機(jī)械控制工程基礎(chǔ)參考答案B卷

1、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程考試試卷B參考答案一填空題I. 對(duì)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(zhǔn)確性。2. 按系統(tǒng)有無(wú)反饋，通?？蓪⒖刂葡到y(tǒng)分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和 閉環(huán)控 制系統(tǒng)。3.在控制工程基礎(chǔ)課程中描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有微分方復(fù)、傳遞函數(shù)等。4.穩(wěn)態(tài)謀差反映出穩(wěn)態(tài)響應(yīng)偏離系統(tǒng)希望值的程度，它用來(lái)衡*系統(tǒng)控制精度的程度。5.-階系統(tǒng)右的單位階躍響應(yīng)的表達(dá)是土精品6.7.頻率響應(yīng)是線性定常系統(tǒng)對(duì)諧波輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。有系統(tǒng)的性能扌旨標(biāo)按照其類型分為時(shí)域性能扌旨標(biāo)和頻域性能扌旨標(biāo)。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(hào)的類型有關(guān)。9.脈沖信號(hào)可以用來(lái)反映系統(tǒng)的抗沖擊能力。10.階

2、躍信號(hào)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)。Ui C RU()解答：跟據(jù)電壓定律得jM,/r + Mo = W,/Mn1 du()_ dRC dt dF c/ RCsGs)=RCs + 求拉氏變換與反變換1.求（0.5-心35解答：=一3*+6盯2分析題1、化簡(jiǎn)框圖，并求出閉環(huán)傳遞函教Xi(S)HHS)4Xo(S)GIG2G31 GGH、+ GQiGs + GGH 1X心)解:G,G2 G3H1/G3XoG)XG) GgXo(s)7?-1-G2G3H2H1/G32、圖示機(jī)械系統(tǒng)由質(zhì)量m、阻尼系數(shù)C、彈剛度K和外力/組成的機(jī)械動(dòng) 力

3、系統(tǒng)。圖中心是輸出位移。當(dāng)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(shí)間響應(yīng)曲線如(b)圖所示。試求:1)該系統(tǒng)的微分方程數(shù)學(xué)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(shí)間響應(yīng)性能指標(biāo)：上升時(shí)間心、調(diào)整時(shí)間/八 振蕩頻數(shù)N、穗態(tài)誤差紜。解答:圖（b）響應(yīng)曲線解：1）對(duì)于該系統(tǒng)有:加 0（/） + 以0（/）+級(jí)&）=門）2）求k由Laplace變換的終值定理可知:（8）= lim Xo（f） = lim s 。（小f0= lim$ , 13$to ms +cs + k s3而兒（s）=lO,因此k=3求 m,由 Mp = （fp）n（s）xiOO%

4、得:Xo（8）M廠營(yíng)XK）吩9.5%-_-又由式Mp =0 /g xlOO%求得=（）6將f廠心。.6代入盤后中啟沁再由% =研求得m=0J8o由2細(xì)=求得c=l833)求J3= = 255銀=()()5 時(shí))4一 =34()(取=0.()2 時(shí)) 色5B = arc tan_=0.91=2323取 =0()5時(shí),川=歸=0.85求勺 當(dāng)輸入為階躍信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為:1 + Kp對(duì)于0型系統(tǒng)Kp = K = l，代入式中求得:=053、已知某系統(tǒng)是單位負(fù)反饋系統(tǒng)，其開(kāi)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(hào)作用下的J分別是多少?解答：該系統(tǒng)為單位負(fù)反饋且為0型系統(tǒng)，k=ll,所以該系統(tǒng)在單位階躍和單位 恒速信號(hào)作用下的J分別是吉、 在單位脈沖信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為_(kāi) 蝕H(s)1 + G(5)H(5) Xf ($)-!囁,I IQ 1-055 + 14、設(shè)有如圖所示的反饋控制系統(tǒng)，試求根據(jù)勞斯判據(jù)確定傳遞函數(shù)k值的取值范圍解答：gg)=k$(s + l)(s + 5) + k系統(tǒng)的特征方程：$(s + l)(s+5)+k =