[东北大学]21年12月考试《机械工程控制基础X》考核作业

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机械工程控制基础X试 卷（作业考核 线上2）  A  卷（共    4    页）
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
一、简述如图1所示电冰箱制冷系统的工作原理，并画出系统方框图。（15分）
+ x6 o# G/ |/ ?7 ^! S
- [" [& u$ F" G2 @& r图1 电冰箱制冷系统示意图
7 @% \, Q- p7 d' q) o+ \. i% H# O
$ b0 j) f& P! s1 D1 ~- S+ \
3 {' {9 u' Q# n( m  c/ E+ ?
' @4 r1 M: n9 C2 e二、求图2所示系统的数学模型和传递函数。（10分）

$ [5 @, ^9 p! j9 R$ E' H2 N

图2         
; Y* E! ]' [+ T5 P
  i3 m& W2 _. k. w3 v8 v4 ?2 X" _



! V% w: r6 Q- }/ G9 G8 s: D
: ]/ Q# m, P& Q/ e" p) E9 P三、系统结构框图如图3所示，请化简方框图，并求出传递函数 。（10分）

3 S/ o2 {" T8 T7 `# O图3
% n1 F8 [  i: \) f
9 {. U9 `( W) z) h/ P

3 V- r2 `: Y$ n( i

3 j# g* N8 [; I( g四、试用劳斯-胡尔维茨稳定判据判定闭环系统 的稳定性。（10分）
; O) k) e' A/ J# A& t" A. G
* z& F( `( A# A, D. m

, x' ?4 {5 ]: u# d1 L2 f. t
" n8 e* C  e" l3 g) h
/ s. }9 n' Q6 i9 c. J  E
, o% F& [9 {* T' N
9 D9 r- T. @; N$ h) x



五、某单位负反馈系统闭环传递函数为： ，试证明系统对单位斜坡输入响应的稳态误差为零。（10分）



: U9 S) N" T3 |. V
7 D  c3 Q6 F6 l/ q* g, g! Y* w5 i
6 M! s) W5 v) D( z! x
2 [8 _8 K1 A! f% R" `, e, t2 N3 {


9 z2 p! A4 `/ X, v9 H- ^' {


% S# H) d: g  S; _六、系统结构图如图4所示。当 时，试求：系统的稳态输出；系统的峰值时间 ，超调量 ，调整时间 ；并概略绘出系统输出响应 曲线。（15分）

图4
) _9 f* F( f, r( G1 o' o' S
* q. n2 M0 q6 x& b' \! M

+ I! W2 s. N; i0 ~5 L2 p2 D
  F! R& x- D+ G: w, h7 ^3 N+ q4 e& b
8 q( r  c2 ?1 j$ C( a6 _- G0 @

7 F+ g4 \2 ?8 D

; A# D7 f$ g! m2 `. m8 h4 G

/ k* [6 z4 ~: Y3 X7 Q七、单位负反馈最小相位系统校正前、后的开环对数幅频特性如图5所示。
（1）求串联校正装置的传递函数 。
（2）求串联校正后，使闭环系统稳定的开环增益K的值。（共15分）
1 V# @) C) w! ?1 B  P" o) H6 _                                      
: l; l" j6 V  W- t: `9 a" f6 |& I
; `1 H& B+ b! O& N5 b6 V图5

& O% F' h& @/ V

! ^& K8 h4 t3 H# m八、某系统开环传递函数为 ，试绘制出该系统的Bode图。（15分）


' D! [9 S. _: N( e  g# n

3 v& \! y+ N3 K4 b$ l2 {; f# R
. `$ a- Q; y' P( h( E2 K' m

8 @3 x8 A7 C* ?



5 p* X2 G- ~+ e
& [) s* `. f% E2 y9 m6 \
2 `8 E5 X% k! k: T* y1 @

7 i& ]! ?$ q3 \. G' l( ^/ a6 U( V
' w) F$ v1 h8 s! r, |' Z! k$ V0 N6 b
' S( h7 D+ V: _- M; r) i
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: R4 a- _& K! D; L

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* r# O5 H; Y: @2 O7 Y' n; m* O
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2 H2 L8 A+ ^& E& n2 Z$ e0 |
( Q+ ~  |1 y+ ]$ S* M, E
# Y$ ]% [4 g8 g8 j8 z3 K
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/ {1 e$ k* q) k, Y% n  r
$ ^7 L3 M& X" C% v( h
  ]! }1 X" s6 w: Y5 a) S* D; ?8 f
3 a5 U! }7 n- ^+ b0 s. |


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( f7 G, y- t( A" j0 B
3 R% m/ j4 T( u  a( O; Y