25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ ） A.截止频率?b B.谐振频率?r与谐振峰值Mr C.频带宽度 D.相位裕量?与幅值裕量kg 26. 一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，则该系统稳定的K值范围为
s(s?K)（ ）
A.K＞0 B.K＞1 C.0＜K＜10 D. K＞－1 27. 对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（ ） A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性 B.中频段表征了闭环系统的动态特性 C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力
D.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求
28. 以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（ ） A.上升时间tr B.调整时间ts C.幅值穿越频率?c
D.相位穿越频率?g
29. 当系统采用串联校正时，校正环节为Gc(s)?
影响是（ ）
A.增大开环幅值穿越频率?c B.增大稳态误差 C.减小稳态误差
D.稳态误差不变，响应速度降低
s?1，则该校正环节对系统性能的2s?130. 串联校正环节Gc(s)?
As?1，关于A与B之间关系的正确描述为（ ） Bs?1A.若Gc(s)为超前校正环节，则A＞B＞0 B.若Gc(s)为滞后校正环节，则A＞B＞0 C.若Gc(s)为超前—滞后校正环节，则A≠B D.若Gc(s)为PID校正环节，则A=0，B＞0
第二部分 非选择题
二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
31.传递函数的定义是对于线性定常系统,在 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 之比。 32.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 状态到 状态的响应过程。
33.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 ，即系统的特征根必须全部在 是系统稳定的充要条件。 34.I型系统G(s)?K在单位阶跃输入下，稳态误差为 ，在单
s(s?2)位加速度输入下，稳态误差为 。 35.频率响应是系统对 的稳态响应，频率特性包括 两种特性。
16
三、简答题（共16分） 36.二阶系统的传递函数为
1，试在左图中标出系统的特征根在S平面上的位置，
s2?s?1在右图中标出单位阶跃曲线。
37.时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？ 38.简述相位裕量?的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。 39.简述串联相位超前校正的特点。
四、计算题（本大题共6小题，共44分）
40.（7分）机械系统如图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（忽略小车与地面的摩擦）。 41.（7分）已知系统结构如图，试求传递函数
C(s)C(s)及 R(s)N(s)
42.（7分）系统如图所示，r(t)?1[t]为单位阶跃函数，试求：
1. 系统的阻尼比?和无阻尼自然频率?n
2. 动态性能指标：超调量Mp和调节时间ts(??5)
43.（8分）如图所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下ess≤2.25时，K的数值。
17
44.（7分）已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图所示。
1. 写出开环传递函数G(s)的表达式； 2. 概略绘制系统的乃奈斯特图。
45.（8分）已知单位反馈系统的闭环传递函数W(s)?幅值裕量kg
2，试求系统的相位裕量?和s?3机械控制工程复习题答案3
一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）
1.A 2.B 3.C 4.D 6.C 7.B 8.D 9.A 11.A 12.C 13.C 14.B 16.B 17.A 18.B 19.A 21.A 22.A 23.D 24.B 26.A 27.A 28.D 29.D 二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共10分）
31.初始条件为零 输入量的拉氏变换 32.初始状态 最终状态
33.负实根或负实部的复数根 复平面的左半平面 34.0 ?
35.正弦输入 幅频和相频
三、简答题（本大题共4小题，共16分）
36.?n?12??n?1??0.5
5.B 10.C 15.C 20.D 25.D 30.A
18
37.td 延迟时间 tr 上升时间 tp 峰值时间 Mp 超调量 ts 调节时间
td、tr、tp、ts反映系统的快速性 Mp反映系统的相对稳定性。
38.定义：是开环频率特性幅值为1时对负实轴的相位差值。即从原点到奈氏图与单位圆交点的连线与负实轴的夹角。 计算公式：
??180???(?c) 在极坐标下表示为
39.相位超前校正特点：
①增加相位余量?，提高稳定性
②增加幅值穿越频率?c，提高快速性 ③增加高频增益（或高通滤波器），抗干扰能力下降。 四、计算题（本大题共6小题，共44分） 40.系统的微分方程为
dxd2xf(t)?B?Kx(t)?m2
dtdtd2xdxm2?B?Kx(t)?f(t)
dtdt拉氏变换得：（零初始条件）
ms2X(s)?BsX(s)?KX(s)?F(s) X(s)1?? F(s)ms2?Bs?K41.L1??G2H1,L2??G1G2H2
P1?G1G2?1?1 C(s)G1G2? R(s)1?G2H1?G1G2H2P1?1?1?1?G2H1 C(s)1?G2H1? N(s)1?G2H1?G1G2H242.
19
4?2n?1．?
S(S?2)s(s?2??n)??n?2????0.5 ????2??n?2???2．Mp?e ts?1??2?100%?16.5%
33??3(s) ??n0.5?2 43.D(s)?s(s?3)2?K?s3?6s2?9s?K?0 由劳斯判据：
s3192s6K 154?Ks0
60sK 第一列系数大于零，则系统稳定得0?K?54
9 又有：ess?≤2.25
K 可得：K≥4 ? 4≤K＜54 44.
K100? 1．G(s)?
sss(s?0.01)(s?100)s(?1)(?1)0.01100K??20lg?80dB ? ????K?100 2．
45.系统的开环传递函数为G(s)?W(s)2?
1?W(s)s?1|G(j?c)|?22?c?1?1，解得?c?3
??180???(?c)?180??tg?1?c?180??60??120?
20
又??g?? ?Kg??
21