机械控制工程基础期末试卷答案2 .doc

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1、机械工程控制基础期末试卷一.填空题(每小题2.5分，共25分)1．对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性和准确性。2．按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环系统和闭环系统。3．在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。4．误差响应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1Ts1的单位阶跃响应的表达是。6．有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。7．频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。8．稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与的类型有关。9．脉冲信号可以用来反映系统的。10.阶跃信号的拉氏变

2、换是。二．图1为利用加热器控制炉温的反馈系炉统温（控制系10统分）-+电炉Ug+-减速器热电偶-+给定毫伏信号UeUf电压放大功率放大自偶调压器加热器可逆电机~220V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。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，并求该电路的传递函数（10分）uiRu0uiCRu0图2(a)(b)uiLCu0(c)《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷四、求拉氏变换与反变换(10分)1．求[0.5tet]（5分）2．求13s[(s1)(s2)]（5分）五、化简

3、图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷H2(S)Xi(S)XO(S)G1(S)G2(S)G3(S)H1(S)图3《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷六、图4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4(a)中xo(t)是输出位移。当外力f(t)施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如图4（b）所示。试求：1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分)2）该系统的自由频率n、阻尼比；(2分)3）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C

4、、弹簧刚度k；（3分）4）时间响应性能指标：上升时间ts、调整时间tr、稳态误差ess（5分）。x0f(t)x0(t)0.095k1.0cmt024图4(a)机械系统图4（b）响应曲线图4《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷七、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数10Gk5s1，则该系统在单位脉冲、《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷单位阶跃和单位恒速信号（斜坡信号）作用下的稳态误差ess分别是多

5、少？（10分）《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷八、设有如图5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（10分）。《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷Xi(s)1×-sk(s1)(s5)X0(s)Ts1X(s)《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷图5二.填空题(每小题2分，共20分)10.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性和准确性。《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷10.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统

6、。11.《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷10.在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。11.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。《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷12.一阶系统1Ts的单位阶跃响应的表达是11et/T。《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷13.有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。14.频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。15.稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。16

7、.脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。10.阶跃信号的拉氏变换是1/s。二．图1为利用加热器控制炉温的反馈炉系统温（控制系10统分）-++U电炉-g减速器《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷热电偶加热器给定毫-伏信号Uf+电压功率Ue放大放大可逆电机自偶调压器~220V《机械控制工程基础》试卷第13页共12页机械工程控制基础期末试卷图1炉温控制结构图试求系统的输出量、输入量、被控对象和