機(jī)械控制工程基礎(chǔ)第三章 復(fù)習(xí)題及答案

《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)第三章 復(fù)習(xí)題及答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)第三章 復(fù)習(xí)題及答案（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、- 題目：時(shí)間響應(yīng)由和兩局部組成。 分析與提示：時(shí)間響應(yīng)由瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩局部組成。 答案：瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 題目：系統(tǒng)的輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程，稱為。 分析與提示：瞬態(tài)響應(yīng)，指系統(tǒng)在*一輸入信號作用下，系統(tǒng)的輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。 答案：瞬態(tài)響應(yīng) 題目：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動性質(zhì)可分為與。 分析與提示：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動性質(zhì)可分為自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)。 答案：自由響應(yīng)、強(qiáng)迫響應(yīng) 題目：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動來源可分為與。 分析與提示：系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)可從兩方面分類，按振動性質(zhì)可分為自由響應(yīng)與強(qiáng)

2、迫響應(yīng)；按振動來源可分為零輸入響應(yīng)(即由"無輸入時(shí)系統(tǒng)的初態(tài)〞引起的自由響應(yīng))與零狀態(tài)響應(yīng)(即僅由輸入引起的響應(yīng))。 答案：零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng) 題目：系統(tǒng)微分方程的特解就是系統(tǒng)由輸入引起的輸出(響應(yīng))，工程上稱為。 分析與提示：初始條件及輸入信號產(chǎn)生的時(shí)間響應(yīng)就是微分方程的全解。包含通解和特解兩個局部。通解完全由初始條件引起的，它是一個瞬態(tài)過程，工程上稱為自然響應(yīng) (如機(jī)械振動中的自由振動)。特解只由輸入決定，特解就是系統(tǒng)由輸入引起的輸出(響應(yīng))，工程上稱為強(qiáng)迫響應(yīng) (如機(jī)械振動中的強(qiáng)迫振動)。 答案：強(qiáng)迫響應(yīng) 題目：系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)不僅取決于系統(tǒng)本身的特性，還與外加的形式有關(guān)。

3、 分析與提示：系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)不僅取決于系統(tǒng)本身的特性，還與外加輸入信號的形式有關(guān)。 答案：輸入信號 題目：單位階躍信號的拉氏變換為【 】 A、 B、 C、1 D、 分析與提示：熟練掌握典型信號的拉氏變換。B為單位斜坡信號的拉氏變換，C為單位沖擊信號的拉是變換。 答案：A 題目：選取輸入信號應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個方面，輸入信號應(yīng)當(dāng)具有，能夠反映系統(tǒng)工作的大局部實(shí)際情況。 分析與提示：選取輸入信號應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個方面，輸入信號應(yīng)當(dāng)具有典型性，能夠反映系統(tǒng)工作的大局部實(shí)際情況。 答案：典型性 題目：選取輸

4、入信號時(shí)，輸入信號的形式應(yīng)當(dāng)盡可能。 分析與提示：選取輸入信號時(shí)，輸入信號的形式應(yīng)當(dāng)盡可能簡單。 答案：簡單 題目：是使用得最為廣泛的常用輸入信號。 分析與提示：單位脈沖函數(shù)、單位階躍函數(shù)、單位斜坡函數(shù)、單位拋物線函數(shù) 都為常用輸入信號時(shí)，單位脈沖函數(shù)是使用得最為廣泛的常用輸入信號。 答案：單位脈沖函數(shù) 題目：設(shè)一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時(shí)間常數(shù)和增益分別是【 】 A． 2，3 B．2，3/2 C． 2/5，3/5 D． 5/2，3/2 分析與提示：一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為。，其時(shí)間常數(shù)和增益分別為2/5，3/5 答案：

5、C 題目：*系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為 【 】 A. B. C. D. 分析與提示：這是一個一階系統(tǒng)，一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為，其中T時(shí)間常數(shù)為0.5，k比例系數(shù)為2。得單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為 答案：D 題目：設(shè)溫度計(jì)能在1分鐘內(nèi)指示出響應(yīng)值的98%，并且假設(shè)溫度計(jì)為一階系統(tǒng)，傳遞函數(shù)為，求時(shí)間常數(shù)。如果將此溫度計(jì)放在澡盆內(nèi)，澡盆的溫度依10℃/min的速度線性變化，求溫度計(jì)的誤差是多大. 分析與提示：溫度計(jì)的輸入信號為單位階躍信號，由傳遞函數(shù)可得到單位階躍信號的響應(yīng)，1分鐘內(nèi)指示出響應(yīng)值

