机械工程基础习题答案
2
∑=0Y 045sin 45sin =??'+??G
A F F ，所以F
F A
2
2-=（与图中所标方向相反）
2．对于构件BGI 所受三力组成的力三角形为封闭的直角三角形，所以有
F
F F F
G I I 2245tan =
??='= F F F G NB =?÷=45sin
3．对于构件CIJ 有 0)(=F M C 022=?-?'b F b F I J 所以F
F F J J 2
2=
'=
0)(=F M J 022=?+?b F b F I NC 所以F F NC -= 表示与图中所标方向相反。
4．对于构件JKD F
F F J D 22=
=
1.11 解 杆1、2、3均为二力杆，为求三杆受力取系统为研究对象，受力如下图，并以C 点为原点建立如图d 所示的坐标系。
)
(=
F
M
C
=
-
?M
d
F
D
d
M
F
D
/
=
∑=0
X0
45
cos
2
=
?
?
C
F∴0
2
=
C
F
∑=0
Y0
1
=
-
C
D
F
F∴d
M
F
F
D
C
/
1
=
=
∑=0
Y kN
P
F
Ay
5
=
=
=0
X0
6=
?
+
-a
q
F
Ax
kN
F
Ax
12
=
以以BAC 杆为研究对象，以B 点为原点建立如图所示的坐标系，则
3
6.0120sin 30sin =?
??=
OA AB
∑=0B
M 060sin =???-?BC P AB F A N
P 8.61593
3200==
∑
=0X 060sin =??-+A BX F P F N
F BX 2.3849
3
3200
1000=-
=
∑=0Y 060cos =??+-A BY F F N F BY 4.5773
1000==
N
F F F BY BX B 5.6932
2
=+=
503.1t a n
==BX
BY F F θ ∴?=4.56θ(与Y 轴夹角)
1.17 解 受力分析如图所示，建立以GH 中点为原点，GH 为y 轴的坐标系。
0)(=∑F M xA
0=By F
0)(=∑F M
xB
0=Ay F
0)(=∑F M y
0111133332222='--'++'+r F r F r F r F r F r F
0)(=∑F M
zA
02223
311=+-+'+?+-'）（）（a b F a b F b F a F a F BX 0)(=∑F M
zC
0)2()22()22(11=++++-+'a F a b F b a F b a F BX AX
0)(=∑F M
zD
0)22()22()2(33=+-+'+-+-b a F b a F a F a b F BX BX
联立上述方程，解得 3221133/)(r r F r F F F -='= 1.19 解 由于y 轴方向不受力，则受力图如下。
∑=0）（F M y
020cos 12=-+?R F R F r F N N F N 4.2128
= ∑=0）（F M x
65015sin 65015sin 50025020cos 12=??+??-?+??F F F F Bz N
N F Bz 5.1336-=
∑=0）（F M Z
065015cos 65015cos 50025020sin 12=??+??-?+??F F F F Bx N
N F BX 1.4131=
∑=0X 015cos 15cos 20sin 12=?-?-+?-F F F F F Bx N Ax N F Ax 4.505-= ∑=0Z
015sin 15sin 20cos 12=?+?-+?+F F F F F Bz N Az N F Az 4.922-=
力矩平衡,平面力系的平衡!
2.1 解 1.求轴力 N=F=390kN=390×103N Nl 90103903
??
mm
EA Nl l 328.076
4
10210802103902
3
3
2
22=??
???=
=
?π
F N =m a x F N =m a x
2.3 解 （1）kN N AC 100-= kN N BC 260-=
各段柱截面上的应力MPa A
N AC AC
5.2200
200101003
-=??-=
=σ
MPa
A N BC
BC BC
5.6200
200102603
-=??-=
=
σ
（2）柱的总变形mm EA
l N EA
l N l BC
BC AC
AC 35.1200
1010150
102601500101002
3
3
3
-=????-??-=
+
=?
