機(jī)械控制工程基礎(chǔ)練習(xí)題考試題其

1、1、簡做題1、限制系統(tǒng)的根本要求.1、簡述閉環(huán)限制系統(tǒng)的組成.測量元件,給定元件,比擬元件,放大元件,執(zhí)行元件,校正元件2、非最小相位系統(tǒng)有何特點(diǎn),與最小相位系統(tǒng)的區(qū)別是什么？第二題在復(fù)平面【s右半平面沒有極點(diǎn)和零點(diǎn)的傳遞函數(shù)稱為最小相位傳遞函數(shù),反之,在【s右半平面有極點(diǎn)和零點(diǎn)的傳遞函數(shù)稱為非最小相位傳遞函數(shù).具有最小相位傳遞函數(shù)的系統(tǒng)統(tǒng)稱為最小相位系統(tǒng),反之,具有非最小相位傳遞函數(shù)的系統(tǒng)稱為最小相位系統(tǒng)3、簡述系統(tǒng)串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)的校正原理.此滯后校正環(huán)節(jié)是一個(gè)低通濾波器,由于當(dāng)頻率高于1/T時(shí),增益全部下降201gbdb,而相位減小不多.如果把這段頻率范圍的增益提升到原來的增益直,當(dāng)然低

2、頻段的增益就提Wj了.4、簡述系統(tǒng)超前校正網(wǎng)絡(luò)的校正原理在對數(shù)幅頻特性曲線上有20db/dec段存在,故加大了系統(tǒng)的剪切頻率Wc、諧振頻率Wr與截止頻率Wb,其結(jié)果是加大了系統(tǒng)的帶寬,加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度；又由于相位超前,還可能加大相位裕度,結(jié)果是增加了系統(tǒng)相位穩(wěn)定性.5、減小或消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的舉措主要有哪些？1：增大系統(tǒng)開環(huán)增益或擾動(dòng)之前系統(tǒng)的前向通道增益2:在系統(tǒng)的前向通道或主反應(yīng)通道設(shè)置串聯(lián)積分環(huán)節(jié)3:采用串級限制抑制內(nèi)回路擾動(dòng).6、簡要說明比例積分微分PID限制規(guī)律中P、I和D的作用1比例系數(shù)Kp直接決定限制作用的強(qiáng)弱,加大Kp可以減小系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差,提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,但Kp過

3、大會(huì)使動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞,引起被限制量震蕩甚至導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定2在比例的調(diào)節(jié)的根底上加上積分限制可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,由于只要存在偏差,它的積分所產(chǎn)生的限制量總是用來消除穩(wěn)態(tài)誤差,直到積分的直為零,限制作用才停止微分的限制作用是跟偏差的變化速度有關(guān).2.限制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如以下圖所示,求：1當(dāng)不存在速度反應(yīng)a0時(shí),試確定單位階躍輸入動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程的tr,ts和%o0.5,n2,44(1)a=0時(shí),Gs,s-,所以ss2s2s4tr,=,tp,%e,1rn、12pn,12(2)確定0.7時(shí)的速度反應(yīng)常數(shù)a值,并確定r(t)t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差essss24as4考慮內(nèi)反應(yīng)時(shí),s力4s24as4ss24a

4、s0.7,所以24a4a0.24ss2.812.840.7233.如圖所小系統(tǒng),G1G23s2ss3(1)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(2)求靜態(tài)誤差系數(shù)kp,kv,ka；(3)當(dāng)系統(tǒng)輸入為r(t)30.2tglt,求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差;(4)假設(shè)系統(tǒng)的干擾為n(t)0.1gt,求系統(tǒng)在輸入和干擾共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差.GisG2s6(1)s-21GisG2ss5s6s6有勞斯表,可判定第一列均大于0,所以系統(tǒng)穩(wěn)定.KplimoG1sG2s(2)KvlimsGsG2s1vs012Kalims2GlsG2s0a12s0“一-八八0-2(3)essessl0s200-2essn那么sgEns(4)Kv0-13s2