6、的98%可得到時(shí)間常數(shù)。誤差為理想輸出與實(shí)際輸出之差。 答案：〔1〕因一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)函數(shù)為，令t=1，，即 解得T=0.256min 〔2〕因一階系統(tǒng)在輸入信號作用下的時(shí)間響應(yīng)為 所以有 當(dāng)t=1min時(shí)，℃ 題目：系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為 〔1〕求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)； 〔2〕確定系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。 分析與提示：〔1〕系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可由單位脈沖響應(yīng)函數(shù)函數(shù)的拉氏變換得到；〔2〕幾個典型信號之間具有積分微分關(guān)系，則其輸出也具有積分微分關(guān)系。 答案：〔1〕對單位脈沖函數(shù)作拉氏變換 〔2〕由于單位階躍函數(shù)是單位脈沖函數(shù)的積分，因此單位階躍響應(yīng)就是單位脈沖響應(yīng)的積分，即

7、 題目：一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是【 】 A． -7 B．3.5 C． 2 D． 1/7 分析與提示：一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是為1/T，又 即T=0.5，單位階躍響應(yīng)曲線在時(shí)的切線斜率是為2 答案：C 題目：二次臨界阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)具有如下特征 【 】 A. 實(shí)部為零的共軛復(fù)數(shù) B. 相等的負(fù)實(shí)數(shù) C. 相等的正實(shí)數(shù) D. 正、負(fù)兩實(shí)數(shù) 分析與提示：二次臨界阻尼系統(tǒng)具有

8、的一對相等的負(fù)實(shí)數(shù)根。 答案：B 題目：當(dāng)阻尼比為時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為持續(xù)的等幅振蕩。 分析與提示：當(dāng)阻尼比為零時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為持續(xù)的等幅振蕩。 答案：零 題目：機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的阻尼比是【 】 A． 0.25 B．0.5 C． 1 D． 2 分析與提示：二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為，由題意有 解得 答案：A 題目：二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性完全由固有頻率和兩個特征量來描述。 分析與提示：二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性完全由固有頻率和阻尼比兩個特征量來描述。 答案：阻尼比 題目

9、：二次欠阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)具有如下特征 【 】 A. 實(shí)部為負(fù)的共軛復(fù)數(shù) B. 相等的負(fù)實(shí)數(shù) C. 實(shí)部為零的共軛復(fù)數(shù) D. 正、負(fù)兩實(shí)數(shù) 分析與提示：二次欠阻尼系統(tǒng)具有的一對極點(diǎn)為實(shí)部為負(fù)的共軛復(fù)數(shù)。 答案：A 題目：二階系統(tǒng)的阻尼比ζ=0.5, 無阻尼固有頻率ωn，則系統(tǒng)的阻尼自然頻率ωd為【 】 A. B． C. D． 分析與提示：阻尼固有頻率為。 答案：D 題目：證明以下圖所示的系統(tǒng)是一個簡單的二

10、階系統(tǒng)，并求其無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率和阻尼比。 分析與提示：首先根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)框圖，化簡得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)，再根據(jù)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式，可得到其特征參數(shù)。 答案：簡化傳遞函數(shù)框圖，有 顯然，這是一個簡單的二階系統(tǒng)。比較二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式，其無阻尼固有頻率為，因 得其阻尼比為 有阻尼固有頻率為 題目：系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為 求： 〔1〕該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)； 〔2〕系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼固有頻率。 分析與提示：系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入拉氏變換之比即得到傳遞函數(shù)，再由傳遞函數(shù)可得特征參數(shù)。 答案：因 ， 所以 ， （1） 傳遞函數(shù)為 〔2〕這是一個典型的

11、二階系統(tǒng)，其中 于是 題目：當(dāng)阻尼比時(shí)，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線具有什么特點(diǎn)。【 】 A.等幅振蕩 B．指數(shù)單調(diào)上升 C.振幅按指數(shù)曲線衰減振蕩 D．指數(shù)單調(diào)下降 分析與提示：當(dāng)阻尼比時(shí)，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為直屬單調(diào)上升。 答案：B 題目：工程上通常使在之間，其超調(diào)不大，過渡過程較短。 分析與提示：工程上通常使在04.-0.8之間，其超調(diào)不大，過渡過程較短。 答案： 題目：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線具有什么特點(diǎn)【 】 A.增幅的正弦振蕩曲線