2.4 解 以横梁AB 为研究对象，其受力分析如图所示。
因为]
[σN A ≥，而24
d A =，kN F N B 40==
∴]
[4σπB
F d ≥
mm 84.17160
10
4043
=???=
π 取mm d 18=
2.6 解 木拉杆接头在长为l ，距离为a 的水平面可能被剪断。在接头接触处的铅垂面可能发生挤压破坏。
根据剪切强度条件，有1][25010503
=≤?=
=
=
ττl
bl
F A
Q 所以 mm l 200≥
根据挤压强度条件，有10
][25010503
=≤?=
=
=
p P
p p
a
ab
F A P σσ
所以 mm a 20≥
所以接头处所需的最小尺寸为mm l 200=，mm a 20=。
2.8 解 对于每一截面有
∑=0M
对于图a 025.15.41=++--T ∴m kN T ?-=11 025.12=++-T ∴m kN T ?=5.32 023=+-T ∴m kN T ?=23 对于图b 031=+T ∴m kN T ?-=31 032=+T ∴m kN T ?-=32
由公式n
P M 9549
=可得
M N M ?=5.15911 M N M ?=3.3182 m N M M ?==6.63643
（1） m N M T ?-=-=3.318212 m N M M T ?=-=2.12732113 m N M T ?==6.636434
（2） m N M T ?-=-=3.318212m N M M T ?-=--=9.9543213m N M T ?==6.636434
其扭矩图如图（b ）所示。 m N T ?-=9.954max
2.12 解 两段轴所承受的扭矩为 mm N m N M T T ?=?===621101000 对于左端空心轴][46)
6.01(502.010
)
1(2.04
3
6
4
31
1
1
1max
1τασ
ρ<=-?=
-=
=
MPa D T W T
对于右端实心轴 ][125.7840
2.010
2.03
6
32
22
2max 2τσρ>=?=
=
=
MPa D
T W T
所以左端空心轴的强度是安全的，而右端实心轴的强度是不安全的。
2.13 解 ① 求约束反力，木梁的受力分析如图所示。
]
[σW Z
≥Z 所以mm M d 22.14410
10
310]
[103
6
3
=??=
≥
σ 取 d=145mm
2.14 解 ① ② 在AC 段在CB 段
MPa
I y M
Z
D
56.3410
638.7881036
6
1
max =???=
=
拉σ，MPa
I y M
Z
D
42.2010
638.7521036
6
2
max =???=
=
压σ
对于截面B ，其上弯矩为负值，截面的应力分布如图所示，最大应力为
MPa
I y M
Z
B
85.4010
638.7521066
6
2
max =???=
=
拉σ，MPa
I y M
Z
B
12.6910
638.7881066
6
1
max =???=
=
压σ
比较以上结果得梁的最大拉、压应力为
3
2
22
2
03
.01.018.02.0?+=
+=
）
（）（P P W T
M
Z
xd
σ
≤[]σ=80×106
∴ N P 803≤ 若3
32
d
W Z π
=
则N P 788≤
∴最大许可载荷为 P=803N 或788N 。
T
（3）根据强度条件式
Z
e
W
而3
32
d
W Z π
=
，所以mm m T
M
d 9.400409.0]
[323
2
2
==+≥
σπ
若取31.0d W Z =，则mm d 7.40≥ 取圆轴的最小直径：d=41mm 。
3.1 解 求扭矩 m kN M T BC ?==2 m kN M M T AB ?=+=4 M P a d
T W T AB
AB AB 3.4875
10
416163
6
31
1=???=
==
ππτρ
MPa d
T W T BC
BC BC 5.8150
10
216163
6
32
2
=???=
=
=
ππτρ
∴ MPa 5.81max =τ
?==??
???+
??
???=
+
=
44.2043.050
32
108075010275
32
10807501044
3
6
4
3
6
2
1
rad GI
l T GI
l T BC AB ππφρρ
3.3 解 求扭矩 m
N n
P M T ?=?
=?==44.42900
495499549
而极惯性矩 41.0d I =ρ ][/38.010
301.01080180
44.4218012
4
9
max θπ
π
θρ
?
?
