一. 填空题(每小题2分，共20分)1．2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为和 3．4． 稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 5． 一阶系统1?t/T的单位阶跃响应的表达是1?e。 Ts?16． 7．8．…大工15春《机械控制工程基础》在线作业3 一、单选题（共 10 道试题，共 60 分。）1. 另线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（）A. 代数方程B. 特征方程C. 状态方程D. 差分方程-----------------选择：B… 姓号学封 班 卷试 密学 大 峡 三 年 1学期2003级《机械工程控制基础》课程试卷( B卷)注意：1、本试卷共 3 页； 2、考试时间: 120 分钟 3、姓名、学号必须写在指定地方 一、简答题 （共50分）1．简述机械控制系…
炉温控制系统
二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。 解答：输出量：炉温。输入量：给定电压信号。被控对象：电炉。系统包括：电位器、放大器、电机、减速器以及自藕调压器、热电偶。
原理方框图：三．如图2为电路。求输入电压ui与输出电压u0之间的微分方程，并求出该电路的传递函数。（10分）uiRu01u0dt?u0?uiRC?d2u01du0d2ui??2dt2RCdtdtRCsG(s)?RCs?10图2 (a)u
iLC四、求拉氏变换与反变换1． 求[0.5?te]解答：解答：跟据电(b)(c)t11? 2s(s?1)22． 求?1[3s](s?1)(s?2)t解答：=?3e?t?6te?2七、图示机械系统由质量m、阻尼系数C、弹簧刚度K和外力f(t)组成的机械动力系统。图(a)中xo(t)是输出位移。当外力f(t)施加3牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如（b）图所示。试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(4分)2）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k；（3分）3）时间响应性能指标：上升时间ts、调整时间tr、振荡频数N、稳态误差ess（5分）。 x01.0 图(a)
图（b）响应曲线解答：解：1）对于该系统有：m??0?t??cx?0?t??kx0?t??f?t? x故G?s??1ms?cs?k22）求k 由Laplace变换的终值定理可知： x0????limx0?t??lims?X0?s?t??s?0?limss?0
而x0???=1.0，因此k=3.?3k13?ms?cs?ks2 求m， 由M?x0?tp??x0????100%得：px0?
M?0.095?100%?9.5%p1.0又由式Mp?e?????2?100%求得?=0.6tp?将tp?2,??0.6代入再由k????d?n??2中，得?n=1.96。2??n求得m=0.78。求c
由2??n?，求得c=1.83.3）求tsts?3?2.55
(取?=0.05时)??n4ts?
求tr??n?3.40
(取?=0.02时) ????2??0.91tr?????2.323 ?d求N2取?=0.05时，N?1.5??=0.64??2取?=0.02时，N?2?? =0.85??求ess当输入为阶跃信号时，系统的稳态误差为：
ess?1 1?Kp对于0型系统 Kp?K?1，代入式中求得：
ess=0.5 八、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数Gk?号作用下的ess分别是多少？（8分）解答：该系统为单位负反馈且为0型系统，k=11, 所以该系统在单位阶跃和单位恒速信号作用下的ess分别是?。在单位脉冲信号作用下的稳态误差为ess?lims?s?010，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信5s?11、111?Xi(s)?lims?s?0H(s)[1?G(s)H(s)]1?1?0101?5s?1 九、设有如图所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k值的取值范围) X(s)Ts?1解答：G(s)?k s(s?1)(s?5)?k系统的特征方程：s(s?1)(s?5)?k?0可展开为：s?s?5s?k?0 列出劳斯数列：32s3s2s11630-k6k5k s0k>0,30-k>0 <0k<30 二、系统结构图如下图所示，求 C(s)（15分） R(s) 三、已知单位反馈系统的开环传递函数为GK(s)?0.2K(s?1)，确定使系统稳定时参数K的取值s2(s?5)(s?7)范围。（15分）四、系统方框图如右图所示，要求超调量σ% = 16.3%，峰值时间t p = 1秒，求放大器放大 倍数K 和反馈校正微分时间常数T。（15分）（ 提示：e
五、已为?(?/3)?16.3%）知单位负反馈系统的开环传递函数G(s)?2.5，求系统的幅值s(0.25s?1)2穿越频率、相位穿越频率、幅值裕度、相位裕度、并判断闭环系统的稳定性。（15分）2010年秋季《机械控制工程基础》试卷B答案 第二题：（15分）
G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C(S) ?R(S)1?G1(s)G2(s)?G2(s)G3(s)?G3(s)G4(s)?G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)第三题：（15分） 闭环传递函数为：GB(s)?0.2K(s?1) s4?2s3?35s2?0.2Ks?0.2K无论K取何值，闭环系统都不稳定。 第四题：（15分） 闭环传递函数为：GB(s)?1?10T10K??
