機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第2階段練習(xí)題

1、江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第二階段練習(xí)題考試科目:機(jī)械工程控制基礎(chǔ)（第三章、第四章）（總分100分） 學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)） 批次： 層次： 專(zhuān)業(yè)： 學(xué)號(hào)： 身份證號(hào)： 姓名： 得分： 一、單項(xiàng)選擇題（本題共15小題，每小題2分，共30分。）1、線(xiàn)性系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的時(shí)間響應(yīng)（ ）。A、只與輸入信號(hào)有關(guān)B、只與系統(tǒng)本身的固有特性有關(guān)C、反映系統(tǒng)本身的固有特性及輸入作用下的行為D、會(huì)隨干擾信號(hào)所引起的輸出而變化2、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G（s）=7/（s+2），則其單位脈沖響應(yīng)曲線(xiàn)在t=0時(shí)的切線(xiàn)斜率（ ）。A、-7 B、-3.5C、-14 D、-1/73、線(xiàn)性系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)為 x0(t)=t-T+T

2、e-t/T 則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為（ ）。 A、w(t)=1-e- t/T B、w(t)=1-Te- t/TC、w(t)= e- t/T D、w(t)= (1/T )e- t/T4、已知典型二階系統(tǒng)的阻尼比為 =0.5，則系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)呈現(xiàn)為（ ）。A、等幅的振蕩 B、發(fā)散的振蕩C、收斂的振蕩 D、恒值5、已知某機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G（s）=n2 /(s2+2ns+n2) 則系統(tǒng)有阻尼固有頻率為（ ）。A、 n (1-2)1/2 B、n (1+2)1/2C、n (1+22)1/2 D、n (1-22)1/26、要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時(shí)間，可以采取的措施是（ ）。A、n 不變，增大

3、 B、不變， 減小nC、n 減小， 增大 D、 減小， 增大 n7、要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的最大超調(diào)量，可以采取的措施是（ ）。A、n 不變， 增大 B、n不變， 減小 C、 不變， 減小 n D、 不變， 增大 n8、已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 GK(s)=7/s(s+2) ，則系統(tǒng)的增益和型次分別為（ ）。A、7， 型 B、7， 型C、3.5，型 D、3.5，型9、系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（ ）的單位反饋系統(tǒng)，在輸入 xi(t)=4t2 作用下的穩(wěn)態(tài)誤差最小。（單元自測(cè)）A、GK(s)=7/s(s+5) B、GK(s)=7/s2(s+2)C、GK(s)=7/s2(s+5) D、GK(s)=7/s3(

4、s+2)(s+5)10、已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性圖如圖所示，則系統(tǒng)不包含（ ）。 A、比例環(huán)節(jié) B、積分環(huán)節(jié)C、二階微分環(huán)節(jié) D、慣性環(huán)節(jié)11、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)=1/(s+1) ，在輸入 xi（t）=4cos（t-30o）作用下的穩(wěn)態(tài)輸出為（ ）。A、xo(t)=4cos(t-15o) B、xo(t)=2.828cos(t-75o)C、xo(t)=2.828cos(t+15o) D、xo(t)=4cos(t+15o)12、二階振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G(s)= 16/(s2+4S+16) ，則其諧振頻率為（ ）。A、4 B、C、 D、不存在13、已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)節(jié)頻率特性Nyqu

5、ist圖如圖所示，則該系統(tǒng)的型次為（ ）。A、0型 B、型C、型 D、無(wú)法確定14、系統(tǒng) G（s）= 1/（1-0.01s）的Nyquist圖線(xiàn)為（ ）。 A、 B、 C、 D、15、已知最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性圖如圖所示，則系統(tǒng)包含（ ）個(gè)積分環(huán)節(jié)。A、0 B、1C、2 D、3二、填空題（本題共6小題，每空1分，共10分）1、二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是 ,當(dāng)阻尼比 時(shí),系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)。2、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離 越遠(yuǎn)越好。3、穩(wěn)定的線(xiàn)性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)作用下,系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)分量為同頻率正弦函數(shù),其振幅與輸入正弦信號(hào)的稱(chēng)為 稱(chēng)為幅頻特性, 稱(chēng)為相頻特性。4、幅相曲線(xiàn)是

