机械控制工程基础习题

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1、第一章1．试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。2．如题图1-1（a）、（b）所示两水位控制系统，要求：画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）；分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。图1-13．如题图1-2所示炉温控制系统，要求（1）指出系统输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图；（2）说明该系统是怎样得到消除或减少偏差的。图1-24．举出五个身边控制系统的例子，试用职能方块图说明其基本原理，并指出是开环还是闭环。5．双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意

2、让别人给你开环控制的沐浴器吗？1第二章1．试求下列函数的拉氏变换(1)f(t)(4t5)(t)(t2)1(t)(2)f(t)6sin(3t45)1(t)46t(3)f(t)e(cos8t0.25sin8t)2．试求下列函数的拉氏反变换s1（1）F(S)(s2)(s3)se（2）F(S)s1s（3）F(S)2(s1)(s2)4（4）F(S)2ss43．对题图2-1所示的控制系统，计算，。图2-14．系统结构如题图2-2所示。试分别用结构图化简方法和梅逊公式法求传递函数。图2-25．系统结构图如题图2-3所示。求传递函数及。

3、2图2-36．试列写题图2-4所示双输入-双输出机械位移系统的微分方程并画出系统结构图。图2-4第三章1．考虑一个单位反馈控制系统，其闭环传递函数为（1）试确定其开环传递函数G(s)。（2）求单位斜坡输入时的稳态误差。2.已知单位反馈系统的单位阶跃响应为，求（1）开环传递函数；（2）；3（3）在作用下的稳态误差。3．设单位反馈控制系统的开环传递函数为，已知系统在单位阶跃作用下的误差响应为。试求系统的阻尼比，自然频率和在单位斜坡输入作用下的稳态误差。4．设题图3-1（a）所示系统的单位阶跃响应曲线如图3-1（b）所示，试确定参数K1、K2和a的数值。(b)题图3-15．设复合控

4、制系统如题图3-2所示，要求：（1）计算扰动n（t）=t引起的稳态误差；（2）设计Kc，使系统在r（t）=t作用下无稳态误差。图3-26．已知系统结构如题图3-3所示，试求：当r（t）=t，n（t）=1（t）时的稳态误差。4图3-37．设单位反馈系统的开环传递函数为500G(S)s(0.1s1)当下列输入时，求其稳态误差2t（1）x(t)i22（2）x(t)12t2ti8．某单位反馈系统，其开环传递函数为10G(S)s(0.1s1)（1）试求静态误差系数k,k,kpvaa22（2）当输入为xi(t)aatt时，试求系统的稳态误差。0129．如图3－4所示

5、系统，当x(t)102t时，试求系统的稳态误差；i当xi(t)sin(6t)时，试求稳态时误差的幅值。图3-410．某系统的方块图如图3－5所示。（1）当输入x(t)10t时，试求其稳态误差；i5图3-52（2）当输入x(t)46t3t时，试求其稳态误差；i第四章1．设控制系统的开环传递函数为试分析不同K值时系统的稳定性;确定当,0.75时系统的幅值裕量。2.最小相角系统对数幅频渐进特性如题图4-1所示，请确定系统的传递函数。题图4-13．系统结构图如题图4-2所示，试用奈魁斯特判据判别其稳定性。图4-24．设单位反馈控制系统的开环传递函数为6绘制时系统的

6、伯德图；确定使系统在闭环时处于临界稳定的速度误差系数；确定幅值裕量为10分贝时的速度误差系数及相应的相角裕量。5．画出下列传递函数的伯德图20（1）G(S)s(0.5s1)(0.1s1)22s（2）G(S)(0.4s1)(0.04s1)50(0.6s1)（3）G(S)2s(4s1)7.5(0.2s1)(s1)（4）G(S)2s(s16s100)6．某单位反馈系统的开环传递函数10G(S)s1试求以下列输入时输出x的稳态响应表达式。o（1）x(t)sin(t30)i（2）x(t)2cos(2t45)i7．某单位反馈系统的开环传递函

7、数1G(S)2s(s1)试求其剪切频率，并求出频率对应的相角c8．试求出下列系统的乃氏图71（1）G(S)(s1)(2s1)1（2）G(S)2s(s1)(2s1)(0.2s1)(0.025s1)（3）G(S)2s(0.005s1)(0.001s1)第五章101．设G(S),H(S)1Ks，试确定闭环系统稳定时的K的临界值。nns(s1)2．对于下列系统，试画出其伯德图，求出相角裕量和增益裕量，并判其稳定性。250（1）G(S)H(S)s(0.03s1)(0.00