《機電控制工程基礎》綜合練習

《機電限制工程基礎》綜合練習

第一章習題

一、填空

1.系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端叫做0

2.有些系統(tǒng)中，將開環(huán)與閉環(huán)結合在一起，這種系統(tǒng)稱為。

3.我們把輸出量干脆或間接地反饋到,形成閉環(huán)參加限制的系統(tǒng)，稱

作o

4.限制的任務事實上就是,使不管是否存在擾動，均能使

的輸出量滿足給定值的要求。

5.系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消逝后，系統(tǒng)能自動復原到原來的工作狀態(tài)

這樣的系統(tǒng)是系統(tǒng)。

6、自動限制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質，可以分為和非線性限制系

統(tǒng)。

7、為了實現(xiàn)閉環(huán)限制，必需對量進行測量，并將測量的結果反饋到輸入端與輸

入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生干脆限制作用去消退o因比，整個限制系統(tǒng)形成

一個閉合回路。我們把輸出量干脆或間接地反饋到端,形成閉環(huán),參加限制的系統(tǒng),

稱作閉環(huán)限制系統(tǒng)。

8、

擾動量

題圖

由圖中系統(tǒng)可知，輸入量干脆經(jīng)過限制器作用于被限制對象，當出現(xiàn)擾動時，沒有人為

干預,輸出量________依據(jù)輸入量所期望的狀態(tài)去工作，圖中系統(tǒng)是一個限制系統(tǒng)。

9、假如系統(tǒng)受擾動后偏離了原工咋狀態(tài)，擾動消逝后，系統(tǒng)能自動復原到原來的工作狀態(tài),

這樣的系統(tǒng)稱為系統(tǒng)，否則為系統(tǒng)。任何一個反饋限制系統(tǒng)能正常工作，

系統(tǒng)必需是的O

二、選擇

1.開環(huán)與閉環(huán)結合在一起的系統(tǒng)稱為。（）

A復合限制系統(tǒng)；B開式限制系統(tǒng)；C閉環(huán)限制系統(tǒng)；D連續(xù)限制系統(tǒng)

2.當，―8時，閉環(huán)反饋限制系統(tǒng)輸出的實際值y（8）與按參考輸入所確定的希望值以（8）

之間的差值叫O()

A微分；B差分；C穩(wěn)態(tài)誤差;D積分

3.把輸出量反饋到系統(tǒng)的輸入端與輸入量相減稱為o()

A反饋；B負反饋；C穩(wěn)態(tài)差誤；D積分

4.機器人手臂運動限制屬于。()

A閉環(huán)限制；B開環(huán)限制C正反饋限制D連續(xù)信號限制

5.自動售貨機限制屬于o()

A閉環(huán)限制;B開環(huán)限制C正反饋限制D連續(xù)信號限制

三、推斷題

1.若系統(tǒng)的輸山量對系統(tǒng)沒有限制作用，則該限制系統(tǒng)稱為開環(huán)限制系統(tǒng)。

2.火炮跟蹤系統(tǒng)屬于開環(huán)限制系統(tǒng)。

3.自動洗衣機屬于閉環(huán)限制系統(tǒng)。

4.步進電機限制刀架進給機構屬于閉環(huán)限制系統(tǒng)。

5.當系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)有限制作用時，系統(tǒng)稱為閉環(huán)限制系統(tǒng)。

其次章習題

一、填空

1.于函數(shù)/(，)，它的拉氏變換的表達式為。

2.單位階躍函數(shù)對時間求導的結果是。

3.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結果是

4.單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換結果為。

5."'的拉氏變換為。

6.F[s]=—!一的原函數(shù)的初值/(0)=,終值/(oo)

s(s+1)