=
-m GI
T
3.5 解 惯性矩I=0.05D 4 由表3.1的第⑨项可知
mm m EI
ql
y 3.160163.010
4005.010*******
1025384512
4
9
4
34
max -=-=????????-
=-
=-
m m rad E I
ql
B A /49.1/026.010
4005.010200242
1022412
4
9
3
3
3
?-=-=???????-
=-
=-=-θθ
若取惯性矩4
64
D
I π
=
mm
y 6.16max -= m m r a d B A /52.1/027.0?-=-=-=θθ
4.1 解
（1）
D
（2）C
4.2 解
（1） 有四处复合铰链B 、C 、D 、E 101027323=-?-?=--=H L P P n F （2） 有一局部自由度G 22424323=-?-?=--=H L P P n F （3） 有一处复合铰链C 101027323=-?-?=--=H L P P n F （4） 存在虚约束：铰链G 至P 及相关构件，有一处复合铰链C
10725323=-?-?=--=H L P P n F
4.3 解 该冲床中n=3,4=L P , 1=H P 01423323=-?-?=--=H L P P n F
显然，该冲床不能运动。其原因在于C 处的铰链的运动不能达到要求，是因为构件4作直线运动，而构件3作回转运动。考虑到构件4的运动不能改变，可改变构件3的运动使其在铰链C 处的运动为直线运动，为此可再引入一个活动构件6和一个回转副，其运动简图如下图。
5.1 解（1）由已知条件可知，构件1为最短构件，构件2为最长构件
420
220
200
380
250
130
4
3
2
1
=
+
=
+
<
=
+
=
+l
l
l
l
∴与最短构件联接的铰链A、B是整转副。
（2）要得到曲柄摇杆机构，以最短杆为连架杆。
C C 要得到双曲柄机构，以最短杆为机架。要得到双摇杆机构，以最短杆为连杆。
5.2 解要得到曲柄机构摇杆机构，则最短构件为连架杆。所以构件1为最短构件。
若构件3最长，则有350
4
≤
l
2
4
3
1
l
l
l
l+
≤
+
∴mm
l
mm350
270
4
≤
≤
3241l l l l +≤+
∴ mm l mm 4303504≤≤
所以 mm l mm 4302704≤≤
6.1、6.2 解 如下图
一般情况下，最大压力角于从动件位移线图的拐点即在3'点处
max
=28°<[]=30°
′
12n
6.3 解 如下图
7.1 解 ∵m h Z h d d a
a a )2(2*+=+= （22+2×1）m=120 ∴m=5mm ∴d=mz=5×22=110mm mm d d
b 37.10320cos 110cos =??==α
7.2 解 ∵ααcos cos mz d d b == m z m c h z h d d a
f f )5.2(*)22(2*-=--=-= 当f b d d > 即m z mz )5.2(cos ->α ∴ 5.41cos 15.2=-<
αz ∴ 41≤z 当f b d d < 即m z mz )5.2(cos -<α ∴ 5.41cos 15.2=->α
z ∴ 41>z
7.3 解 （1）∵a
mm z z m a ≠=+?=
+=
60)4020(2
2)(2
210 ∴不属于标准安装。
（2） 6121='+'r r 1
212z z r r i =''=
∴ mm r 33.201=' mm r 67.402='
（3） mm mz r 202
11==
mm mz r 402
2
2==
与分度圆的半径不一样大。
7.5 解 ∵n n n a m z m m d d 2cos 2+=
+=β
∴ mm
d m a n 22
15cos 56=+?
=
7.6 解 中心距mm
z z m a 267)15622(2
3)(2
21=+?=
+=
对于斜齿轮 267
cos 2)(21
='+'=
β
z z m a n
09.711
7822
15622==
=
=
''=z z z z i
则 211
='z 9.14812='='z i z 取 211='z 1492='z 实际传动比1.721
1491
2==
''=
z z i 相对误差小于4%。
实际螺旋角?='+'=24.172)(arccos
21
a
z z m n β
∴ 211
='z 1492='z ?±=24.17β
7.7 解 普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是：
（1）在主平面内，蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，且模数m 符合标准模数系列。即m n1=m t2=m 。 （2）在主平面内，蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角，且为标准压力角。即
?
