機(jī)械控制工程基礎(chǔ)_習(xí)題集含答案

1、.機(jī)械控制工程基礎(chǔ)課程習(xí)題集西南科技大學(xué)成人、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 版權(quán)所有習(xí)題【說(shuō)明】：本課程機(jī)械控制工程基礎(chǔ)（編號(hào)為09010）共有單選題,計(jì)算題, 填空題等多種試題類(lèi)型，其中，本習(xí)題集中有 填空題等試題類(lèi)型未進(jìn)入。一、單選題1.的拉氏變換為（ ）。 A. ； B. ； C. ； D. 2.的拉氏變換為，則為（ ）。A.； B.； C.； D.3. 脈沖函數(shù)的拉氏變換為（）。A. 0 ； B. ； C. 常數(shù)； D. 變量4.，則（ ）。A. 5 ； B. 1 ； C. 0 ； D.5. 已知 ，其原函數(shù)的終值（ ）。A. ； B. 0 ； C. 0.6 ； D. 0.36. 已知 ，其原函數(shù)的終

2、值（ ）。A. 0 ； B. ； C. 0.75 ； D. 37. 已知其反變換f (t)為（ ）。A. ； B.； C.； D.8. 已知，其反變換f (t)為（）。A. ； B. ； C. ； D. 9. 已知的拉氏變換為（ ）。A. ； B. ； C. ； D. 10. 圖示函數(shù)的拉氏變換為（ ）。 a 0 tA.； B. ； C. ；D. 11. 若=0，則可能是以下（ ）。A.； B.； C.； D.12. 開(kāi)環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起的系統(tǒng)稱(chēng)為（ ）。A.復(fù)合控制系統(tǒng)；B.開(kāi)式控制系統(tǒng)； C.閉和控制系統(tǒng)； D.正反饋控制系統(tǒng)13. 在初始條件為零時(shí)，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比

3、稱(chēng)為線性系統(tǒng)的（）。A.增益比； B.傳遞函數(shù)； C.放大倍數(shù)； D.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)14. 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（ ）。A. ； B. ； C. ； D. 15. 設(shè)有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機(jī)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(yùn)動(dòng)微分方程式可以對(duì)圖中系統(tǒng)進(jìn)行描述，那么這個(gè)微分方程的階次是：（ ）。A. 1； B. 2； C. 3； D. 416. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；則其無(wú)阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ ）。A. 1 ， ； B. 2 ，1 ； C. 2 ，2 ； D. ，117.表示了一個(gè)（ ）。A. 時(shí)滯環(huán)節(jié)；

4、B. 振蕩環(huán)節(jié)； C. 微分環(huán)節(jié)； D. 慣性環(huán)節(jié)18. 一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；其單位階躍響應(yīng)為（）。A. ； B. ； C. ； D. 19. 已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為 ,那么系統(tǒng)處于（ ）。A. 欠阻尼； B. 過(guò)阻尼； C. 臨界阻尼； D. 無(wú)阻尼20. 某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可能是（ ）。A. ；B.；C.；D.21. 根據(jù)下列幾個(gè)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷肯定不穩(wěn)定的系統(tǒng)為（ ）。A. ； B. ；C. ；其中均為不等于零的正數(shù)。22. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ；則其無(wú)阻尼振蕩頻率和阻尼比為（ ）。A. 1 ， ； B. 2 ，1 ； C. 1 ，0.25

5、； D. ，23. 下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是（）。A. ； B.（T>0）C. ； D. 24. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ ）。A. ； B.； C.； D.25. 下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的有（ ）。 A. ； B. （T>0）； C. ； D.；26. 題圖中RC電路的幅頻特性為（ ）。題圖二、6. RC電路A. ； B. ； C. ； D. 27. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，則該系統(tǒng)可表示為（ ）。A. ； B. ； C. ；D. 28. 已知系統(tǒng)頻率特性為 ，當(dāng)輸入為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（）。A. ； B. ；C.

6、 ； D. 29. 理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（ ）。A. ，通過(guò)=1點(diǎn)的直線； B. -，通過(guò)=1點(diǎn)的直線；C. -，通過(guò)=0點(diǎn)的直線； D. ，通過(guò)=0點(diǎn)的直線30. 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性對(duì)數(shù)相頻特性如下圖所示，當(dāng)K增大時(shí)，（ ）。A. L()向上平移，不變； B. L()向上平移，向上平移；C. L()向下平移，不變； D. L()向下平移，向下平移。二、計(jì)算題31. 簡(jiǎn)化下圖所示系統(tǒng)的方框圖，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。+Xo(s)Xi(s)G1G2G3G4H3H2H132. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； C為電容；R1、R2為電