7.已知/⑺的拉氏變換為——二一，則初值/(0)=()。

(s+2)24-4

8.f(t)=e-2,sin2t的拉氏變換為。

9.若耳/(川=F(s)，則L[e-alf(t)]=。

10.若L[f(t)]=F(5)，則Q-2)]=

二、選擇

1.的拉氏變換為()。

2

2.6口的拉氏變換為()。

3.脈沖函數(shù)的拉氏變換為()o

A.0B.8

C.常數(shù)D.變量

4./⑺=56(。，則〃/(，)]=()。

A.5B.1C.0D.-

s+3s+3

5.已知尸(s)=,其原函數(shù)的終值/(1)=

s(s+2)(s~+2s+5)

A.8B.0C.0.6I).0.3

s2+2s+3

6.已知尸(s)=f2-，其原函數(shù)的終值/?)=().

s(s+5s+4)r-x?

A.0B.8c.0.75D.3

7.己知尸(s)=彳其反變換f(t)為()。

s

A.—(/-tzr)B.a-(t-nv)C.a-te~nTD.--(/-nr)

nra

8.已知尸(s)二一!一,其反變換f(t)為().

5(5+1)

A.\-e{B.\+e~rC.l-e-rD.e~l-1

9./?）=sin2f的拉氏變換為（）。

告-a2

A.B.

s+4(S+4)2+4

C.D.3

($+1)2+4

10.圖示函數(shù)的拉氏變換為（）o

三、推斷

1.滿足狄利赫利條件的函數(shù)f⑴的拉普拉斯變換為F（s）="/（川=]7?）1力，積分的

0

結果取決于參數(shù)t和s,F（s）稱為f⑴的象函數(shù)，而f（。為F（s）的原函數(shù)。

2.若網(wǎng)$]=_!_,則/（8）=0。

5-9

3./⑺的拉氏變換為尸[s]=--—，則/（，）為3（1-e-2，）。

s（s+2）

4.單位拋物線函數(shù)為

0r<0]

、八，其拉普拉斯變換結果為與。

r之。5

.2

5.已知/（。=1一/，/（f）的拉氏變換為尸（s）=〃/?）]=1--!—0

ss-2

第三章習題

一、填空

1.描述系統(tǒng)在運動過程中各變量之間相互關系的數(shù)學表達式叫做系統(tǒng)的。

2.在初條件為零時,與之比稱為線

性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。

3.依據(jù)自動限制系統(tǒng)的特性方程式可以將其分為和非線性限制系統(tǒng)。

4.數(shù)學模型是描述系統(tǒng)的數(shù)學表達式，或者說是描述系統(tǒng)內部變量之間關系的

數(shù)學表達式。

5.假如系統(tǒng)的數(shù)學模型,方程是的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。

6._______環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是G（s）=犁一。

X⑻7J+1

7.

R

o

%(￡)CT/?

o

題圖

依據(jù)以上題圖填空，RC+%(，)=%(。

8.運動方程式7也+y(f)=Kx(f)描述的是一個______________。

dt

二、選擇

1.已知線性系統(tǒng)的輸入x(t),輸出y(t),傳遞函數(shù)G(s),則正確的關系是。()

A.y(t)=x(r)?L_,[G(5)]B.Y(S)=G(s)?X(s)

C.X(s)=Y(s)-G(s)D.y(s)=G(s)/X(s)

2.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是o()

A.輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比B.零初始條件下，輸出與輸入之比

C.零初始條件下，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比D.無法求出

3.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為——,則該系統(tǒng)的時域原函數(shù)g(t)是____o()

s(s+1)

A.\+e~{B.\-e~tC.l+e'D.\-e'

4.傳遞函數(shù)G(s)=型="75表示了一個。()

X(s)

A.時滯環(huán)節(jié)B.振蕩環(huán)節(jié)C.微分環(huán)節(jié)D.慣性環(huán)節(jié)

3

5.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為；其單位階躍響應為()

55+1

」JLJL」

A.\-e5B.3-3/C.5-5e'D.5+5e*

6.設有一彈簧、質量、阻尼器機械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f⑴為輸入量，位移y(t)為輸出