5、limsgg0.1s0sss2s36essessressn0-20-10-1C(s)/R(s)04.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如以下圖所示,化簡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Cs5.化簡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,并求Cs/Rs和Cs/Ns.NsNs6、求以下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)U0s/Uis7、求以下圖力學(xué)模型的傳遞函數(shù)Xt為輸入位移,xot為輸出位移K,由圖可知,8、單位反應(yīng)的最小相位系統(tǒng),具開環(huán)對數(shù)幅頻特性如以下圖所示,試求(1)開環(huán)傳遞函數(shù)；(2)計(jì)算系統(tǒng)的相位裕度,并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(3)假設(shè)將其對數(shù)頻率特性曲線向右平移十倍頻程,試討論對系統(tǒng)性能的影響.(華南理工測試題)解：(1)設(shè)GssTiS1T2s110,

6、T20.05k20lg-0db,Q10k=10傳遞函數(shù)為Gs10s10s10.05s1(2)Q10cg100:1gj0.05c1(近似計(jì)算)180oGjc180o90oarctan10arctan0.05c2.91oc所以,系統(tǒng)穩(wěn)定.(3)右移十倍頻程,可得100ss10.005sQc10,180Gjo180o90arctancarctan0.005c2.91cc相角裕度不變,截止頻率擴(kuò)大10倍,系統(tǒng)響應(yīng)速度加快.9、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:Gk,作出系統(tǒng)的開環(huán)幅頻和(南航測試題)其中,模擬心臟的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一純積分器,試求:相頻特性曲線,并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性.10、設(shè)電子心率起搏器系統(tǒng)如以下圖

7、所示:(1)(2)(3)10、G20K(5)(6)(8)(1)脈沖響應(yīng)階躍響應(yīng)tpss0.05s10.5,2n40020s20K20,s*220s400,閉環(huán)極點(diǎn),20K,K20s1,21010.3j10te60n12最大心率60116.5%cos103tjsin103tt0htdt600.181s,69.9次.c160.002欹/min16.5%11、系統(tǒng)方框圖如以下圖所示求：(1)輸出對指令信號(hào)的傳遞函數(shù)Xos/Xjs；(2)輸出對擾動(dòng)信號(hào)的傳遞函數(shù)Xos/Ns；(3)要消除擾動(dòng)對系統(tǒng)的影響,Gcs應(yīng)如何選取.X.sGisG2s、解：(i)Xjs1G1sG2sHsXosG2sGnsG1sc

8、GcsNs1G1scG2scHsGns(3)Gcs,可以消除擾動(dòng)對系統(tǒng)的影響G1s12、根據(jù)系統(tǒng)圖,及所對應(yīng)的階躍響應(yīng)曲線,確定系統(tǒng)質(zhì)量M、阻尼系數(shù)C和彈簧剛度K的數(shù)值.(武漢科技測試題)12、解：s1_2mscskMp0.095,0.6limscQ3001,K300ltimctp19.6c18.36,m0.7813、限制系統(tǒng)方塊圖如以下圖所示.中科院測試題1確定是閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的參數(shù)KKt的取值范圍；2假設(shè)要求：系統(tǒng)的最大超調(diào)量為10%,調(diào)整時(shí)間為1.5秒5%的誤差帶,試確定參數(shù)K和Kt的值.13、解：1由結(jié)構(gòu)圖求閉環(huán)傳遞函數(shù),應(yīng)用勞斯判據(jù)KKt1K及Kt.2由超調(diào)量求,由調(diào)節(jié)時(shí)間求n,比照傳

9、遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型求得14、南航測試題系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖,Gss(Ts1)定義誤差e(t)r(t)c(t).試求：1假設(shè)希望a圖中,系統(tǒng)所有的特征根位于s平面s=-2的左側(cè),且阻尼比為0.5,求滿足條件的K、T的取值范圍.2求a圖中系統(tǒng)的單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差.3為了使穩(wěn)態(tài)誤差為零,讓斜坡輸入先通過一個(gè)比例微分環(huán)節(jié),如圖b中所示,試求出適宜的K.值.(a)(b)14、解：1由勞斯穩(wěn)定判據(jù)求得.Sis2ess1/K(3)EsRsCsTs1KK0sTs2sK1KK.esslimsEs0s0K102TTZT0ss4s100Ko1K15、設(shè)單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為Gks武漢科技考研題求1寫出系統(tǒng)開環(huán)幅頻、