12、 B．減幅的正弦振蕩曲線 C.指數(shù)衰減的振蕩曲線 D．指數(shù)增加的振蕩曲線 分析與提示：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線。 答案：B 題目：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線，且愈小，衰減愈慢，振蕩頻率愈大，故欠阻尼系統(tǒng)又稱為。 分析與提示：欠阻尼系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線是減幅的正弦振蕩曲線，且愈小，衰減愈慢，振蕩頻率愈大，故欠阻尼系統(tǒng)又稱為二階振蕩系統(tǒng) 答案：二階振蕩系統(tǒng) 題目：負(fù)阻尼表示系統(tǒng)對能量的。 分析與提示：負(fù)阻尼表示系統(tǒng)對能量的補(bǔ)充。 答案：補(bǔ)充 題目：單位脈沖函數(shù)是單位階躍函數(shù)對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)

13、，所以單位脈沖的時(shí)間響應(yīng)也可以由單位階躍響應(yīng)進(jìn)展微分獲得 分析與提示：單位脈沖函數(shù)是單位階躍函數(shù)對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，所以單位脈沖的時(shí)間響應(yīng)也可以由單位階躍響應(yīng)進(jìn)展獲得。 答案：微分 題目：二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，則當(dāng)阻尼比時(shí)，其單位脈沖響應(yīng)為。 分析與提示：當(dāng)阻尼比，其單位脈沖響應(yīng)為等幅振蕩，振蕩頻率為無阻尼固有頻率。 答案： 題目：要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時(shí)間，可以采取的措施是【 】 A． 不變，增大 B．不變，減小 C． 減小，增大 D． 減小，增大 題目：要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的最大超調(diào)量，可以采取的措施是【 】

14、 A． 不變，增大 B．不變，減小 C． 不變，減小 D． 不變，增大 題型：多項(xiàng)選擇題 題目：二階系統(tǒng)中能反映系統(tǒng)響應(yīng)的快速性的性能指標(biāo)有 【 】 A.上升時(shí)間 B.峰值時(shí)間 C.調(diào)整時(shí)間 D.超調(diào)量 題目：設(shè)單位負(fù)反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的上升時(shí)間、峰值時(shí)間、超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間。 題目：要使以下圖所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量等于25%，峰值時(shí)間為2秒，是確定K和Kt 題目：系統(tǒng)的誤差又可分為 和。 分析與提示：系統(tǒng)的誤差又可分為穩(wěn)態(tài)誤差和動態(tài)誤差。 答案

15、：穩(wěn)態(tài)誤差、動態(tài)誤差 題目：穩(wěn)態(tài)誤差是誤差信號的，其數(shù)學(xué)定義是。 分析與提示：穩(wěn)態(tài)誤差是誤差信號的穩(wěn)態(tài)分量，其數(shù)學(xué)定義是。 答案：穩(wěn)態(tài)分量、 題目：一閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)為 【 】 A.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為10 B.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為10 C.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為5 D.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為5 分析與提示：化為系統(tǒng)型別的標(biāo)準(zhǔn)形式為 答案：C 題目：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的型次和_開環(huán)增益_________，系統(tǒng)的瞬態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的__零極點(diǎn)分布。 分析與提示：系統(tǒng)的

16、穩(wěn)態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的型次和開環(huán)增益，系統(tǒng)的瞬態(tài)性能主要取決于系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布。 答案：開環(huán)增益、零極點(diǎn)分布 題目：兩個系統(tǒng)如以下圖所示，當(dāng)輸入信號為時(shí)，求兩系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 分析與提示：首先將系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)形式，輸入信號為階躍信號、斜波信號和加速度信號的線性和，故其穩(wěn)態(tài)誤差也為這三局部之和。 答案：〔1〕系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為 系統(tǒng)a： 系統(tǒng)b： 〔2〕計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差 兩個系統(tǒng)均為單位反響系統(tǒng)，因此，穩(wěn)態(tài)誤差分別與其穩(wěn)態(tài)偏差相等。 系統(tǒng)a為Ⅰ型系統(tǒng)，其 系統(tǒng)a為Ⅱ型系統(tǒng)，其 題目：化簡系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。 . z.