量的運動微分方程式可以對圖中系統(tǒng)進行描述，那么這個微分方程的階次是：()

A.1B.2C.3D.4

7.下圖所示的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G?(s)為()。

圖

G+G2）

i+aa+（G+G2）G”21+G341+（G+G2）G〃2

（G+G?）.

c.G（S）=（G+G）G?凡

14-G3-1+G3Hl+（G]+G2）-G3H2

8.以下圖形a為輸入x(t)波形，圖b為輸出y(t)波形，所描述的是一個(）

ab

A.積分環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)D.時滯環(huán)節(jié)

三、推斷

1.數(shù)學模型是描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性的數(shù)學表達式。

2.假如系統(tǒng)的數(shù)學模型方程是線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。

3.線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是指初始條件不為零時，輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換的

比。

4.傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與輸入有關。

5.對于可實現(xiàn)的物理系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分母中s的階次必大于分子中s的階次。

6.傳遞函數(shù)并不反映系統(tǒng)的物理結構。

7.不同的物理系統(tǒng)，可以有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件無關。

8.比例環(huán)節(jié)(放大環(huán)節(jié))的輸出量與輸入量的關系為y《)二心(f),K是一個變量。

=翁*

9.比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為

10.常見的電子放大器，齒輪減速器，杠桿等均屬于比例環(huán)節(jié)。

11.當輸入x(t)為單位階躍信號時，輸出y(t)如圖所示，那么這個系統(tǒng)肯定是一個微分環(huán)

節(jié)。

第四章習題

一、填空

I.電源突然接通，負荷的突然變更，指令的突然轉換等等，均可視為O

2.函數(shù)6⑴可認為是在間斷點上單位階躍函數(shù)對時間的導數(shù)。

3.超調量是指在瞬態(tài)過程中，輸出量的_______值超過穩(wěn)態(tài)或輸入值的百分數(shù)。

4.過渡過程時間或調整時間ts是指_______量與穩(wěn)態(tài)值之間的偏差達到允許范圍(一般

取2%或5%)并維持在此允許范圍以內所需的時間。

5.3n和1這兩個參數(shù)是確定二階系統(tǒng)瞬態(tài)特性的特別重要的參數(shù)，那么可把二階系統(tǒng)的

傳遞函數(shù)寫成含有這兩個參數(shù)的標準式，即o

二、單項選擇

1.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為—一，其時間常數(shù)為_____。()

s+0.25

A.0.25B.4C.2D.1

2.若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.4,則系統(tǒng)的階躍響應為o()

A.等幅振蕩B.衰減振蕩C.振蕩頻率為?！钡恼袷嶥.發(fā)散振蕩

3.二階系統(tǒng)的超調量6%。()

A.只與，有關B.與《無關

c.與以和：無關c.與明和7都有關

4.兩個二階系統(tǒng)的超調量6%相等，則此二系統(tǒng)具有相同的o()

A.conB.，C.KD.cod

5.對二階欠阻尼系統(tǒng)，若保持《不變，而增大口“，則,()

A.影響超調量B.減小調整時間C.增大調整時間D.不影響調整時間

6.某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)可能是(),,

Kcs+dcKn1

A.-----B.------------C.-......D.——

Ts+\(s+〃)(s+b)s~(s+a)s+1

3

7.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為二^-,則該系統(tǒng)在單位脈沖函數(shù)輸入作用下輸出為()。

s(s+3)

A.3(l-e-3/)B.l+e-3zC.l-e-3/D.3(1+1')

8.系統(tǒng)的時間響應由瞬態(tài)響應和兩部分組成。()

A.穩(wěn)態(tài)響應B.暫態(tài)響應C.沖激響應D.頻率響應

9.系統(tǒng)受到外加作用后，系統(tǒng)從初始狀態(tài)到最終穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程稱。()

A.穩(wěn)態(tài)響應B.瞬態(tài)響應C.沖激響應D.頻率響應

10.系統(tǒng)的瞬態(tài)響應反映系統(tǒng)的c()

