江南大学机械工程控制第2阶段解析

一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。）1、线性系统对输入信号的时间响应（ C ）。A、只与输入信号有关B、只与系统本身的固有特性有关C、反映系统本身的固有特性及输入作用下的行为D、会随干扰信号所引起的输出而变化2、一阶系统的传递函数为 G（s）=7/（s+2），则其单位脉冲响应曲线在t=0时的切线斜率（ C ）。A、-7 B、-3.5C、-14 D、-1/73、线性系统的单位斜坡响应为 x0(t)=t-T+Te-t/T 则该系统的单位脉冲响应为（ D ）。 A、w(t)=1-e- t/T B、w(t)=1-Te- t/TC、w(t)= e- t/T D、w(t)= (1/T )e- t/T4、已知典型二阶系统的阻尼比为 =0.5，则系统的单位阶跃响应呈现为（ C ）。A、等幅的振荡 B、发散的振荡C、收敛的振荡 D、恒值5、已知某机械系统的传递函数为 G（s）=n2 /(s2+2ns+n2) 则系统有阻尼固有频率为（ A ）。A、 n (1-2)1/2 B、n (1+2)1/2C、n (1+22)1/2 D、n (1-22)1/26、要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（ D ）。A、n 不变，增大 B、不变， 减小nC、n 减小， 增大 D、 减小， 增大 n7、要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的措施是（ A ）。A、n 不变， 增大 B、n不变， 减小 C、 不变， 减小 n D、 不变， 增大 n8、已知系统开环传递函数为 GK(s)=7/s(s+2) ，则系统的增益和型次分别为（ C ）。A、7， 型 B、7， 型C、3.5，型 D、3.5，型9、系统开环传递函数为（ D ）的单位反馈系统，在输入 xi(t)=4t2 作用下的稳态误差最小。（单元自测）A、GK(s)=7/s(s+5) B、GK(s)=7/s2(s+2)C、GK(s)=7/s2(s+5) D、GK(s)=7/s3(s+2)(s+5)10、已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统不包含（ C ）。 A、比例环节 B、积分环节C、二阶微分环节 D、惯性环节11、一阶系统的传递函数为 G(s)=1/(s+1) ，在输入 xi（t）=4cos（t-30o）作用下的稳态输出为（ B ）。A、xo(t)=4cos(t-15o) B、xo(t)=2.828cos(t-75o)C、xo(t)=2.828cos(t+15o) D、xo(t)=4cos(t+15o)12、二阶振荡环节的传递函数为 G(s)= 16/(s2+4S+16) ，则其谐振频率为（ B ）。A、4 B、C、 D、不存在13、已知系统开环节频率特性Nyquist图如图所示，则该系统的型次为（ B ）。A、0型 B、型C、型 D、无法确定14、系统 G（s）= 1/（1-0.01s）的Nyquist图线为（ B ）。 A、 B、 C、 D、15、已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统包含（ B ）个积分环节。A、0 B、1C、2 D、3二、填空题（本题共6小题，每空1分，共10分）1、二阶系统的典型传递函数是 , 当阻尼比 =1 时,系统处于临界阻尼状态。2、如果要求系统的快速性好，则闭环极点应距离 闭环极点 越远越好。3、稳定的线性定常系统在正弦信号作用下,系统输出的稳态分量为同频率正弦函数,其振幅与输入正弦信号的关系 称为幅频特性, 输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系 称为相频特性。4、幅相曲线是把 作为参变量将幅频特性和 同时表示在复数平面上的曲线。5、在s平面上，最靠近虚轴而附近又无闭环零点的一些闭环极点称为 。6、惯性环节的频率特性是G(j)=1/(jT+1),它的幅频特性为 ,相频特性为 。三、简答题(本题共2小题，每小题5分，共10分)1、在0<<1,=0,1三种情况下，标准二阶系统的单位阶跃响应特性分别是什么?答：2、简述控制系统分析的时域分析法及其特点。 答：直接在时间域中对系统进行分析，具有直观、准确的优点，可以提供系统时间响应的全部信息。四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1、设系统的单位脉冲响应函数为，试求该系统的传递函数。解：因此，2、如下图所示系统，已知，试求输入Xi(s)和扰动N(s)作用下的稳态误差。先求当时，即N(s)单独作用下的稳态误差essN。此时系统的方框图可以简化为下图所示。 因此，干扰作用下的输出为      由干扰产生的误差为 ：          则该误差的稳态值为  再求当时，即Xi(s)单独作用下的稳态误差essX。此时系统的方框图可以简化为下图所示。 因此，输入作用下的传递函数为         输入作用下的误差为                   则该误差的稳态值为       根据线性系统的叠加原理，系统在输入和干扰共同作用下的误差等于分别作用下的误差之和，即3、单位负反馈系统的开环传递函数为 求上升时间tr,峰值时间tp,最大超调p和过渡过程时间ts。4、试绘出下列传递函数的系统Bode图， 解：系统的传递函数可以化为    其频率特性为    该系统由一个比例环节（比例系数为k=100），一个积分环节、两个一阶微分环节（转折频率分别为）和三个一阶微分环节（转折频率分别为）。因此，其Bode图如下图所示。 五、应用题（本题共1小题，每小题10分，共10分）1、由质量、弹簧、阻尼器组成的机械系统如下图所示。已知，m=1kg，k为弹簧的刚度，c为阻尼系统。若外力f(t)=2sin2t N，由实验得到系统稳态响应为xoss=sin(2t-/2)，试确定k和c。解：由系统结构图可知，系统的动力学方程为     则系统的传递函数为        （其中m=1） 即，其频率特性为       其中，幅频特性为       相频特性为             由题意有，当=2时， 解得k=4，c=1。