机电控制基础4讲习题.docVIP

习 题 4-1 什么是时间响应？ 答：机械工程系统在外加作用(输入)激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过对时间响应的分析可揭示系统本身的动态特性。 4-2 时间响应有哪两部分组成？各部分的定义是什么？ 答：任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 瞬态响应： 系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。 稳态响应: 时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。 瞬态响应反映了系统动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程度。 4-3 如图所示的电网络，试求其单位阶跃响应、单位脉冲响应和单位斜坡响应，并画出相应的响应曲线。 解：如图RC电网络的传递函数为： （1）单位阶跃响应： （2）单位脉冲响应： （3）单位斜坡响应： 4-4 设温度计能在1分钟内指示出响应值的98％，并且假设温度计为一阶系统，求时间常数。如果将此温度计放在澡盆内，澡盆的温度依10℃/min的速度线性变化，求温度计示值的误差是多大？ 4-5 已知控制系统的微分方程为，试用拉氏变换法求该系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应，并讨论二者的关系。 4-6 设单位反馈控制系统的开环传递函数为 试求系统的上升时间、峰值时间、最大过调量和调整时间。 设有一闭环系统的传递函数为 为了使系统对阶跃输入的响应有约5%的过调量和2秒的调整时间，试求和值应为等于多大。 4-8 设有一单位反馈控制系统的传递函数为 求系统对单位阶跃输入量的响应。这个系统的上升时间和最大过调量各等于多少？ 4-9 设单位反馈系统的开环传递函数为 求这个系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。 4-10 已知单位反馈系统的开环传递函数 求 ：（1）（2）（3） 等三种情况时的单位阶跃响应。并分析开环增益与时间常数对系统性能的影响。 4-11已知系统的单位阶跃响应为，试求： （1）该系统的闭环传递函数。 （2）系统的阻尼比和无阻尼固有频率。 4-12图（题4-12）为某数控机床系统的位置随动系统的方框图，试求： （1）阻尼比及无阻尼比固有频率。 （2）求该系统的。 图（题4-12） 4-13要使图（题4-13）所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于25%，峰值时间为2秒，试确定的值。 图（题4-13） 4-14对图（题4-14）所示系统，试求： （1）为多少时，； （2）单位阶跃响应的超调量和调整时间； （3）比较加入与不加入时系统的性能。 图（题4-14） 4-15系统的开环传递函数为： 其斜坡函数输入时，系统的稳态误差的值。 4-16如图所示系统，已知，试求输入和扰动作用下的稳态误差。 4-17已知单位反馈系统的闭环传递函数为求斜坡函数输入和抛物线函数输入时的稳态误差。 4-18系统的负载变化往往是系统的主要干扰。已知系统如图所示，试分析扰动 对系统输出和稳态误差的影响。 第 10 页 共 10 页 R C 图（题4-3） + + —— + 图（题4-16） + + —— + 图（题4-18）