===2021αααt x
（37.9 解
7.10 解
mm mz d 8016511＝＝?=mm mz d 24048522=?== 锥距R 及齿宽b mm
r r R 5.126120
40
2
2
2221=+=+=
设计时，齿宽b 宜取3R
b ≤=42.2mm ，m b 10≤=50mm ， 取b=40mm 。
传动比 316
48
1
22
1==
==
z z i ωω
7.11 解 ∵该轮系为标准安装，且齿轮1与齿轮3同轴线，
∴2132r r r += 即2
1
3212
1
mz
mz
mz +=
∴ 60202202213=?+=+=z z z
27.1222
2620783060)
1(4
32154322
15=????=
''-=z z z z z z z z i
7.12 解 齿轮1至3为定轴轮系 54
32536
36130602
1323
113-=??-='-==z z z z n n i
∴ min
/5.159960545413r n n -=?-
=-
=∴ min /5.15933r n n -='=
而05=n ，齿轮3＇、4、5和转臂6组成行星轮系 69
1314
3546
5635
35
3-
='-
=--'=
=
''z z z z n n n n n n i H
H H
∴ min
/55)5.159(200
69200
693
6r n n -≈-?='=
即转臂6的转向与齿轮1的转向相反。
7.14 解 1.闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断。开式齿轮传动的主要
失效形式为齿面磨损和轮齿的弯曲疲劳折断，不会发生点蚀。
2．开式齿轮传动一般选择耐磨材料，闭式齿轮传动中，软面齿应选择外硬内韧的材料。 3．闭式齿轮以齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度作为其承载能力的计算依据。
开式齿轮传动则按齿根弯曲疲劳强度计算，并在计算中适当减低许用应力以考虑磨损的影响。
7.15 解 (1) min /9301r n = 1
22
112z z n n i -
==
∴ min /46512
12r n z z n -=-
=
3
43
223z z n n i -
==
∴ min /75.19324
33r n z z n =-=
(2) 应转动Ⅰ轴，因减速器从Ⅰ轴至Ⅲ轴的传动过程中，实现“减速增矩”，所以Ⅰ轴的转矩最小。 （3）受力图如图所示
N
d n P d T F F t t 7.56420
210
9301.19549210
9549223
1
3
1
1
112=????=
???=
=
=
N F F t r 5.20520tan 7.564tan 22=??==α
N
mz
n P d T F t 2.81320
5.210
4659
.01.19549210
%)
101(9549223
3
3
23
33=?????=
?-???=
=
N F F t r 29620tan 2.813tan 33=??==α
7.13 解 若一对齿轮的传动比和中心距保持不变，仅改变其齿数，这对齿轮的接触强度不变，而弯曲强度将会受到影响。因为
根据计算最大接触应力的计算公式
21
1)
1(2000bud
u KT Z Z H
E H
±=σ
，显然与齿数有关的参数就是u ，而
u 是齿数比=传动比，不改变，所以其接触强度不会改变。
1z 增大，模数会减小得更大，而Y F
变化不大，综合考虑，增大齿数会增大最大弯曲应力，所以弯曲强度会降低。
7.16 解 1.根据齿轮材料确定许用应力
小齿轮45钢调质、大齿轮45钢正火，由表7.7可得：取小齿轮齿面硬度HB=230，大齿轮HB=200。 由图7.42和图7.43，查得齿轮材料的接触疲劳极限应力和弯曲疲劳极限应力分别为
MPa
lim H 5601=σ，MPa lim H 5402=σ；MPa lim F 2101=σ，MPa lim F 2002=σ 查表7.8，取SH=1.0、SF=1.3，则许用应力为
MPa
][H 5601=σ，MPa ][H 5402=σ； MPa F 162][1=σ， MPa F 154][2=σ
由于大、小齿轮的接触强度相同，则：MPa H 540][=σ
计算小齿轮传动的转矩 m
N n P T ?=?
==05.53720
495499549
1
1
查表7.9，取载荷系数K=1.2，则
]
[2.4382
254257380125/7305.532.121200
)1(21200
2
21
1H
H
MPa bud
u KT σ
σ
≤=???
