机械工程控制基础第1阶段测试题

三、简答题(本题共2小题，每小题5分，共10分)

1、答：单位阶跃函数、单位斜坡（速度）函数、单位加速度（抛物线）函数、单位脉冲函数和正弦函数。

2、答：定值控制系统的输入量是恒值，不变。伺服系统的输入量是变化的，却变化规律是未知的。程序控制系统的输入量是变化的，变化规律是已知的。各种系统都要求被控量与输入量一致，误差在允许范围内。

四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）

1、解：微分方程是??1x?f(t)?k(x2?x1)?m1? ??k(x?x)?mx1222?X2(s)?取拉普拉斯变换,得

k[X1(s)?X2(s)]m2s2F(s)?k[X2(s)?X1(s)]X1(s)?m1s2

化简框图时可按虚线移动分支点。也可用梅森公式，一条前向通路，2个回路。

X2(s)k ?2F(s)s(m1m2s2?km1?km2)

2、解：由传递函数的定义有

?

3、解：由图可得

1s112 Y(s)???ss?2s?12s2?6s?2Y(s)/Xi(s)?2s?3s?2Xi(s)?

G3G4G3G4G2G3G41?G3G4H1?G3G4H21?G3G4H1?G2G3H21?G3G4H11?G2??1?G3G4H1G4G2G3G4G1?C(s)G1G2G3G41?G3G4H1?G2G3H2??G2G3G4R(s)1?G3G4H1?G2G3H2?G1G2G3G4H31?G1??H31?G3G4H1?G2G3H2G2?4、解：设系统输入为M(即M(t))，输出为θ(即θ(t))，分别对圆盘和质块进行动力学分析，

???C???M?J?m?Rk(R??x)列写动力学方程如下：?

??cx?k(R??x)?m?x?消除中间变量x，即可得到系统动力学方程

????(R2km?Cc?kJ)????k(cR2?C)???mM???cM??kM mJ?(4)?(mCm?cJ)?mm

五、应用题（本题共1小题，每小题10分，共10分）

解：当恒温箱温度低于（高于）设定温度值时，则有UfUr），差值ΔU>0(ΔU<0)，经过电压放大器和功率放大器的信号放大后，驱动直流电机M正转（反转），经减速器后，驱动调压器的输出电压升高（降低），从而驱使电加热丝的发热量提高（降低）。当恒温箱温度和设定值温度相等时，调节运动停止。该系统是定值控制系统。

设定温度值ΔU电压、功率放大器控制电机减速器热电偶调压器恒温箱