机械控制工程复习题
一、
填空题
1自动控制系统按按有无反馈来分有______、 和______按控制作用的特点来分有______、______和______。对控制系统的基本要求是 、 、和 。
2系统在输入信号的作用下，其输出随时间的变化过程称为系统的 响应，它由______响应和______响应两部分构成。
3 二阶系统的响应特性完全由§和Wn这两个特征量来描述，当§>1时,称为_____,其响应曲线的特点是________,§=1时称为______,0<§<1时称为______,其响应曲线的特点是_________,§=0时称为__________,其响应曲线的特点是________。从平稳性和快速性两方面来综合考考虑，一般取§=_________。
4_______的传递函数称为最小相位传递函数，________________称为最小相位系统。某传递函数为G(s)?(S?5)，它是 阶系统，是 型系统，其
S(S?1)(3S?2)(S?3)2零点是 ，其极点个数有 个，它 （是/否）最小相位传递函数。
5系统的稳定性是指 ，系统稳定的必要的充分条件为
6 输出信号经反馈元件变换后加到输入端的信号称为______信号。若它的符号与输入信号相同，称为______反馈；若它的符号与输入信号不同，称为______反馈；若在主反馈通道中不
设反馈元件，即输出为主反馈信号时，称为______反馈。
7、线性定常系统稳定的充分必要条件是：系统闭环传递函数的（ ）均位于[S]的左半平面。
8、一般认为系统的方框图有三要素组成：（ ）、（ ）、（ ）。 9、理想微分环节的幅频特性为（ ），相频特性为（ ）
10、系统的频率特性可表示为幅频和相频，幅频特性表示（ ）的比值。 11、对最小相位系统，其幅频特性与相频特性间具有确定的（ ）关系。 12、线性定常系统时间响应的一条重要性质是：系统的输入信号间存在微分和积分关系，那么系统的响应就存在对应（ ）关系。
13、已知某系统的闭环传递函数为
X0(s)(s?6)(s?16)?，Xi(s)(s?8)(s?9)(s?4?j5)(s?4?j5)则该系统是（ ）的。（填稳定，不稳定，临界稳定）。
二、简化以下方框图，并求系统的传递函数
?i(s) k Js?b?o(s) 1 sK1
s2?6s?8 G(s)?32s?6s?13s?6 三、解[方法1]梅逊公式法 该系统共有两个前向通道，且与各反馈环路都接触 P1=G1G2G3G4G5 P2=G1G2G5 △1=△2=1 反馈回路共四个，且彼此接触 L1??G2G3H2L2?G1G2H1L3?G1G2G5L4?G1G2G3G4G5??1?G2G3H2?G1G2H1?G1G2G5?G1G2G3G4G5所以系统传递函数为：
x0(s)G1G2G5?G1G2G3G4G5? xi(s)1?G2G3H2?G1G2H1?G1G2G5?G1G2G3G4G5[方法2]方框图简化法求解：
可将图简化为下图所示。则所以系统传递函数为：
x0(s)G1G2G5?G1G2G3G4G5? xi(s)1?G2G3H2?G1G2H1?G1G2G5?G1G2G3G4G5
Ui－1R1I1－1C1sU1－1R2I21C2sUo
1
R1R2C1C2S2?[R1(C1?C2)?R2C2]S?1
三、求下图1所示系统的传递函数
k[xi(t)?xo(t)]?cxo(t)?mxo(t)
...G(S)?XO(S)k?Xi(s)ms2?cs?k G(s)?U0(s)1? Ui(s)Lcs2?Rcs?1四、设单位反馈控制系统的开环传递函数为 as?1G(s)?2 s试确定使相位裕量γ=45?的a值。
a?五、
1?wc1 2单位反馈控制系统的开环传递函数为
Gk(s)?k
s(s?1)(s?2)试确定系统稳定时开环放大系数K值的范围。
GB(S)?GK(S)KK??3 21?GK(S)S(S?1)(S?2)?KS?3S?2S?K解得系统稳定时，K的取值范围为0〈K〈6
六、 已知系统的传递为G(s)r(t)=Asinwt 的稳态响应。
k，求系统的频率特性及系统对正弦输入?TS?1Aksin(wt?arctgwt) 221?wtxo(t)?A(w)Asin(wt??(w))?
七、
设有一闭环系统的传递函数为
2xo(s)wn ?2xi(s)s2?2?wns?wn为了使系统的单位阶跃响应有5%的超调量和TS=2秒的调整时间，试求ξ和ωn的值。（课后作业） 九．计算题：
N1、右图是某闭环控制系统的典型动态结构图。
REC（1）以R为输入，当N=0时，分别以C ，B ， G1(s)G2(s)－ E为输出时的闭环传递函数。
（2）以N为输入，当R=0时，分别以C ，B ， BH(s) E为输出时的闭环传递函数。
C(s)R(s)B(s)R(s)E(s)R(s)C(s)N(s)????G2(s).G1(s)1?G2(s).G1(s).H(s)G2(s).G1(s).H(s)1?G2(s).G1(s).H(s)11?G2(s).G1(s).H(s)G2(s)1?G2(s).G1(s).H(s)
G2(s).H(s)B(s)?N(s)1?G2(s).G1(s).H(s)G2(s).H(s)E(s)??N(s)1?G2(s).G1(s).H(s)
2、 设单位反馈系统的开环传递函数G(s)=1/［s(s+1)］， 试求系统的单位阶跃
上升时间、 超调量、调整时间，并判断系统的稳定性。（课后作业）
3、 系统的结构如右下图所示。 欲保证ξ=且单位斜坡函数输入时稳态误差ess=, 试确定K和τ的取值。 R(s)C(s)KKGk(s)?2
s?(2?Kτ)s－－s(s?1)?s
C(s)K?2 R(s)s?(2?Kτ)s?KE(s)s2?(2?Kτ)s ?2R(s)s?(2?Kτ)s?Kess?2?K??0.25 K?n?K 2??n?2?K?
综合上面的式子，得K?31.36,??0.186
4设某控制系统的结构图如右图所示，试分析若是该系统的最大超调量等于，峰值时间等于1秒，确定增益K和Kh 的数值，并计算上升时间t r和调节时间t s
C(s)k?2R(s)s?(1?kkh)s?k2?n?k,2??n?1?kkh,Mp?e?(?/1??2)??0.2,??0.456tp??/?d?1s,?d?3.14s?1?n??d1??2?3.53s?1,k?12.5,kh?0.1781??2?1.1rad??arctantr?ts?ts?????3.14?1.1??0.65s?d3.144??n3?2.48s,(???2%)?1.68s,(???5%)
??nGK( s)?5 已知单位反馈系统的开环传递函数为， 求系统的单位阶跃响应。
s(s?1)
1GK(s)?解：已知单位反馈系统的开环传递函数为 ， 则闭环传递函数为
11 G(s)??2S(S?1)?1S?S?11
s(s?1)2则 ?n?1 2??n?1 可得 ?n?1 ??0.5
机械控制工程复习题_33309
