机械控制工程基础与应用考试复习资料

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1、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的作用时，试求系统的稳态输出。(15分)解：然后通过频率特性求出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)解：（1），(2)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)311.写出开环传递函数G(s)的表达式；(5分)2.概略绘制系统的Ny

2、quist图。(5分)1．2．五．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.求传递函数及。(10分)六．系统如图5所示，为单位阶跃函数，试求：(10分)311.系统的阻尼比和无阻尼自然频率。(5分)2.动态性能指标：超调量Mp和调节时间。(5分)1．2．七．如图6所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下时，K的数值。(10分)由劳斯判据：第一列系数大于零，则系统稳定得又有：≤2.25可得：K≥44≤K＜54八．已知单位反馈系统的闭环传递函数，试求系统的相位裕量。(10分)解：系统的开环传递函数为，解得31三、设系统的闭环

3、传递函数为Gc(s)=，试求最大超调量σ％=9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn的值。解：∵=9.6%∴ξ=0.6∵tp=＝0.2∴ωn=19.6rad/s四、设一系统的闭环传递函数为Gc(s)=，试求最大超调量σ％=5%、调整时间ts=2秒(△=0.05)时的闭环传递函数的参数ξ和ωn的值。解：∵=5%∴ξ=0.69∵ts=＝2∴ωn=2.17rad/s五、设单位负反馈系统的开环传递函数为求（1）系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn；（2）系统的峰值时间tp、超调量σ％、调整时间tS(△=0.02)；31解：系统闭环传递函数与标准形

4、式对比，可知，故，又六、某系统如下图所示，试求其无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，超调量σ％，峰值时间，调整时间(△=0.02)。解：对于上图所示系统，首先应求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。与标准形式对比，可知，31七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：求：(1)试确定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为时，系统的稳态误差。解：（1）将传递函数化成标准形式可见，v＝1，这是一个I型系统开环增益K＝50；（2）讨论输入信号，，即A＝1，B＝3根据表3—4，误差八、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：求：(1)试确

5、定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为时，系统的稳态误差。31解：（1）将传递函数化成标准形式可见，v＝2，这是一个II型系统开环增益K＝100；（2）讨论输入信号，，即A＝5，B＝2,C=4根据表3—4，误差九、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下：求：(1)试确定系统的型次v和开环增益K；（2）试求输入为时，系统的稳态误差。解：（1）该传递函数已经为标准形式可见，v＝0，这是一个0型系统开环增益K＝20；（2）讨论输入信号，，即A＝2，B＝5，C=2根据表3—4，误差十、设系统特征方程为s4+2s3+3s2+4s+5=0试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判

6、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=2，a2=3，a1=4，a031=5均大于零，且有所以，此系统是不稳定的。十一、设系统特征方程为试用劳斯-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=6，a2=12，a1=10，a0=3均大于零，且有31所以，此系统是稳定的。十二、设系统特征方程为试用劳斯-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，且有所以，此系统是不稳定的。十三、设系统特征方程为试用劳斯-赫尔维茨

7、稳定判据判别该系统的稳定性。解：（1）用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a3=2,a2=4,a1=6,a031=1均大于零，且有所以，此系统是稳定的。十四、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。解：该系统开环增益K＝30；有一个积分环节，即v＝1；低频渐近线通过（1，20lg30）这点，斜率为－20dB/dec；有一个惯性环节，对应转折频率为，斜率增加－20dB/dec。系统对数幅频特性曲线如下所示。L(w)/dB20dB/dec0w/(rad/s)5040dB/dec120lg3031十五、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。

8、解：该系统开环增益K＝100；有一个积分环节，即v＝