7、阻。（15分）33. 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求當(dāng)輸入（0）時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差。34. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中位移x1為系統(tǒng)輸入量；位移x2為系統(tǒng)輸出量； K為彈簧剛度系數(shù)；B為粘性阻尼系數(shù)。（15分）35. 已知一些元件的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下圖所示，試寫(xiě)出它們的傳遞函數(shù)G(s)，并計(jì)算出各參數(shù)值。/s-1/s-110050002010402020L()/dBL()/dB（a）（b）36. 已設(shè)單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試用勞斯判據(jù)確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，K的取值范圍。37.設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性如下圖所示，試判別系統(tǒng)穩(wěn)定性。其中p為開(kāi)環(huán)右極點(diǎn)數(shù)，為開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)

8、節(jié)數(shù)目。（15分）ReReRe-1-1-1000p=2=0ImImImp=0=0（c）（b）（a）p=0=238. 化簡(jiǎn)下圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)。（15分）39. 試畫(huà)出具有下列傳遞函數(shù)的Bode圖： 。40. 某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性（TK>1）41. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； C為電容；R為電阻。42. 某系統(tǒng)用測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋，可以改善系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，系統(tǒng)如下圖所示。（1）當(dāng)K10，且使系統(tǒng)阻尼比0.5，試確定Kh。（2）若要使系統(tǒng)最大超調(diào)量Mp0.02，峰值時(shí)間tp1s，

9、試確定增益K和速度反饋系統(tǒng)Kh的數(shù)值，并確定在這個(gè)K和Kh值的情況下，系統(tǒng)上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。XoXi1Khs43. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中電壓u1為系統(tǒng)輸入量；電壓u2為系統(tǒng)輸出量； C為電容；R1、R2為電阻。44. 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為， 試?yán)L制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性并計(jì)算值。45. 試建立如圖所示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。圖中位移x1為系統(tǒng)輸入量；位移x2為系統(tǒng)輸出量； K1和K2為彈簧剛度系數(shù)；B為粘性阻尼系數(shù)。（16分）三、 填空題（略）答案一、單選題1. C2. C 3. C4. A5. D6. C7. B8. C9. C10. A11. C12. A13. B14. B

10、15. B16. D17. A18. B19. C20. D21. B22. C23. C24. C25. D26. B27. B28. D29. A30. A二、計(jì)算題31. 解：（每正確完成一步3分）32. 解：設(shè)i為回路總電流，iR1為R1支路電流，iC為C支路電流，根據(jù)基爾霍夫電流定律得， （6分）可得（2分）（2分）（2分）整理后得（3分）33. 解：系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K14，且為型系統(tǒng)（2分）將 則： （3分）（3分）（3分）（4分）34. 解：按牛頓定律列力學(xué)方程如下：，（8分）整理得（4分），（3分）35. 解：（a）（7分） （b）（8分）36. 解：該系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為： ；（

11、5分）s3 1 18 0s2 9 18K 0s1 182K 0s0 18K （5分） （5分）37. 解：（1）包圍圈數(shù)N0，P0，穩(wěn)定；（5分） （2）正穿越次數(shù)為1，負(fù)穿越次數(shù)為0，10P/21，穩(wěn)定；（5分） （3）正穿越次數(shù)為1，負(fù)穿越次數(shù)為1，11P/20，穩(wěn)定。（5分）38. 解：這是一個(gè)無(wú)交叉多回路結(jié)構(gòu)圖，具有并、串聯(lián)，局部反饋，主反饋系統(tǒng)。首先將并聯(lián)和局部反饋簡(jiǎn)化如圖（b）所示,再將串聯(lián)簡(jiǎn)化如圖（c）所示。（3分）（4分）（4分）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（2分）系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為（2分）39. 解：對(duì)數(shù)幅頻特性每畫(huà)對(duì)一段得3分，橫坐標(biāo)上的轉(zhuǎn)折頻率標(biāo)對(duì)得2分，相頻特性漸進(jìn)線相位標(biāo)對(duì)得2

12、分，曲線基本畫(huà)對(duì)得3分。()-180°0L()-270°10.110060404040. 解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)（4分）系統(tǒng)的特征方程（4分）特征根（4分）為一對(duì)共軛復(fù)根，且具有負(fù)實(shí)部，故該系統(tǒng)穩(wěn)定。（3分）41. 解：設(shè)回路電流為i，根據(jù)基爾霍夫電壓定律有 （1）（4分） （2）（4分）將方程（1）變形得（2分）代入式（2）中（2分）得 （2分）整理后得（1分）即 （1分）42. 解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：（2分）所以：（2分）（1）將K10，代入，求得：Kh0.216；（2分）（2）（2分）算出： Kh0.27，（3分）（2分）算出： ts1.02（s），tr0.781（s）。（3分）43. 解：根據(jù)基爾霍夫電壓定律列方程如下：（4分）對(duì)上述方程進(jìn)行拉氏變換（2分）傳遞函數(shù)為（3分）展開(kāi)得（2分）對(duì)上式進(jìn)行拉氏反變換（3分）整理后得（2分）44. 解：1) 首先將分成幾個(gè)典型環(huán)節(jié)。（2分）顯見(jiàn)該系統(tǒng)由放大環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)，慣性環(huán)節(jié)，一階微分環(huán)節(jié)組成。（1分）2) 分別做各典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線。 K=7.5 20lgK=17.5dB ； 1=