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《机械工程控制基础》课程考试 试卷B参考答案 填空题 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。 稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 一阶系统的单位阶跃响应的表达是。 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 频率响应是线性定常系统对谐波输入的稳态响应。 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 二．如图为电路。求输入电压与输出电压之间的微分方程，并求出该电路的传递函数。 解答：跟据电压定律得 求拉氏变换与反变换 求 解答： 求 解答：= 分析题 化简框图，并求出闭环传递函数 图4 解： G G1 G2 G3 H2 H1/G3 Xi(s) Xo(s) _ _ + H H1/G3 Xi(s) Xo(s) _ _ X Xi(s) Xo(s) 2、图示机械系统由质量m、阻尼系数C、弹簧刚度K和外力组成的机械动力系统。图(a)中是输出位移。当外力施加3牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量m物体的时间响应曲线如（b）图所示。试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数； 2）该系统的弹簧刚度质量m、阻尼系数C、弹簧刚度k； 3）时间响应性能指标：上升时间、调整时间、振荡频数、稳态误差。 图(a) 机械系统 图（b）响应曲线 解答： 解：1）对于该系统有： 故 2）求k 由Laplace变换的终值定理可知： 而=1.0，因此k=3. 求m， 由得： 又由式求得=0.6 将0.6代入中，得=1.96。 再由求得m=0.78。 求c 由，求得c=1.83. 3）求 2.55 (取=0.05时) 3.40 (取=0.02时) 求 0.91 2.323 求N 取=0.05时，=0.64 取=0.02时， =0.85 求 当输入为阶跃信号时，系统的稳态误差为： 对于0型系统 ，代入式中求得： =0.5 3、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号作用下的分别是多少？ 解答：该系统为单位负反馈且为0型系统，k=11, 所以该系统在单位阶跃和单位恒速信号作用下的分别是、?。 在单位脉冲信号作用下的稳态误差为 4、设有如图所示的反馈控制系统，试求根据劳斯判据确定传递函数k值的取值范围 解答： 系统的特征方程： 可展开为： 列出劳斯数列： k0,30-k0 0k30