te ); D6e 2114、 開環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起的系統(tǒng)稱為.AA復合控制系統(tǒng)；B開式控制系統(tǒng)；C閉和控制系統(tǒng)；D正反饋控制系統(tǒng)。

6、15、在初始條件為零時，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)的B。A增益比；B傳遞函數(shù)；C放大倍數(shù)；D開環(huán)傳遞函數(shù)16、 已知線性系統(tǒng)的輸入 x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是 。 BA y(t) x(t) L 1G(s) ； B Y(s) G(s) X(s)；C X(s) Y(s) G(s) ； D y(t) x(t) G(s)。17、設有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f(t)為輸入量，位移 y(t)為輸出量的運動微分方程式可以對圖中系統(tǒng)進行描述，那么這個微分方程的階次是：(B )A 1 ; B 2; C 3;18、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為12

7、 ；4s 4s 1則其無阻尼振蕩頻率n和阻尼比為19、傳遞函數(shù)e TS表示了一個(A 時滯環(huán)節(jié);振蕩環(huán)節(jié)；C微分環(huán)節(jié);慣性環(huán)節(jié)20、A亠;Ts 1B; CKs(s a)(s b) s(sa)2s (s a)已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，若x(t) 2 1(t)=20% t應為多大，此時ts(2%)是多少某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是(解：閉環(huán)傳遞函數(shù)Gb(s)Y(s)X(s)502s (20.5 )s 50507.07(弧度/秒)2 n 20.5 得2( n 1)0.5, 1 2由% e 1100%20%1 2e0.2四系統(tǒng)的微分方程如下:兩邊取自然對數(shù) ln0.21.61,

8、可得r, 21.610.46.1.612 2故2(0.46 7.071)8.730.5t33Is0.92 秒(2%)n 0.467.07%(t)r(t) Mc(t)X2(t)KxgX3(t)X2 (t) c(t)dc(t)dtc(t)X3(t)五、列寫下圖所示電路圖的微分方程式，并求其傳遞函數(shù)。畑it解：Ui(t)Ri(t) L 畔U2(t)dt1U2(t)1 i(t)dtC初始條件為零時，拉氏變換為U1(s) Rl(s) Lsl(s) U2(s) (R Ls)l(s) U2(s)1U2(s) l(s)Cs消去中間變量l(s)，則Ui(s) (R Ls)l(s) U2(s)(R Ls)CsU2

9、(s) U2(s)2(LCs RCs 1)U2(s)依據(jù)定義：傳遞函數(shù)為U2(s)16(s) LCs2 RCs 12ns22 nSessr(已知系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定)?0)已11$q(0.2s+ 1)六、輸入r (t)為階躍信號時，試求下圖所示系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差解答：開環(huán)傳遞函數(shù)為：1s(0.2s 1)2顯然，系統(tǒng)為1型系統(tǒng)，當輸入為階躍信號時ssr = 0七、設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:G( S)，試求階躍響應的性能指標s(s 1)%及ts ( 5%解答：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：W(s)與二階傳遞函數(shù)的標準形式1s2 s 12n相比較，可知:s22 ns 2n2n =12 n=1，所以 n 1，0.5

10、，系統(tǒng)為欠阻尼狀態(tài)，則:arccos 60°所以，單位階躍響應的性能指標為:% e / L=%ts (5% =3/n =6s八、如圖所示系統(tǒng)，假設該系統(tǒng)在單位階躍響應中的超調(diào)量%=25%峰值時間tm，試確定K和T的值。解：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可得閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gb(S)Y(s)X(s)Ks(s 1) K( s 1)Ks2(1 K )s K與二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標準形式S2n2 nS三相比較，可得nK； 2100%25%即e兩邊取自然對數(shù)可得0.25ln0.251.38631.38632 21.38630.4所以tmn2 46.9547依據(jù)給定的峰值時間:0.5 （秒）6.85 （弧度/秒）05.1故可得九、根據(jù)圖（a）所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)以及誤差傳遞函數(shù)。解:(