三、推斷題

1.系統(tǒng)受到外界擾動作用后，其輸出偏離平衡狀態(tài)，當擾動消逝后，經(jīng)過足夠長的時間,

若系統(tǒng)又復原到原平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

2.系統(tǒng)的全部特征根都具有負實部，則系統(tǒng)肯定是穩(wěn)定的。

3.輸出端定義誤差是指希望輸出與實際輸出之差。

4.輸入端定義誤差是指輸入與主反饋信號之差。

5.穩(wěn)態(tài)誤差的表達式是＜=lime(t)=limE(s)。

55rfoSTO

6.系統(tǒng)在外加作用的激勵下，其輸出隨時間變更的函數(shù)關系叫時間響應。

7.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應是指系統(tǒng)受到外加作用后，時間趨于無窮大時，系統(tǒng)的輸出。

8.電源突然接通，負荷的突然變更，指令的突然轉換等，均可視為沖激作用。因此沖激信

號是評價系統(tǒng)瞬態(tài)性能時應用較多的一種典型信號。

9.x(f)=2嚴是單位速度函數(shù)，其拉氏變換為X(s)=4,它表征的是速度勻稱變更的信

253

號。

10.單位脈沖函數(shù)的幅值為無窮大，持續(xù)時間為零是數(shù)學上的假設，在系統(tǒng)分析中很有用處。

第五章習題

一、填空

1.II型系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為。

2.4(口)=2也二帖(/&)|為系統(tǒng)的，它描述系統(tǒng)對不同頻率輸入信號的

xo

穩(wěn)態(tài)響應幅值衰減(或放大)的特性。0(o)=NG(〃y)為系統(tǒng)的,它描述

系統(tǒng)對不同頻率輸入信號相位遲后(。＜0)或超前(。＞0)的特性。

3.頻率響應是響應.

4.對于一階系統(tǒng)，當3由0―8時，矢量D(j<o)______方向旋轉工，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

2

否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。

5.當輸入信號的角頻率3在某一范圍內變更時所得到的一系列頻率的響應稱為這個系統(tǒng)

的O

6.限制系統(tǒng)的時間響應，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個過程。瞬態(tài)過程是指系統(tǒng)從

到接近最終狀態(tài)的響應過程；穩(wěn)態(tài)過程是指時間t趨于時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。

7.若系統(tǒng)輸入為Asintyf,其穩(wěn)態(tài)輸出相應為+。)，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示

為。

二、選擇

1.題圖中R-C電路的幅頻特性為o()

R[(￡)一

o----——|----。

xMdy(t)

A.iB...

C../1tD.：__!__7

Jl-(九y)2\\+T(o\

2.已知系統(tǒng)頻率特性為--,--則---該系統(tǒng)頻率還可表示為()

1-j3co

3.已知系統(tǒng)頻率特性為一!—，當輸入為x(f)=sin2r時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為()

5jco+\

A.sin(2r+^"|56y)B..sin(2r+tg-l5co)

d①2+1

C.sin(2/D..sin(2r-tg-l569)

,25〃+1

4.志向微分環(huán)節(jié)對數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為()

A.20d%℃,通過3=1點的直線B.-20d%℃,通過3=1點的直線

C.一20”%"，通過3=0點的直線D.2()d%ec，通過3=0點的直線

5.開環(huán)傳遞函數(shù)GK(S)的對數(shù)幅頻特性與對數(shù)相頻特性如圖所示，當K增大時：()

-71

圖

A.L（3）向上平移，0（⑼不變B.L（（o）向上平移，。（助向上平移

C.L（3）向下平移，穴⑼不變D.L（co）向下平移，0（助向下平移

三、推斷

1.已知系統(tǒng)頻率特性為七二，則該系統(tǒng)可表示為「一H

j①+1yjCO2+1

2.一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G（S）=1+TS,其頻率特性可表示為

G(jco)=\+jT(o=^\+(TCO)2e~jr6＞。

3.積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性是一條斜率為—20〃%*.的直線。

K1n

4.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）=」一=—^―,輸出與輸入的相位差是一90。。

n+io.5s+1

5.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G（s）=」一,當輸入信號頻率為/=1Hz,振幅為X。=10時，系統(tǒng)

