机械工程控制基础练习题及答案

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选择题
.1. 某环节的传递函数为G(s)=e-2s,它是( )。

A.比例环节
B.延时环节
C.惯性环节
2. 系统的输出信号对控制作用的影响()。

A. 开环有
B. 闭环有
C. 都有
3. 若F(s)=4
21
s+,则Lim f t
t→0
()=( )。

A. 4
B. 2
C. 0
4. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的
直线,则其放大倍数K()。

A. K 〉10
B. K 〉1
C. K 〉0
5. 对于系统的抗干扰能力()。

A. 闭环强
B. 开环强
C. 两者一样
6. 积分环节的频率特性与()重合。

A. 负虚轴
B.正虚轴
C. 虚轴
7. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的直线,则其放大倍数K()。

A. K =1
B. K 〉1
C. K < 1
8. 传递函数是复变量s的有理真分式函数,分子的阶数m( )分母的阶数n 且所有系数均为实数。

A. 大于或等于
B. 大于
C. 小于或等于
9. 线性系统稳定的充分必要条件是它的所有特征根具有()的实数部分。

A. 负
B. 正
C. 零
10. 系统的输出信号对控制作用的影响()。

A. 开环有
B. 闭环有
C. 都有
11.对于欠阻尼二阶系统,下列描述正确的的是()。

A. 当ξ保持不变时,ω
n 越大,系统的超调量σ
P
越大
B. 当ω
n 不变时,阻尼比ξ越大,系统的调整时间t
s
越大
C. 当ω
n
不变时,阻尼比ξ越大,系统的超调量σ越小
12. 设单位反馈系统开环传递函数为G(s)=1/Ts,输入信号为r(t)=3t,则系统稳
态误差e
ss
等于()。

A. T
B. 3T
C. 6T
13. 惯性环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为()dB/dec。

A. 20
B. -40
C. -20
14. 振荡环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为()dB/dec。

A. 20
B. -40
C. -20
15. 下列校正环节的相位特征分别归类为相位超前校正的是()。

A.P调节器
B. PD调节器
C. PID调节器
16 当系统稳态性能不佳时,一般可采用以下措施改善()。

A. 减小开环增益
B. 增加积分环节
C. 减少积分环节
17. 一阶比例微分环节对数幅频特性曲线高频段渐近线的斜率为()dB/dec。

A. 40
B. -20
C. 20
18.在各种校正方式中,()是最常见的一种,常加在系统中能量最小的地方。

A、并联校正;
B、串联校正;
C、前馈校正。

19下列校正环节的相位特征归类为相位滞后校正的是()。

A.P调节器
B. PI调节器
C. PID调节器
20.下列校正环节的相位特征归类为相位超前校正的是()。

A.P调节器
B. PD调节器
C. PID调节器
判断题
1. 开环控制系统通常比闭环系统精确。

()
2. 反馈有时用于提高控制系统的精度。

()
3. 如果系统开环稳定,则闭环稳定的条件是闭环奈氏曲线不包围(-1,j0)点。

()
4. 当劳斯阵列表在正常结束前有全零行,则系统没有根在复平面虚轴上。

()
5. 连续时间系统的特征方程为s3+s2-5s+10=0,则系统稳定。

()
6. 闭环控制系统通常比开环系统精确。

()
7 如果开环系统不稳定,使用反馈总能改善其稳定性。

()
8. 如果系统开环稳定,则闭环稳定的条件是开环奈氏曲线不包围(-1,j0)点。

()
9. 当劳斯阵列表在正常结束前有全零行,则系统有根在复平面虚轴上。

()
10. 对于典型二阶系统,无阻尼自然振荡频率ωn变化时,输出的最大超调量变
小。

()12频率为ω的正弦信号加入线性系统,该系统的稳态输出将是不同频率的。

()
13. 幅值裕度在相位交界频率ωg处测量。

()
14. 系统开环稳定闭环一定稳定。

()
填空题
1. 系统的型号是指前向通道中所含积分环节的个数。

型号越高,稳态性能越,但稳定性越。

2. 描述系统稳定性的常用指标是相位稳定裕量,该指标越,系统的稳定性越好。

实际系统一般要求其范围在至以内。

3. 系统稳定性概念包括两个方面:绝对稳定性和。

前者是指系统稳定的条件,后者是指。

4校正装置按相位特征可分为超前校正滞后校正、滞后-超前校正三种。

5系统的数学模型可以相互转化。

由微分方程得到传递函数通过变换实现。

由传递函数到频率特性通过实现。

6系统的输入量是指来自系统之外的作用量。

一般输入量有两种:
和。

分析题
例:系统取一半奈氏曲线,试分析系统稳定性。

解: (答案见课件)
系统有两个开环极点在S右半平面(P=2),试分析系统稳定性。

解: (答案见课件)
绘图题
1.绘制开环传递函数的对数坐标图(叠加法)
21
7.5(1)
3()11
(1)(1)22s G s s s s s +=+++
解: (答案见课件)
2.绘制开环对数幅频渐近特性曲线(分段法)
300(2)()()(0.5)(30)s G s H s s s s +=
++
解: (答案见课件)
计算题
1. 简化如图所示系统的结构图,并求系统传递函数G B (s)〔即C(s)/R(s)〕。

解:将综合点后移,然后交换综合点的位置,将图2-49化为图2-50(a)。

然后,对图2-50(a)中由G 2G 3H 2组成的小回路实行串联及反馈变换,进而简化为图2-50(b)。

再对内回路再实行串联及反馈变换,则只剩一个主反馈回路。

如图2-50(c)。

最后,再变换为一个方框,如图2-50(d),得系统总传递 函数:
图2-49 多回路系统结构图
图2-50 图2-49系统结构图的变换
1
432134323243211)()
()(H G G G G H G G H G G G G G G s R s C s G B +++==
2. 设单位反馈的二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示,试确定其开环传递函数。

3. 已知系统特征方程式为s 3+14s 2+40s+40k=0,如果要求特征值均位于s=-1垂线之左,判断使系统稳定的k 值范围。

(类似题目自己解)
4. 已知单位反馈系统的开环传递函数 2210(21)
()(6100)s G s s s s +=
++,求输入为
r(t)=2+2t+t 2时,系统的稳态误差。

解: (答案见课件)
5. 设单位反馈系统的开环传递函数为)
6
11)(311()(s s s k
s G ++=闭环系统稳定时k 值
的范围。

(类似题目自己解)
6. 已知系统的结构如图所示,其中(0.51)
()(1)(21)
k s G s s s s +=
++,输入信号为单位斜坡
函数,求系统的稳态误差。

(类似题目自己解)
7.根据弹簧——质量——阻尼器二阶系统的响应曲线,确定质量M ,阻尼系数B 和弹簧刚度系数的K 值。

解: (答案见课件)。