+??=+=）
（
）（
所以大、小齿轮的接触强度足够。
验算齿根的弯曲应力
根据齿数由表7.11查得64.21=F Y ，22.22=F Y ，则
5
.104258064
.205.532.1200020002
1
2
11
=?????=
=
z bm Y kT F
F σ
]
[1
F MPa σ
<
8
.864
.222.25.101
2
1
2
=?==F F F F Y Y σ
σ
]
[2
F MPa σ
<
所以大、小齿轮的弯曲强度足够。
7.17 解 （1）3z 与2z 的旋向相同，即同为左旋或右旋。 （2）要使32a a F F =，则
3
23
2tan tan d d =ββ 而β
cos z m d n =
∴
3
3223
2sin sin z m z m n n =
ββ
而 ?==1512ββ ∴ ?=3.83β
7.18 解 1.计算许用应力
① 查表7.7 小齿轮40Cr ，取HB=260 大齿轮45钢调质，取HB=230 ②查表7.8 取S H =1.0，S F =1.3
③查图7.42（b ）MPa H 7101lim =σ M Pa H 5602lim =σ 查图7.43（b ）MPa F 2701lim =σ M Pa F 2102lim =σ
历年机械工程控制基础试题及答案
全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分，共30分) 1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定，输入不确定，求系统的输出 B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应) C.系统已定，规定系统的输入 D.系统不定，输入已知，求出系统的输出(响应) 2.f(t)如图所示 则L ［f(t)］为( ) A.s 1e -2t B. s 2e -2s C. s 1e -2s D. s 1 e -ts 3.已知F(s)=1) s(s 1 ，则L -1 ［F(s)］为( )
4.已知F(s)=L ［f(t)］，若F(s)= 1 2s s 1 2++,则f(t)|t ∞→=?( ) A.21 B.1 C.3 1 D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：( ) A.dt ) t (dx )t (x )dt )t (dx ( 12dt )t (x d 16 i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 dt )t (x d 16i 002 02=++ C.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 )dt )t (x d ( 16i 0022 02=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt ) t (dx 12 e dt )t (x d 16 i 00t 2 02=?+?+ 6.对于定常控制系统来说，( ) A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 B.微分方程的各阶微分项的幂为1 C.不能用微分方程表示 D.系统总是稳定的 7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( ) A. G(S)H(S) 1 G(S)H(S)+ B. G(S) -1 H(S)G(S)?
机械工程控制基础课后习题答案
1控制论的中心思想是什么？ 答：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 2机械工程控制论的研究对象及任务是什么？ 答：对象：机械工程技术。任务：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并通过系统的输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析；（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使系统的输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制；（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计；（4）当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此及系统识别或系统辨识；（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤液与预测。 3什么是信息与信息的传递？试举例说明。 答：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息都是信息。例如机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与精度等，表明了机械信号、密码、情报或消息。 所谓信息传递，指信息在系统传递过程中以某种关系动态地传递，或称转换。例如机械加工工艺系统，将工件尺寸做为信息，通过工艺过程的转换，加工前后工件尺寸分布有所变化，这样，研究机床加工精度问题，可以通过运用信息处理和理论和方法来进行。 4什么是反馈与反馈控制？试举例说明。 答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号与原系统的输入讯号的方向相反（或相位差180度）则称之为“负反馈”；如果方向与相位相同，则称之为“正反馈”。例如人类最简单的活动，如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。人抬起腿每走一步路，腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑，从而保持正常的步法；人手取物时，手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保持准确而适当地抓住待取之物。5日常生活中的许多闭环系统与开环系统，试举例说明。 答：开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。例如洗衣机，它按洗衣、清水、去水、干衣的顺序进行工作，无需对输出信号即衣服的清洁程度进行测量； 闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路。例如液面调节器和以工作台的位置做为系统输出，通过检测装置进行测量，并将该信号反馈，进行控制工作台运动位置的CNC机床的进给系统。 6何谓控制系统？按是否存在反馈分哪些？ 答：控制系统指系统的输出，能按照要求的参考输出或控制输入进行调节。按是否存在反馈分为2种，即开环控制系统和闭环控制系统。 7拉氏变换的定义是什么？ 答：拉氏变换是分析研究线性动态系统的有力工具，将时域的微分方程变换为复数域的代数方程。 8什么是数学模型？ 答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。 9传递函数的定义及特点是什么？ 答：定义：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。 特点：1）传递函数反应系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与外界输入无关；2）对于物理可实现系统，传递函数分母中的s的阶次n必不小于分子中的s的阶次m，即n大于等于m，因为实现的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入；3
机械工程控制基础复习题A(附答案)
