機械控制工程基礎參考答案B卷

1、機械工程控制基礎課程考試試卷B參考答案-填空題1 .對控制系統(tǒng)的基本要求一般可以歸納為穩(wěn)定性、快速性和準確性。2 .按系統(tǒng)有無反饋，通?？蓪⒖刂葡到y(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。3 .在控制工程基礎課程中描述系統(tǒng)的數(shù)學模型有微分方復、傳遞函數(shù)等。4 .穩(wěn)態(tài)謀差反映出穩(wěn)態(tài)響應偏離系統(tǒng)希望值的程度，它用來衡*系統(tǒng)控制精度的程度。5 .-階系統(tǒng)右的單位階躍響應的表達是土6 .有系統(tǒng)的性能才旨標按照其類型分為時域性能才旨標和頻域性能才旨標。7 .頻率響應是線性定常系統(tǒng)對諧波輸入的穩(wěn)態(tài)響應。穗態(tài)謀差不僅取決于系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而且與輸入信號的類型有關。9 .脈沖信號可以用來反映系統(tǒng)的抗沖擊能力。10

2、 .階躍信號的拉氏變換是1/$。二.如圖為電路。求輸入電壓“f與輸出電壓叫之間的微分方程，并求出該電路的傳遞函數(shù)。UiCRu°解答：跟據(jù)電壓定律得jM,/r+Mo=W,£/Mn1du()_d»RCdtdFc/|RCsG(s)=RCs+)求拉氏變換與反變換L求(0求-心35解答：二一3*r+6r盯2'分析題1、化簡框圖，并求出閉環(huán)傳遞函教HHS)Xi(S)精品解:X心)GIG2G31 GCH、+ GQiGs + G'G'H 1XoG)H1/G3XG)> GgXo (s)V2- 1-G2G3H2H1/G32、圖示機械系統(tǒng)由質(zhì)量m、阻尼系數(shù)

3、C、彈剛度K和外力/組成的機械動力系統(tǒng)。圖中心是輸出位移。當外力/(f)施加3牛頓階躍力后，記錄儀上記錄質(zhì)*m物體的時間響應曲線如(b)圖所示。試求：1)該系統(tǒng)的微分方程數(shù)學模型和傳遞函數(shù)；2)該系統(tǒng)的彈剛度質(zhì)量m、阻尼系數(shù)C、彈簧剛度k;3)時間響應性能指標：上升時間心、調(diào)整時間/八振蕩頻數(shù)N、穗態(tài)誤差紜。 w Xo A024圖(a)機械系統(tǒng)圖(b)響應曲線解答：解：1)對于該系統(tǒng)有：力口0(/)+以0(/)+級&)二門)2）求k由Laplace變換的終值定理可知：u=nmAOzki）-nm=lim$,13stoms+cs+ks3而兒（s）=10,因此k=3求m,由Mp=（fp）n（

4、S）xiOO96得:Xo（8）MTWXK）吩9.5%又由式Mp=0/gxlOO%求得§=（）6將f廠心。,6代入盤后中啟沁再由二研求得m=0J8o由2細書福c=l-833)求J3二一二255金艮=()()5時)4一二34()(取=0.()2時)色5B-arctan一_=0.91二2323取八二0()5時，川二歸二0.85求勺當輸入為階躍信號時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為：1+Kp對于0型系統(tǒng)Kp=K=1,代入式中求得：二0-53、已知某系統(tǒng)是單位負反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)黑，則該系統(tǒng)在單位脈沖、單位階躍和單位恒速信號作用下的J分別是多少？解答：該系統(tǒng)為單位負反饋且為0型系統(tǒng)，k=H,所以該系統(tǒng)在單位階躍和單位恒速信號作用下的J分別是吉、在單位脈沖信號作用下的穗態(tài)誤差為_WH(S)1+G(5)H(5)Xf($)-!%,IIQ'055+14、設有如圖所示的反饋控制系統(tǒng)，試求根據(jù)勞斯判據(jù)確定傳遞函數(shù)k值的取值范圍j：Xo(s)(s + l)(s + 5)S(s+l)(s+5)A解答：GG)=一$(s+1)(s+5)系統(tǒng)的特征方程：$(s+l)(s+5)+k=0可展開為：？+s