10、相頻特性表達(dá)式；2繪制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性漸近線和相頻特性;3確定該系統(tǒng)的相位穿越頻率,并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性.K16、某單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs,在正弦輸入信sin2t,試確定系統(tǒng)2sTs1號(hào)rtsin2t作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為csst單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量與調(diào)整時(shí)間.電子科大、解：由開環(huán)傳遞函數(shù)Gs得KTs2sKj21,j21,K4T0,K=2,T=0.5,=0.5,02rad/sK4T進(jìn)而求Mde廠16.3%,tsps17、(1)一最小相位系統(tǒng)開環(huán)的對數(shù)幅頻特性如以下圖所示.試寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s),計(jì)算相位裕度和增益裕度h(2)假設(shè)系統(tǒng)原有的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs10010.1

11、s幅頻特性正如以下圖,求串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)2s(東北大學(xué)),而校正后的對數(shù)0K4s117、解：(1)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)GKTs1s2T2s1?10020lgK40lg100140dB,100A(c)1,c25180o66.9,增益裕量為(2)校正前開環(huán)傳遞函數(shù)為G10010.1s校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs1000.25s1s20.01s1所以,GcsG前0.01s10.1s10.25s118、設(shè)單位負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(S)H(S)要求s(s1)設(shè)計(jì)串聯(lián)無源超前校正網(wǎng)絡(luò)Gc(S),使校正后系統(tǒng)滿足以下指標(biāo)：1)響應(yīng)r(t)t時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=0.05;-1wc7.5radS.2)

12、相角裕度45;3)截止頻率確定K值,求校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù).18、解：由essKv0.05,202014.47radgs180o90oarctan12.61o選取m8radgs120lgGj10.1dB10lg10.1dBa10.2410.039m：aaGcscaTs1Ts10.4s10.39s12000.4s1ss10.39s1180o62.445o滿足設(shè)計(jì)要求19、以下圖中節(jié)校正后的ABC是未加校正環(huán)節(jié)前系統(tǒng)的Bode圖.Bode圖,GHKL是參加某種串聯(lián)環(huán)試求：(1)參加的是哪種校正方式,寫出該校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù);(2)證實(shí)系統(tǒng)的開環(huán)增益是K=1Q0o19、(1)由于校正后高頻增益下降,因此

13、是相位滯后校正,校正裝置傳遞函數(shù)為:Gcscs1s1s150s10.02K時(shí),K(2)這是一個(gè)I型系統(tǒng),其低頻段對數(shù)幅頻特性L20lg,L0dB,所以k=100.20、閉環(huán)離散系統(tǒng)如以下圖所示,試求其閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)ZssHs*CsE1sg32sE1sEsgG1s*.*QE1sEsgG1sCsEsgG1sg32s,*EsRsHsCsRsEsgG1sg32sgH一RsEsg31sgG2HsRs1GsgG2HsCsEsgG1sgG2sRsgG1sg32s1G1sgG2HsB.、線性限制系統(tǒng)和非線性限制系統(tǒng)、連續(xù)限制系統(tǒng)和離散限制系統(tǒng)6、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)GSA、固有頻率n增大,阻尼比C、固有頻率n

14、減小,阻尼比減小增大7、二階系統(tǒng)的極點(diǎn)分別為0.5,s24,系統(tǒng)增益為5,那么其傳遞函數(shù)為C).A、5s0.5(s4)2B、s0.5(s4)10C、s0.5(s4)5D、s0.5(s4)8、單位反應(yīng)開環(huán)傳遞函數(shù)為,那么其閉環(huán)系統(tǒng)的3s25s4n分別為C.1、根據(jù)限制系統(tǒng)元件的特性,限制系統(tǒng)可分為A、反應(yīng)限制系統(tǒng)和前饋限制系統(tǒng)BC定值限制系統(tǒng)和隨動(dòng)限制系統(tǒng)D2、開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別是A.A、開環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)無限制作用,閉環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)有限制作用B、開環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)無限制作用,閉環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)有限制作用C、開環(huán)系統(tǒng)不一定有反應(yīng)回路,閉環(huán)系統(tǒng)有反應(yīng)回路D、開環(huán)系統(tǒng)不一定有反

