文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 机制机设11考题b答案

机制机设11考题b答案

密封线

兰州工业学院

2012~2013学年第一学期期末考试试卷

科目机械控制工程基础考试班级机制、机设11-1,2考试日期月日本试卷共4 页题目一二三四五六七八九十十一总分

分数

一、填空题(每题3分,共24分)

1.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳、快和准。

2.就系统及其输入、输出三者之间的动态关系而言,当输入输出均已知,求出系统的数学模型,这称之为系统辨识;当系统已定、并且输入已知时,求出系统的输出(响应),并通过输出来研究系统本身的有关问题,是系统分析;当系统已定,输出也定,要确定系统的输入尽可能满足输出的最佳要求,这称之为最优控制。

3.按系统有无反馈,通常可将控制系统分为开环和闭环。

4.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。

5.控制论的实质就是通过信息的传递、处理和反馈来进行控制。

6.我们一般把完成一定任务的一些部件的组合,称之为系统。

7.一阶系统

1

1

Ts+

的单位阶跃响应的表达式1

t

T

e-

-。

8.拉普拉斯变换可以简化运算,即可将时域的微分方程变换为复数域的代数方程。

二、判断题,对的打“√”,错误的打“×”,每小题2分。(共10分)

1.传递函数只适用与线性定常系统。(√)

2.传递函数只与系统本身的结构和参数有关与系统的输入无关(√)

3. 相同传递函数表达式可以表示不同物理结构的动态特性(√)

4.方块图和传递函数也是一种数学模型(√)

5.稳态响应是线性定常系统对输入信号的的最终响应。(×)

系主任签字:日期:教研室主任签字:日期:

第1页

三、简答题(20分) 1.试述闭环控制系统的主要优缺点。(4分) 答:闭环控制的特点是:(1)由于系统的控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的,故这种控制常称为偏差控制或反馈控制; (2)这类系统具有两种传输信号的通道:由给定值至被控量的通道成为前向通道;由被控量至系统输入端的通道叫反馈通道。 (3)扰动所引起的被控量的偏差值都会得到减小或消除,使得系统的被控量基本不受该扰动的影响。 2.什么是时间响应?时间响应有哪两部分组成?各部分的定义是什么?(10分) 答:(1)机械工程系统在外加作用的激励下,其输出量随时间变化的函数关系式就称之为时间向应。实际应用的控制系统,多数具有阻尼振荡的阶跃响应,它包括瞬态响应和稳态响应两部分。所谓的瞬态响应就是系统受到外加作用的激励后从初始状态到最终状态(稳态)的响应过程;所谓的稳态响应就是稳态响应:时间趋于无穷大时系统的输出状态。 (2)频率特性又称频率响应,它是系统(或元件)对不同频率正弦输入信号的响应特性。对线性系统,若其输入信号为正弦量,则其稳态输出响应也将是同频率的正弦量。 但是其幅值和相位一般都不同于输入量。 若逐次改变输入信号的(角)频率ω,则输出响应的幅值与相位都会发生变化。它包括幅值频率特性(简称幅频特性)和相位频率特性(简称相频特性), 两者统称频率特性或幅相频率特性。所谓的幅值频率特性就是输出量与输入量的幅值之比;所谓的相位频率特性就是输出量与输入量的相位移。 3. 控制系统的基本环节构成方式有几种?写出它们的传函表达式. (6分) 答: 控制系统的基本联结方式有三种:串联,并联,反馈 串联联结方式:G(S)=∏Gi(s) 并联联结方式:G(S)=∑Gi(s) 反馈联结方式:G 总(S)=G(S)/(1±G(S)H(S)) 四、计算题(24分) 1. 用拉氏变换解微分方程:321x x x '''++=,()()()00,00x x '== 则?=x (8分) 21()(0)(0)3()3(0)2()S X S Sx x SX S x X S S '--+-+=,代入已知条件有: 21(32)()1123()(2)(1)21S S X S S k k k X S S S S S S S ++===++++++ 解得:()()()()()11,2122,2311

k X s s k X s s k X s s ===+==+=-,故有()21122t t f t e e --=-+- 第2页

2. 若()2f t =?1()12cos

3.t t e t --+则()?=s F (4分) 解:()()22219s e s F s S S -=+++ 3.已知()3232s e F s s s -=++,求()f t =?(6分) 解:()()()()()()()()()()33236362123212121122s s t t e e k k F s s s s s s s k F s s e k F s s e f t e e ----===+++++++=+==+=-=- 4、求所示右下图方波的传递函数()F s (6分) 解: ()()()()()s 4s 4s 22f t 1434e e 3e F s t t u t s s s --- =-----=--由题意的:两边同时求拉斯变换有: 五、综合题(22分) (1)建立此电路的动态微分方程;(4分) (2)画出方框图和信号流图;(12分) (3)根据梅逊公式求出传递函数;(6分)

第3页

解:(1) ()()()()()()11C 1211L C 2314L r c r c L C C i u u dt i u u i i i u idt iR C =-'=-=+=+?? 由(1)、(2)、(3)、(4)可得: ()()()()()11C 1225Ls C 6718r c L r c L C C U U I I s U U I I I I U IR I R C S C S -==-=+??=+=+ ??? (2)略 (3)对(5)、(6)、(7)、(8)>式两边进行拉氏变换有: ()3212123212122()1()()1c r U S RC C LS C LS C RS G S U s RC C LS C C LS C RS +++==++++

第4页