??Kns2?(1?10T)s?10K2K????1??2?3则：?%?etp??16.3%?e???1?10TK?1??????2K，???0.5 ?1??n??2??K(1?0.25)????2?????2?2?0.1
T?155第五题：（15分）1?4
?G(j?g)???2arctan(0.25?g)??? 则：?g?0.252?G(j?c)?2.5?1
则：?c2?c[(0.25?c)?1]?2r????2?2arctan(0.25?c)??/2?2arctan0.5??2.5??1.64?4/2.5?2.624 Kg?1/G(j?g)?1/???[(0.2?)2?1]?g?g?机械工程控制基础试题四、计算题（30分）1、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。解：2、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。G(s)?100 s(0.1s?1)(0.01s?1)解：该系统开环增益K＝100；有一个积分环节，即v＝1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点，即通过（1，40）这点斜率为－20dB/dec；11?10，w2??100，斜率分别增加－20dB/dec
有两个惯性环节，对应转折频率为w1?0.10.01系统对数幅频特性曲线如下所示。
3、设系统特征方程为s4?5s3?2s2?4s?3?0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a4=1，a3=5，a2=2，a1=4，a0=3均大于零， 且有? ?1?5?0
?2?5?2?1?4?6?0
?3?5?2?4?5?5?3?4?1?4??51?0
?4?3?3?3?(?51)??153?0所以，此系统是不稳定的。 一、 填空题(每空1分，共20分)1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在的条件下，系统输出量的拉氏变换与的拉氏变换之比。2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从状态到状态的响应过程。3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I型系统G(s)?∞ 。K在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为s(s?2)5. 频率响应是系统对稳态响应，频率特性包括两种特性。6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及有关。9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、性和性。 二．设有一个系统如图1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号xi(t)?5sint 的作用时，试求系统的稳态输出xo(t)。(15分) KxiDxoK解：Xo?s?k1Ds0.01s??Xisk1?k2Ds?k1k20.015s?1然后通过频率特性求出 xo?t??0.025sint?89.14???三．一个未知传递函数的被控系统，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图2所示。(10分)问：(1) 系统的开环低频增益K是多少？(5分)(2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) 17/8解：（1） K07?，K0?71?K08(2)Xo?s?7?Xis0.025s?8四．已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。(10分)1. 写出开环传递函数G(s)的表达式；(5分) 2. 概略绘制系统的Nyquist图。(5分)1．G(s)?Ks(?1)(?1)0.01100?100 s(s?0.01)(s?100)K??20lg?80dB? ????K?1002．五．已知系统结构如图4所示, 试求：(15分) 1. 绘制系统的信号流图。(5分) 2. 求传递函数X(s)Xo(s)及o。(10分) N(s)Xi(s) L1??G2H1,L2??G1G2H2P1?G1G2?1?1 Xo(s)G1G2?Xi(s)1?G2H1?G1G2H2P1?1?1?1?G2H1Xo(s)1?G2H1?N(s)1?G2H1?G1G2H2六．系统如图5所示，r(t)?1(t)为单位阶跃函数，试求：(10分) 1. 系统的阻尼比?和无阻尼自然频率?n。(5分)2. 动态性能指标：超调量Mp和调节时间ts(??5%)。(5分)4?2n?1．?S(S?2)s(s?2??n)??n?2????0.5
????2??n?2???2．Mp?e ts?1??2?100%?16.5%33??3(s) ??n0.5?2七．如图6所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下ess≤2.25时，K的数值。(10分)D(s)?s(s?3)2?K?s3?6s2?9s?K?0由劳斯判据：196K54?K
1s060sK第一列系数大于零，则系统稳定得0?K?549
又有：ess?≤2.25 K可得：K≥4?
4≤K＜54 ss23八．已知单位反馈系统的闭环传递函数?(s)?2，试求系统的相位裕量?。(10分) s?3解：系统的开环传递函数为G(s)?W(s)21?W(s)?s?1|G(j?2c)|??2c?1?1，解得?c???180???(?c)?180??tg?1?c?180??60??120? 学院专业课程名称： 机械控制工程基础；试卷编号：卷；考试时间：120分钟；考试形式：闭卷 班级每小题5分，共40分）年级
一、填空（姓名 学号
1、最小相位系统是指 。2、已知系统的传递函数为G(s)?3、某系统传递函数为装订线(答题不得超过此线) K??se ，则其幅频特性G(j?)?
