机械控制工程基础_习题集(含答案)

4. A 5. D 6. C 7. B 8. C 9. C 10. A 11. C 12. A 13. B 14. B 15. B 16. D 17. A 18. B 19. C 20. D 21. B 22. C 23. C 24. C 25. D 26. B 27. B 28. D 29. A 30. A

二、计算题 31. 解：

G(s)?G1G2G3G4（每正确完成一步3分）

1?G3G4H3?G2G3H1?G1G2G3G4H232. 解：设i为回路总电流，iR1为R1支路电流，iC为C支路电流，根据基尔霍夫电流定

律得

i?iR1?iC，iR1?u1?u2d(u1?u2)， iC?C（6分） R1dt第 9 页 共 16 页

可得

i?u1?u2d(u1?u2)（2分） ?CR1dtu1?u2d(u1?u2)（2分） ?CR2R1dtu2?iR2?R2u2?整理后得

R2Rduduu1?2u2?CR21?CR22（2分） R1R1dtdtCR2du2?R2?du1R2????1u?CR?u1（3分） 2?2dt?RdtR1?1?33. 解：系统的开环增益K＝14，且为Ι型系统（2分）

将 xi(t)?xi1(t)?xi2(t)?xi3(t)?1?t?at(a?0) 则： ess1?0（3分）

2ess2?11（3分） ?K14a?0a?0（3分）

?0ess3????ess?ess1?ess2?1??ess3???14???a?0a?0（4分）

34. 解：按牛顿定律列力学方程如下：

Kx2?B整理得

d(x1?x2)dxdxKx2?B1?B2（8分）

dtdtdt，

Bdx2dxdx2Kdx?Kx2?B1（4分）?x2?1（3分） dtdtBdt，dt35. 解：

（a）G(s)?5010（7分） （b）G(s)?（8分）

s(0.01s?1)0.1s?1第 10 页 共 16 页

36. 解：该系统闭环特征方程为： s3?9s2?18s?18K?0；（5分）

s 1 18 0

2

s 9 18K 0 1

s 18－2K 0 0

s 18K （5分）

0?K?9 （5分）

37. 解：（1）包围圈数N＝0，P＝0，稳定；（5分）

（2）正穿越次数为1，负穿越次数为0，1－0＝P/2＝1，稳定；（5分） （3）正穿越次数为1，负穿越次数为1，1－1＝P/2＝0，稳定。（5分）

3

38. 解：这是一个无交叉多回路结构图，具有并、串联，局部反馈，主反馈系统。首先将

并联和局部反馈简化如图（b）所示,再将串联简化如图（c）所示。（3分）

（4分）

（4分）

系统开环传递函数为

Gk?s??系统闭环传递函数为

?G1?G2??G2?H21?G3?H1（2分）

GB?s??

?G1?G2??G3（2分）

1?G3H1??G1?G2??G3?H239. 解：对数幅频特性每画对一段得3分，横坐标上的转折频率标对得2分，相频特性渐

进线相位标对得2分，曲线基本画对得3分。

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L(ω) 40 0 ψ(ω) -180° －[40] －[60] －[100] 0.1 1 ω ω -270° 40. 解：系统闭环传递函数 ?(s)?系统的特征方程

G(s)K（4分） ?21?G(s)Ts?s?KTs2?s?K?0（4分）

特征根

s1,2??1?1?4TK（4分）

2T为一对共轭复根，且具有负实部，故该系统稳定。（3分）

41. 解：设回路电流为i，根据基尔霍夫电压定律有

u1?uC?u2 （1）（4分）

u2?iR?iCR?C将方程（1）变形得

duCR （2）（4分） dtuC?u1?u2（2分）

代入式（2）中

u2?Cd(u1?u2)R（2分） dt?du1du2???（2分） dt??dt得 u2?RC?整理后得

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