6、把 作為參變量將幅頻特性和 同時(shí)表示在復(fù)數(shù)平面上的曲線(xiàn)。5、在s平面上，最靠近虛軸而附近又無(wú)閉環(huán)零點(diǎn)的一些閉環(huán)極點(diǎn)稱(chēng)為 。6、慣性環(huán)節(jié)的頻率特性是G(j)=1/(jT+1),它的幅頻特性為 ,相頻特性為 。三、簡(jiǎn)答題(本題共2小題，每小題5分，共10分)1、在0<<1,=0,1三種情況下，標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特性分別是什么?2、簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)分析的時(shí)域分析法及其特點(diǎn)。四、計(jì)算題（本題共4小題，每小題10分，共40分）1、設(shè)系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為，試求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2、如下圖所示系統(tǒng)，已知，試求輸入Xi(s)和擾動(dòng)N(s)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。3、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

7、 求上升時(shí)間tr,峰值時(shí)間tp,最大超調(diào)p和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts。4、試?yán)L出下列傳遞函數(shù)的系統(tǒng)Bode圖， 五、應(yīng)用題（本題共1小題，每小題10分，共10分）1、由質(zhì)量、彈簧、阻尼器組成的機(jī)械系統(tǒng)如下圖所示。已知，m=1kg，k為彈簧的剛度，c為阻尼系統(tǒng)。若外力f(t)=2sin2t N，由實(shí)驗(yàn)得到系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為xoss=sin(2t-/2)，試確定k和c。附：參考答案：一、單項(xiàng)選擇題（本題共15小題，每小題2分，共30分）1、C. 2、C. 3、D. 4、C. 5、A.6、D. 7、A. 8、C. 9、D. 10、C.11、B. 12、B. 13、B. 14、B. 15、B.二、填空題（本題共6

8、小題，每空1分，共10分）1、(s)=(n)2/(s2+2ns+n2) =12、虛軸3、振幅之比A() 相位之差()4、頻率 相頻特性5、主導(dǎo)極點(diǎn)6、|G(j) |=1/(T22+1)1/2 G(j)=-arctgT三、簡(jiǎn)答題(本題共2小題，每小題5分，共10分)1、答：(1)0<<1時(shí)，輸出響應(yīng)為衰減振蕩過(guò)程，穩(wěn)態(tài)值為1 ；(2)=0時(shí)，輸出響應(yīng)為等幅振蕩過(guò)程；(3)1時(shí)，輸出響應(yīng)為非周期過(guò)程。2、答：時(shí)域分析法取時(shí)間 t 為自變量，研究輸出量的時(shí)間表達(dá)式。它具有直觀(guān)、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，可提供時(shí)間響應(yīng)的信息。四、計(jì)算題（本題共4小題，每小題10分，共40分）1、解： 因此，2、解：先求

9、當(dāng)時(shí)，即N(s)單獨(dú)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essN。此時(shí)系統(tǒng)的方框圖可以簡(jiǎn)化為下圖所示。因此，干擾作用下的輸出為 由干擾產(chǎn)生的誤差為 ： 則該誤差的穩(wěn)態(tài)值為再求當(dāng)時(shí)，即Xi(s)單獨(dú)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essX。此時(shí)系統(tǒng)的方框圖可以簡(jiǎn)化為下圖所示。因此，輸入作用下的傳遞函數(shù)為 輸入作用下的誤差為 則該誤差的穩(wěn)態(tài)值為 根據(jù)線(xiàn)性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)在輸入和干擾共同作用下的誤差等于分別作用下的誤差之和，即3、解：?jiǎn)挝回?fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為特征方程為： 其中屬于欠阻尼二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)作用下當(dāng)時(shí),過(guò)渡時(shí)間當(dāng)時(shí),過(guò)渡時(shí)間4、解：系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以化為 其頻率特性為 該系統(tǒng)由一個(gè)比例環(huán)節(jié)（比例系數(shù)為k=100），一個(gè)積分環(huán)節(jié)、兩個(gè)一階微分環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)折頻率分別為）