机械工程控制基础复习题.docx

《机械工程控制基础复习题.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1．设温度计能在一分钟指示出响应值的98％，并且假定温度计为一阶系统，传递函数为1，求时间常数T。如果将温度计放在澡盆内，澡盆中水温以10/min的速度G(s)Ts1线性变化，求温度计的误差是多大？解：（1）因为一阶系统1的单位阶跃响应函数为G(s)Ts1txo(t)1eT1令t1min，xo(t)0.98，即0.981eT解得T0.256min1（2）因为一阶系统G(s)，在r(t)At10t作用下得时间响应Ts1x0r(t)L1[G(s)R(s)]L1[110]Ts1s2t10(tTTeT)t所以(

2、)()xort()t10t10(TeT)etrtTtt10T(1eT)2.56(1e0.256)当t1min时，e(t)2.53C2.已知系统的闭环传递函数为40KGB(s)40s40Ks314s2试确定系统稳定时K值的取值范围。系统的特征方程为D(s)s314s240s40K0其劳斯表如下s3140s21440Ks114404K0014s040K根据劳斯判据的充要条件可知：若系统稳定，劳斯表的第一列元素均大于0即144040K1440K00解之得0K143．已知控制系统的开环传递函数为G(s)H

3、(s)101)(s5)s(s试画出其对数幅频特性图，并求出其相位裕度和幅值裕度Kg（dB）。系统的频率特性为G(j)H(j)102j(j1)(j5)j(j1)(0.2j1)系统由比例环节2、积分环节1、两个惯性环节1、1组成。ss10.2s1其转折频率分别为1和5，因此，过（1，20lg2）作斜率为－20dB/dec的直线，以后遇到转折频率1，即惯性环节1斜率变化－20dB/dec，遇到转折频率5，即惯性环节1s1，斜率再变化－20dB/dec。由图可知剪切频率在1～5之间，而此段直线斜率为0.2s1

4、－40dB/dec，图略，所以40lgc/140lgc/120lgG(j1)H(j1)2.84解得c1.187s-1180(c)180(90arctan1.178arctan0.21.178)27由G(jg)H(jg)(90arctanarctan0.2)gg解得g5则Kg（dB）＝20lgG(jg)H(jg)9.5dB4.单位反馈系统的开环传递函数为GK(s)Ks(s1)(s5)其斜坡函数输入时，系统的稳态误差ess0.01，试求K值。解：由于是单位反馈系统，所以essss，该系统含有一个积分环节，

5、故为Ⅰ型系统，化为标准型得GK(s)K/51)(0.2s1)s(s其增益为K/5在斜坡函数输入时essssK0.015所以K5005．某系统如题40图所示，试求其无阻尼自振角频率n，阻尼比，超调量Mp，峰值时间tp，调整时间ts（进入5%的误差带）。解：由图得系统的传递函数为100Xo(s)s(50s4)52s250Xi(s)11000.0220.25s1s(50s4)所以n0.2（rad/s），20.12Mpe52.7%tp1216.3（s）n（5%的误差带）ts375（s）n6．设单位反馈系统的开环

6、传递函数为GK(s)K，其中无阻尼自振角频率s(s2s221)nnn90s-1，阻尼比0.2，试确定K为多大时系统才能稳定。解：该系统的闭环传递函数为：K2GK(s)s(s22s1)KnnGB(s)K121GK(s)132sK2s2sss21)nns(2nn该系统的特征方程为：D(s)12s32s2sK0，将n90，0.2代入该nn特征方程，得s32ns2n2sn2Ks336s28100s8100K0建立Routh表如下：s3s2s13681008100K36s0系统稳定，由Routh判据，知36810

7、08100K0，K3636，K0，综合得0K36K7．设单位反馈系统的开环传递函数为GK(s)，试确定当系统的幅值裕s(s1)(0.1s1)度Kg20dB的K值。解：开环传递函数的频率特性为：G(jKKjK(10.12))H(j)1.212(10.12)23(10.12)2j(1j0.1)(1j)1.21令V()K(10.12)0，得相位交界频率10。3(10.12)2g1.21GK(j)g1K0.04K，gg21g211K20lg20，得K1.1118.已知某系统的传递函数方框图如题43图所示，其中，

8、Xi(s)为输入，Xo(s)为输出，N(s)为干扰，试求，G(s)为何值时，系统可以消除干扰的影响。N(s)G(s)k4Xi(s)＋－k3Xo(s)k1k2s＋－Ts1＋解：令Xi(s)0，求出干扰的输出XoN(s)，令XoN(s)0k2k3k3k1sXoN(s)N(s)Ts1sG(s)k4N(s)0k2k3k3k21k1Ts1s1sk1Ts1从而解得：G(s)k4(Ts1)k1k2。