15、應(yīng)回路,閉環(huán)系統(tǒng)也不一定有反應(yīng)回路3、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)D.A、當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有超調(diào)B、當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較小時(shí)無超調(diào)C、輸入信號(hào)幅度大時(shí)有超調(diào)D、無超調(diào)54、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為Gs,那么該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為B.s2_2t_2t_5A、5tB、5eC、5eD、一t5、一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為K,那么該系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的快速性C.Ts1A、與K有關(guān)B、與K和T有關(guān)C、與T有關(guān)D、與輸入信號(hào)大小有,當(dāng)K增大時(shí),其C.Ks22s1增大B、固有頻率n增大,阻尼比減小D、固有頻率n減小,阻尼比A、4B、5,2C、52,、.2D、5,2636J2126：9、非最小相位放大環(huán)節(jié)的頻率特性相位移為A.A.-180B

16、.0C.90D,-9010、0型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為DA.-60(dB/dec)BC.-20(dB/dec)D11、閉環(huán)系統(tǒng)跟軌跡的條數(shù)是(D-40(dB/dec.0(dB/dec)、m中的大者12、系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為w(t)0.1t,那么系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為AA、0.12s0.1B、一sC、12s13、設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為32s,那么該系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)和放大增益為CA、23B、2C、14、階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s),假設(shè)系統(tǒng)容許誤差為2%,那么系統(tǒng)的調(diào)s2整時(shí)間為BA、8B、2C、D、3.5A.n.B.m.C.n-mD.nA、零點(diǎn)為0.5,-2,比例系數(shù)為C、零點(diǎn)為-0.5,-2

17、,比例系數(shù)為極點(diǎn)為-1、-2,比例系數(shù)為12.極點(diǎn)為-1、-2,比例系數(shù)為12.B、零點(diǎn)為0.5,極點(diǎn)為-1、D、零點(diǎn)為-0.5,極點(diǎn)為-1、15、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的Nyquist圖如左圖,可判斷系統(tǒng)型別是CA、B、C、D無法確定2s1.一16、傳遞函數(shù),2S1的零點(diǎn)和極點(diǎn)及比例系數(shù)分別是Ds23s217、關(guān)于頻率特性與傳遞函數(shù)的描述,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A、都是系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型B、都與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)C、與單位脈沖響應(yīng)函數(shù)存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系無關(guān)18、跟軌跡漸近線的條數(shù)為CD、與系統(tǒng)的微分方程A、nn-m、n+m19、以下系統(tǒng)或過程中,不存在反應(yīng)的有CA、抽水馬桶B、電飯煲C、并聯(lián)的電燈D、教學(xué)過程20、以下環(huán)節(jié)中可以作為相位超前環(huán)節(jié)的是AA、Gcsc2s1s1B、Gcsc02s13s1C、Gcss13s1D、Gcsc21、系統(tǒng)的相位裕度為45,那么CA、系統(tǒng)穩(wěn)止B、系統(tǒng)不穩(wěn)止C、當(dāng)其幅值裕度大于0分貝時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定D、當(dāng)其幅值裕度小于或等于0分貝時(shí)系統(tǒng)不穩(wěn)定10一122、對于傳遞函數(shù)為Gs和G2s的兩個(gè)系統(tǒng),As13s1A、系統(tǒng)1的帶寬寬,響應(yīng)速度快C、系統(tǒng)2的帶寬寬,響應(yīng)速度快B、系統(tǒng)1的帶寬寬,響應(yīng)速度慢D、系統(tǒng)2的帶寬寬,響應(yīng)速度慢23、系統(tǒng)單