机械控制工程总复习题

已知F(s)?s?2?1?t32LF(s)?e(t?2t?2)?2 ，则??32s(s?1)求微分方程x?(t)?2x(t)?0满足初始条件x(0)?3的解。 提示： X(s)?3/(s?2)，x(t)?L?1[X(s)]?L?1[

1、系统的方框图如图所示，求N(s)?0时系统的传递函数C(s)及R(s)?0时系统

R(s)3]?3e?2t s?2传递函数C(s)。

N(s)

答案：N(s)?0时，C(s)?R(s)(1?G1)G2G31?G2?G1G2G3；R(s)?0时，C(s)?N(s)G3(1?G2)1?G2?G1G2G3

2、求系统的传递函数C(s)/R(s)。

2、求系统的传递函数C(s)/R(s)。

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答案：C(s)?R(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)

1?G1(s)G2(s)?G2(s)G3(s)?G3(s)G4(s)?G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)2、求传递函数Y(s)/R(s)

提示：Y(s)?R(s)A(s)B(s)C(s)D(s)

1?A(s)B(s)?B(s)C(s)?C(s)D(s)?A(s)B(s)C(s)D(s)2、求系统的传递函数C(s)/R(s)。

提示：

G1G2?(1?H)G31?H?G1?G2?G1G2?G3H

4，求这个系统的单位阶跃响s(s?5)2、设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?应。 提示：C(s)?414111?????

s(s?1)(S?4)s3s?13s?4

41c(t)?1?e?t?e?4t

333、已知单位负反馈控制系统，开环对数幅频特性如图所示，试求（1）单位斜坡输入时的稳态误差ess的值；（2）调整时间ts(取??500)；（3）最大超调量

Mp；（4）穿越频率?c；（4）相位裕量?(?c)

提示：

GK(s)?10s(s?1)?n?3??0.158

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ess?0.1ts?6sMP?6000 ?C?3.16?(?C)?17.560

4、图示机械系统，当受到F?3N力的作用时，位移x(t)的阶跃响应如图所示，试确定机械系统的参数m、K、B的值。

提示：G(s)?1/(ms2?Bs?K)

k?300(N/m)??0.6m?78.09(kg)?n?1.96(rad/s)

B?183.5(N?S/m)

6、已知某控制系统方框图如图所示（a），其单位阶跃响应曲线如图（b）所示，试求（1）参数K、T1、T2的大小；（2）若输入信号为xi(t)?2，求稳态误差ess。

提示：GB(s)?MP?eK?,n?T1?T2?,?T?(1T2TTs?(T?T)s?11212?0.25???， tp?2，)TT/212K?0.9 5??n?

???/1??2??n1??2?17、已知某控制系统方框图如图所示，试确定能使系统稳定的反馈参数K的取值范围。

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提示：K?0

8、系统方框图如图所示，要求超调量MP?16.300，峰值时间tp?1s，求放大器倍数K和反馈校正微分时间常数?。

提示：系统闭环传递函数

GB(s)?10Ks2?(1?10?)s?10K1??2

MP?e???/?0.163?0.5

tp?210K??n??n1??2?1??n?3.63(rad/s)

1?10K?2??n?K?1.32,??0.263s

9、某最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示 。试确定该系统的开环传递函数以及频率特性。

提示：系统的开环传递函数为：

G(s)H(s)?(s?1)s(2.5s?1)(0.1s?1)2 A(?)??2?1?6.25??1?(0.01??1)22?(?)?arctan???/2

?arctan2.5??2arctan0.1?

10、设某一系统在零初始条件下的单位阶跃响应为：c(t)?1?0.2e?60t?1.2e?10t，试

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求：(1) 试求该系统的单位脉冲响应。(2) 求该系统的阻尼比和自然振荡频率。 提示：c?(t)(t)?dc1(t)dt?12e?10t?12e?60t，G(s)?600,?n?106,??76/12s2?70s?600

10、零初始条件下，设某一系统在单位脉冲?(t)作用下的响应函数为： y(t)?5e?2t?10e?5t，（1） 根据传递函数的定义，试求该系统的传递函数。（2）求该系统的微分方程模型。 提示：G(s)?L[y(t)]?L[x(t)]30s?45，y??(t)?7y?(t)?10y(t)?30x?(t)?45x(t) 2s?7s?1010、确定图示闭环系统稳定时参数?的取值范围。

提示：G(s)?10(?s?1),??1

s3?s2?10?s?10

10、最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，确定该系统的开环传递函数。并确定单位负反馈闭环系统的稳定性。

提示：系统的开环传递函数为：

25(0.1s?1)2G(s)H(s)?s(5s?1)

闭环系统不稳定。

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