《机械控制工程基础》复习题A 一、 填空题 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下， 稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。 11. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速 性和精确或准确性。 二．设有一个系统如图1所示，k 1=1000N/m, k 2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号t t x i sin 5)(= 的作用时，试求系统的稳态输出)(t x o 。 i x o x K K D 图1 三．一个未知传递函数的被控系统，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图2所示。 问：(1) 系统的开环低频增益K 是多少？
机械工程控制基础试题 (1)
一、填空题（20分） 1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 5、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。 8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。 9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。
选择题（20分） 1、拉氏变换将时间函数变换成 （ D ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 2、微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 3、设系统的传递函数为G(s)=25 525 2 ++s s ，则系统的阻尼比为 （ C ） A.25 B. 5 C. 2 1 D. 1 4、正弦函数sin t ω的拉氏变换是 （ B ） A. ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω + 5、比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 6、一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡 7、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 8、时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 9、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 10、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ） A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比
2020年自考《机械工程基础》试题及答案
2020年自考《机械工程基础》试题及答案 一、填空题 1、计量的特点可归纳为(准确性)(一致性)(溯源性)(法制性)、(经济性)。 2、从社会科学的角度出发可以把计量分为(科学计量)(法制计量)(工业计量)。 3、计量管理的根本目的是(统一)计量单位，确保量值的(准确可靠)。 4、真值是指与给定的(特定量)的定义(一致)的值。 5、约定真值是指对于给定目的具有(适当不确定度的)，赋予(特定量)的值，有时该值是约定采用的。 6、量纲是指以给定量制中基本量的(幂的乘积)表示某量的表达式 7、单位制是指为给定量制按给定规则确定的一组(基本单位)和(导出单位) 8、中国第一层次的计量法律是《中华人民共和国计量法》 9、SI基本单位一共有(7)个。 10、一个测量结果具有溯源性，则说明它是(准确)可靠的，是(可信)的。 11、强制检定的范围之一是用于(贸易结算)，(安全防护)，(医疗卫生)，(环境监测)方面(之一)的，且列入强制检定目录的工作计量器具。 12、企业计量管理的对象主要包括(计量单位) (测量仪器) (测量过
程)(测量结果)4个方面 13、企业计量活动的准则是科学，(合理)，(经济)，(有效) 14、所有测量设备(其中的辅助设备除外)的量值都必须溯源至其唯一的源头-——以(SI单位)复现的(国家计量基准)或国际计量基准。 15、误差包括随机误差和(系统误差)两大类。 16、ISO10012:2003的中文名称是测量管理体系(测量过程)和(测量设备)的要求。 17、我国《计量法》规定，国务院计量行政部门负责建立各种(基准)器具，作为(统一全国量值)的最高依据。 18、进口计量器具，必须经要(省级)以上人民政府计量行政部门检定合格后，方可销售。19、作为统一全国量值最高依据的计量器具是(计量基准) 。 20、国际上规定的表示倍数和分数单位的(20) 个词头，称为词头。 21、法定计量单位就是由国家以( 法令) 形式规定(允许) 使用或允许使用的计量单位。 22、企事业单位建立本单位各项最高计量标准，须向与其主管部门同级的(人民政府计量行政部门)申请考核。 23、计量纠纷当事人对仲裁检定不服的，可以在接到仲裁检定通知书之日起(十五)日内向上一级人民政府计量行政部门申诉。。 24、(国务院计量行政部门) 对全国计量工作实施统一监督管理。 25、计量器具经检定合格的，由(检定单位) 按照计量检定规程
机械工程测试技术基础试卷及答案
机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是￠x2=H x2+óx2。 ３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 ７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。 ８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、什么是测试？说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分） ２、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点？（10分） ３、选用传感器的原则是什么？（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t (t≥0)， (1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (η) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=0.2，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比？。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。 （2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ （ε0 = 8.85×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。 (15分 一、填空题： 1、连续 2、￠x2=H x2+óx2 3、电桥、放大、调制解调电路 4、非线性度、灵敏度、回程误差 5、斜率 6、组合型、一体化型 7、Δó〈〈ó0定位 8、相邻相反相对相同 9、信号分析、信号处理 10、传递函数、频率函数、脉冲响应函数11、差模12、分布电容 13、频率 14、鉴频、鉴频器 15、反比 16、带宽B 17、1 18、串联19、系统、随机 一、问答题 1、答：测试是测量和试验的综合，是一种研究型的探索型的、论证型的测量过程，也是获取信息的过程。 （1）测量对象