。 s2(Ts?1)s2，在输入r(t)?3sin2t作用下，输出稳态分量的幅值为
。 4、线性系统的频率响应是指系统在
作用下，系统的稳态输出。 5、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S平面的极点数有
6、一阶系统传递函数GK(s)?1，该系统可以看成
两环节串联而成。7、控制系统的基本要求主要有：
。8、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为
。 二、系统结构图如下图所示，求C(s) （15分）R(s)
三、已知单位反馈系统的开环传递函数为GK(s)?范围。（15分） 四、系统方框图如右图所示，要求超调量σ% = 16.3%，峰值时间t p = 1秒，求放大器放大 0.2K(s?1)，确定使系统稳定时参数K的取值2s(s?5)(s?7)倍数K 和反馈校正微分时间常数T。（15分）（ 提示：e 五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)??(?/3)?16.3%）2.5，求系统的幅值穿越频率、相位穿越2s(0.25s?1)频率、幅值裕度、相位裕度、并判断闭环系统的稳定性。（15分）2010年秋季《机械控制工程基础》试卷B答案一、填空（ 每小题5分，共40分）1、最小相位系统是指 。2、已知系统的传递函数为G(s)?Ke??s，则其幅频特性G(j?)?2s(Ts?1)K?2T?2?13、某系统传递函数为s2，在输入r(t)?3sin2t作用下，输出稳态分量的幅值为 3/4
。4、线性系统的频率响应是指系统在
作用下，系统的稳态输出。 5、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S平面的极点数有
个。6、一阶系统传递函数GK(s)?1，该系统可以看成
两环节串联而成。7、控制系统的基本要求主要有：稳定性，快速性
。8、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为 反馈
。 第二题：（15分） G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C(S)? R(S)1?G1(s)G2(s)?G2(s)G3(s)?G3(s)G4(s)?G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)第三题：（15分） 闭环传递函数为：GB(s)?0.2K(s?1)
s4?2s3?35s2?0.2Ks?0.2K无论K取何值，闭环系统都不稳定。 第四题：（15分）闭环传递函数为：GB(s)?1?10T10K??
??Kns2?(1?10T)s?10K2K???1??2则：?%?e??n???16.3%?e???3
tp?2???1?10TK?1??????2K????2?????K(1?0.25)?2?2?0.1
T?155 第五题：（15分）1?4
?G(j?g)???2arctan(0.25?g)??? 则：?g?0.252?2.5G(j?c)??1
2?c[(0.25?c)?1] r????2?2arctan(0.25?c)??/2?2arctan0.5??2.5??1.64?4/2.5?2.624 Kg?1/G(j?g)?1/?2??[(0.2?)?1]?g?g?
炉温控制系统 二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分）图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。 解答：输出量：炉温。输入量：给定电压信号。被控对象：电炉。系统包括：电位器…西安交通大学15年7月课程考试《机械控制工程基础》考查课答案最新11 试卷总分：100 测试时间：--简答题 论述题 计算题 一、简答题（共 3 道试题，共 24 分。）V 1.对于控制系统的基本要求是什么？闭环控制有反馈系统，具体讲就是有测量元件测…大工15春《机械控制工程基础》在线作业3满分答案一、单选题1.另线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（）A.代数方程B.特征方程C.状态方程D.差分方程正确答案:B2.在闭环控制系统中，通过减小开环增益K可使（）A.精度提高，稳定性提…大工15春《机械控制工程基础》在线作业1满分答案一、单选题1.对控制系统的基本要求是（）A.快速性B.稳定性C.准确性D.以上都正确正确答案:D2.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（）A.最优控制B.系统辨识C.系统校正D.自适…就爱阅读网友整理上传,为您提供最全的知识大全,期待您的分享，转载请注明出处。
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详细信息: 若要使他人能够在远程计算机上查看此特定错误消息的详细信息，请在位于当前 Web 应用程序根目录下的“web.config”配置文件中创建一个 &customErrors& 标记。然后应将此 &customErrors& 标记的“mode”属性设置为“Off”。
&!-- Web.Config 配置文件 --&
&configuration&
&system.web&
&customErrors mode=&Off&/&
&/system.web&
&/configuration&
注释: 通过修改应用程序的 &customErrors& 配置标记的“defaultRedirect”属性，使之指向自定义错误页的 URL，可以用自定义错误页替换所看到的当前错误页。
&!-- Web.Config 配置文件 --&
&configuration&
&system.web&
&customErrors mode=&RemoteOnly& defaultRedirect=&mycustompage.htm&/&
&/system.web&
&/configuration&