西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年春季
课程名称【编号】： 机械工程控制基础 【0933】 A 卷 考试类别:大作业 满分：100 分
一、简答题（本大题共2小题，必做，每小题10分，共20分）
1. 线性定常系统时间响应的性质是什么？
答：系统时域响应通常由稳态分量和瞬态分量共同组成，前者反映系统的稳态特性，后者反映系统的动态特性。

线性定常系统对输入信号微分的响应等于系统对该输入信号响应的微分，线性定常系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分。

2. 影响系统稳态误差的因素有哪些？
答：①原理性误差为了跟踪输出量的期望值和由于外扰动作用的存在，控制系统在原理上必然存在的一类稳态误差。

当原理性稳态误差为零时，控制系统称为无静差系统，否则称为有静差系统。

原理性稳态误差能否消除，取决于系统的组成中是否包含积分环节（见控制系统的典型环节）。

②实际性误差系统的组成部件中的不完善因素（如摩擦、间隙、不灵敏区等）所造成的稳态误差。

这种误差是不可能完全消除的，只能通过选用高精度的部件，提高系统的增益值等途径减小。

二、计算题（本大题共6小题，其中第1、2小题必做，第3、4小题任意选做1题，第5、6小题任意选做1题，共计做4小题，每小题20分，共80分）
1. 某单位反馈的位置控制系统，其开环传递函数为()()
14
+=s s s G ，试求
（1）该系统的特征参量n ω和ξ；
（2）系统的最大超调量p M 、上升时间r t 、峰值时间p t 、调整时间s t 。

2.某开环控制系统的传递函数为()()
1
0025.020025.050
2
2++=
s s s s G ξ，分别求控制信号为()1=t r ，()t t r =，()25.0t t r =的稳态误差ss e 。

3. 已知系统的闭环传递函数为()2
37
+=
s s G ，当输入信号为
()⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+= 4532sin 71t t x i 时，试求该系统稳态响应。

4. 某单位反馈控制系统的开环传递函数为()1
10
+=
s s G ，当系统在输入信号()()
30sin +=t t x i 时，试求系统的稳态输出。

5.某系统的特征方程为0800200881422345=+++++s s s s s ，试用劳思判据判断该系统的稳定性。

6. 已知某系统的传递函数为()5
32210
2
345+++++=
s s s s s s G ，试用劳思判据判断该系统的稳定性。

答：(1)令控制系统闭环传递函数的分母等于零，得到系统的特征方程式，即 s3+21s2+10s+10=0
特征方程式的各项系数均大于零，满足控制系统稳定的必要条件。

(2)由特征方程系数构成的劳斯数列为
劳斯数列中第一列元素均大于零，系统满足稳定的充分条件，因此，系统是稳定的。