机械工程控制基础考试题完整版(1)
控制基础 填空题(每空1分，共20分) 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =__∞___。 4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 7．函数te -at 的拉氏变换为2)(1 a s +。 8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。 9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。 12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。
13．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 21 s 。 14. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、 ___随动___ 控制系统和程序控制系统。 15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 __快速性__和准确性。 16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰 动量__的形式无关。 17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼 自然振荡频率w n 。 18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R +。 19. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…， 这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。 20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四 ____象限，形状为___半___圆。 22. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。 23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 24．G(s)=1 +Ts K 的环节称为___惯性__环节。 25．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。 26．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__
机械工程控制基础练习题A
机械工程控制基础练习题A 一、单选题 1. 若系统的单位脉冲响应为t t e e --+22，则系统的传递函数为( A )。 A. 1221+++s s B.1 232++s s C.s e s 221-+ D.s e s -+1 1 2. 某系统传函数为G (s )=τ +s k ，则转角频率为( B )。 A. τ1 B.τ C. k /τ D. k τ 3. 已知系统的频率特性为G (j ω)=ω jT K +1，则频率特性的虚部为( D )。 A. ωT K +1 B. 2 )(1ωT K + C.－ 2)(1ωT KT + D. －2)(1ωωT KT + 4. 某系统的传递函数为G (s )=) 3)(14()2)(7(-+-+s s s s ,其零、极点是( D )。 A. 零点s =－0.25, s =3; 极点s =－7,s =2 B. 零点s =7,s=－2; 极点s =0.25,s =3 C. 零点s =－7, s =2; 极点s =－1,s =3 D. 零点s =－7,s =2; 极点s =－0.25,s =3 5. 若已知某串联校正装置的传递函数为10 4++s s ，则它是一种( B )。 A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正 C. 相位滞后—超前校正 D. 相位超前—滞后校正 6. 当系统已定，并且输入已知时，求出系统的输出，并通过输出来研究系统本身的有关 问题，称为( C )。 A. 最优控制 B. 系统辨识 C. 系统分析 D. 自适应控制 7. 某系统的微分方程为)(sin )(2)(52t y t t x t x t =?+ω ，它是( A )。 A. 线性时变系统 B. 线性定常系统 C. 非线性系统 D. 非线性时变系统 8. 某环节的传递函数为1)(+=Ts s G ，它是（D ）。 A. 积分环节 B. 微分环节
机械工程基础上册第三章复习题及答案
第三章复习题答案 1、什么是滑移？滑移变形的特点是什么？ 1. 所谓滑移是晶体中的一部分相对于另一部分沿一定晶面 发生相对的滑动。 2. 滑移变形有如下特点: <1>、滑移只能在切应力的作用下发生。 <2>、滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。 <3>、滑移时晶体的一部分相对于另一部分沿滑移方向位移的距离为原子间距的整数倍,滑移结果在晶体的表面上造成台阶。 <4>、滑移的同时必然伴随着晶体的转动。 二、冷塑性变形对金属组织和性能的影响如何？ 1.冷塑性变形对金属组织的影响 ①塑性变形后晶粒的外形沿着变形方向被压扁或拉长形成＂纤维＂组织； ②随着变形的增加,晶粒破碎成为细碎的亚晶粒； ③晶格和晶粒均发生扭曲,产生内应力; 2.冷塑性变形对金属性能的影响 加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断 提高，塑性和韧性不断下降。 举例:不利影响进一步的塑性变形带来困难 有利影响：强化金属材料履带板 3、什么是冷变形（冷加工）、热变形（热加工）？热加工对金属组织和性能的影响怎样？如何利用纤维组织的方向性？ 1.热加工与冷加工的区别：应以金属的再结晶温度为界限 ,即凡在再结晶温度以上的加工过程称为热变形(热加工),反之称为冷变形(冷加工)。
2.其一：对组织的影响 热加工虽然不致引起加工硬化,但仍能使金属的组织和性能发生显著的变化。 (1) 可使钢中的气孔焊合,分散缩孔压实,从而使材料的致密度增加。 (2) 可使钢中的粗大枝晶和柱状晶破碎,从而使晶粒破碎,从而使晶粒细化,形成再结晶组织,机械性能提高。 (3)可使钢中的各种夹杂物沿着变形方向伸长,形成了“纤维组织”。 其二：对性能的影响 “纤维组织” 使钢的机械性能有了方向性,再沿着纤维的方向上(纵向)具有较高的机械性能(塑性和韧性),而且再垂直方向上(横行)性能较低。 4、自由锻工艺规程的制定包括哪几个方面？ 自由锻工艺规程：根据零件图绘制锻件图、计算坯料的质量与尺寸、确定锻造工序、选择锻造设备、确定坯料加热规范和填写工艺卡片等1.绘制自由锻件图：绘制时主要考虑以下几个因素： (1)敷料：为了简化锻件形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金属，称为敷料 (2)锻件余量：在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量，称之为锻件余量 (3)锻件公差：锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量，其值的大小与锻件形状、尺寸有关，并受生产具体情况的影响。 2.计算坯料质量与尺寸 坯料质量 :G坯料= G锻件+G烧损+G料头 确定坯料尺寸 :根据塑性加工过程中体积不变原则和采用的基本工序类型（如拔长、镦粗等）的锻造比、高度与直径之比等计算出坯料横截面积、直径或边长等尺寸。 3.选择锻造工序：下料→镦粗→局部镦粗→冲孔→扩孔→修整 一般而言，盘类零件多采用镦粗（或拔长－镦粗）和冲孔等工序；轴类零件多采用拔长，切肩和锻台阶等工序。 4.选择锻造设备 5.确定锻造温度范围 始锻温度 :1200℃，终锻温度 :800 ℃、保温时间