5+1

的穩(wěn)態(tài)輸出信號的頻率是1Hz。

6.系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。

7.圖中所示的頻率特性是一個積分環(huán)節(jié)。

習題

一、單項選擇

1.增大系統(tǒng)開環(huán)增益K值，使系統(tǒng)。（）

A.精度降低B.精度提高C.穩(wěn)定性提高D.精度不受影響

2.串聯(lián)校正環(huán)節(jié)G,(G=1+S27S,是屬于環(huán)節(jié)。()

八1+0.115

A.相位超前校正B.相位遲后校正C.相位遲后一超前校正D.以上都不對

3.已知校正環(huán)節(jié)G式s)=」一，若作為遲后校正環(huán)節(jié)運用，則系數(shù)應為(,()

'aTs+\

A.l>a>0B.a=0C.a>1D.0.707>a>0

4.系統(tǒng)如圖所示，G,(s)為一個裝置.()

A.串聯(lián)校正B.并聯(lián)校正

C.混合校正D.正反饋校正

5.在實際工程系統(tǒng)中常用來實現(xiàn)類似遲后一超前校正作用？()

A.比例一積分——微分調整器B.微分調整器

C.積分調整器D.比例一積分調整器

二、推斷題

1.在系統(tǒng)校正中，常用的描述系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標有相角裕量和幅值裕量等。

2.截止頻率是描述限制系統(tǒng)精度的指標，它可以干脆確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

3.描述系統(tǒng)快速性的指標通常有穿越頻率0」截止頻率啰占等。

4.為改善系統(tǒng)的性能，通常在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，這種方法稱為校正。

5.順饋校正是一種串聯(lián)校正。

6.反饋校正是一種并聯(lián)校正。

7.相位超前校正會降低系統(tǒng)的稔定性。

8.相位遲后校正能夠提高系統(tǒng)開環(huán)增益，從而提高穩(wěn)態(tài)精度。

9.相位遲后一超前校正適用于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求較高的場合，

10.用頻率法校正限制系統(tǒng)，事實上就是采納校正環(huán)節(jié)來改善頻率特性形態(tài)，使之具有合適

的高頻、中頻、低頻特性和穩(wěn)定裕量，以便得到滿足的閉環(huán)系統(tǒng)性能指標要求。

第七章習題

?、填空

1.假如在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為系統(tǒng)，其輸入、

輸出關系常用差分方程來描述。

2.當采樣頻率滿足22口口四時，則采樣函數(shù)到原來的連續(xù)函

數(shù)/⑺。

3.離散信號/*(。的數(shù)學表達式為。

+2z2+1

4.K(z)=--------------所對應的y(kT)的前三項是y(0),y(T)y(2T)依次

z-z

是,?o

5.s平面與z平面的對應關系是：s平面的左半平面對應于z平面上單位圓以內，s平面的

虛軸對應于z平面,s平面的右半平面，對應于z平面單位圓以外。

二、選擇

1.脈沖傳遞函數(shù)是。()

A.輸出脈沖序列與輸入脈沖序列之比

B.系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入z變換R(z)之比

C.在初條件為零時，系統(tǒng)輸出的z變換C(z)與輸入的z變換Rz)之比

D.在初條件為零時，系統(tǒng)輸入的z變換R(z)與輸出的z變換之比

2.z變換的數(shù)學表達式為。()

A.F⑶=￡f(kT)z-kB.尸(z)=Z〃Z7V

A:=-<oA=-oo

產(chǎn)產(chǎn)

C.F(z)=￡f(kT)zkD./(Z)=Z/(QZ-2

Jt=o*=0

3.f(t)=