内蒙古科技大学机械工程控制基础

………… …__…__线_订__装__…__…__…__线_订：装名…姓…生…学线订装…………师教考监交并一纸题答与须卷试…：…号…学…生线学订_装__…__…__…_线__订__装__…__…级…班线生订学装………………内蒙古科技大学2006 /2007 学年第一学期 《机械工程控制基础》考试试题A卷

课程号：040317

考试方式：闭卷

使用专业、年级：装备06－1、2班

任课教师：乔文刚

考试时间：

备 注：

一、名词解释（每题4分，共16分）

1、反馈控制原理

2、对控制系统的基本性能要求 3、频率特性 4、稳定性量 二、简答题：（1、2题各8分，3、4、5各5分，共31分） 1、试举出日常生活中闭环控制系统实例，并简述工作原理。

G(s)?102、求（

s(0.2s?1)(0.02s?1)）的拉氏反变换

3、一阶系统传递函数为 求系统的时间常数T和增益K 4、控制系统稳定的充分必要条件

5、系统对斜坡输入的ess为o，该系统属于何型系统 三、（12分）求下图所示系统的传递函数：

四、（20分）

已知系统传递函数为：

试绘制其频率特性的Bode图 五、（15分） 如图所示系统

试确定K值稳定范围

六、如图系统、欲使系统的最大超调量等于0.12，峰值时间等于1秒，试确

1

□□□□□□□□□□□□定增益K和Kh的数值。并求上升时间tr和稳态时间tp 系统的输入端加上一个正弦信号X(t)?Asinwt，并将系统的输入与输出信号同时连接在示波器上，波形稳定后，观测到图形如下图所示的图形，设系统的传递函数为G（s），则由图写出G(jw)=？

8、G(s)?1?0.1ss2，其相频特性G（jw）=? 二、求下图所示系统的传递函数（10分）

三、（10分）

求F(s)?2s?12s2?2s?5的拉氏反变换

四、（10分）

2

………… …__…__线_订__装__…__…__…__线_订：装名…姓…生…学线订装…………师教考监交并一纸题答与须卷试…：…号…学…生线学订_装__…__…__…_线__订__装__…__…级…班线生订学装………………如图所示方块图，通过简化方块图，求出传递函数。

五、画图。（15分）

已知系统闭环传递函数为G(s)?10s(0.2s?1)(0.02s?1)，画其Bode

图。

六、（12分）

设单位负反馈控制系统的开环传递函数G(s)?Kv，

(s2ssw2?2??1)nwn其中无阻尼自然频率wn=90 1/秒，阻尼比??0.2，试用劳斯稳定

判据确定速度常数Kv值多大时，系统是稳定的。

七、（15分）

设一个带速度反馈的伺服系统，其方块图如图示，欲使系统的最大超

调量Mp=0.3，峰值时间tp=0.8秒，试确定增益Kv和Kh的数值，并

确定在此Kv和Kh数值下，系统的上升时间tr和调整时间ts。

《机械控制工程基础1》试卷

一、 填空（ 每小题5分，共40分）

3

□□□□□□□□□□□□得分 评卷人 复查人 1、机械工程控制论是研究机械工程技术中广义系统的 问题。

2、已知系统的传递函数为G(s)?Ke??s ，则其幅频特性

s(Ts?1)G(j?)? 3、某系统传递函数为1s2，在输入r(t)?2sin?t作用下，输出

稳态分量的幅值为 。

4、线性系统的频率响应是指系统在 作用下，系统的稳态输出。

5、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S平面的极点数有 个。 6、一阶系统传递函数GK(s)?该系统可以看成

由 和 两环节串联而成。

7、控制系统的基本要求主要有： ，

， 。

8、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为 。

4

Ke??s，2s?1二、系统结构图如下图所示，求

C(s) （15分） R(s)

三、已知单位反馈系统的开环传递函数为GK(s)?0.2K(s?1)，

s(s?1)(s?7)确定使系统稳定时参数K的取值范围。（15分）

四、设某一系统在零初始条件下的单位阶跃响应为

y(t)?1?0.2e?60t?1.2e?10t，求该系统的单位脉冲响应、阻尼

比、以及自然振荡频率。（本题满分15分）

10，求

s(0.2s?1)2系统的幅值穿越频率、相位穿越频率、幅值裕度、相位裕度、并判断闭环系统的稳定性。（15分）

五、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?

2010年秋季《机械控制工程基础1》试卷A答案

一、填空（ 每小题5分，共40分）

1、机械工程控制论是研究机械工程技术中广义系统的 动力学 问题。 2、已知系统的传递函数为G(s)?Ke??s ，则其幅频特性

s(Ts?1)G(j?)?K??T???12

3、某系统传递函数为12

s2，在输入

r(t)?2sin?t作用下，输出稳态

分量的幅值为 2/ω 。

4、线性系统的频率响应是指系统在 谐波信号 作用下，系统的稳态输出。

5

5、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S平面，其开环频率特性曲线如图1.5所示，则该系统位于右半S平面的极点数有 0 个。 6、一阶系统传递函数GK(s)?系统可以看成

由 惯性 和 延时 两环节串联而成。

7、控制系统的基本要求主要有： 稳定性 ， 快速性 ， 准确性 。

8、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为 反馈 。

Ke??s，该2s?1第二题：（15分）

G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)C(S)?R(S)1?G1(s)G2(s)?G2(s)G3(s)?G3(s)G4(s)?G1(s)G2(s)G3(s)G4(

6

第三题：（15分）

闭环传递函数为：G?1)B(s)?0.2K(ss3?6s2?(0.2K?7)s?0.2K K?42 闭环系统稳定。 第四题：（15分）

系

统传递函数为

10.21.2G(s)?Y(s)s?s?60?X(s) ?s?101s

?1?0.2s1.2s6001212s?60?s?10 ?s2?70s?600?s?10?s?60单位脉冲响应为： y(t)?12e?10t?12e?60t 阻尼比：??702??70?76?7126 n2062频率：?n?600?106

第五题：（15分）

?G(j??g)??2?2arctan(0.2?g)??? 则?1g?0.2?5

G(j?10c)??.2?2?1 则：?c[(0c)?1]c?5 r????2?2arctan(0.2?c)?0

K1/G(j?10g?c)??[(0.2?2?1 gg)?1]

7

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