机械工程控制基础期末测试题
一、 填空题(每空1分，共20分) 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度 输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳 1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。
2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分程 、传递函数等。 4． 稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 5． 一阶系统 1 1 Ts +的单位阶跃响应的表达是/1t T e --。 6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 7． 频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 二．如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分程，并求出该电路的传递函数。（10分） 图2 解答：跟据电压定律得 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c) 00220022 1 1()i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs G s +=+== ?
机械工程测试技术基础课后习题答案汇总
机械工程测试技术基础第三版熊诗波 绪论 0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答：教材P4~5，二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致？ 解答：（参考教材P4~6，二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定） 1、对计量单位做出严格的定义； 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备； 3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？ 解答：（教材P8~10，八、测量误差） 0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm2 解答： ① ② ③ 0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么？ 解答： (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点：见教材P11。 0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？ 解答： (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而 引用误差=绝对误差/引用值 其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大，引起的绝对误差越大，所以在选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程。
机械工程控制基础考试题完整版
机械控制工程基础 一、填空题 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。 3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。 4. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 恒值 控制系统、 随动 控制系统和 程序控制系统。 5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。 8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。 9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。 10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1 s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. I 型系统G s K s s ()() =+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态 误差为 ∞ 。 18. 一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是T t e --1。
机械工程测试技术基础试题及答案
《机械工程测试技术基础》课后答案 章节测试题 第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对 称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡
《机械工程测试技术基础》教学大纲
《机械故障诊断基础》教学大纲 课程类别：选修课(专业课) 适用专业；机械设计制造及其自动化 执行学时：24学时 一、本课程在培养计划中的作用 （一）本课程是一门专业课，研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。在本课程中，培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能，并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。 （二）基本要求 1 、从进行机械故障诊断所必备的基本知识与方法出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识： （1）机械系统动态信号处理与分析方法 （2）转轴组件的振动特性的描述及故障分析方法。 （3）滚动轴承的振动特性的描述及故障分析方法。 （4）齿轮箱的振动特性的描述及故障分析方法。 （5）红外检测技术。 （6）润滑油样分析。 2 、本课程实践性很强，所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。开设实验应不少于6学时，重点为典型机械零部件运行过程中振动信号的测试与分析，典型故障信号的分析与故障判断。 （三）与其它课程的联系 在学习本课程之前应具有《机械工程测试技术基础》课程的知识。 讲课学时的分配： 概述 1 学时 信号分析方法及应用 3 学时 机械故障诊断依据的标准 2学时 转轴组件的振动特性描述及故障分析 2 学时 滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 2学时
齿轮箱的振动特性的描述及故障分析 2 学时 红外检测技术 2学时 润滑油样分析 2 学时 实验 6学时 总讲课学时 22学时 考试 2 学时 二、课程内容的重点、先进性、实用性和特点 本课程属专业课，与前设课程《机械工程测试技术基础》课程衔接紧密，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试及状态判断中。 近年来，随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展，《机械故障诊断基础》课程从理论、方法到应用领域都发生了很大的改变。要求本课程的讲授要知识面广、实践性强，结合新理论、新方法及新的使用领域，使学生了解前沿动态。 三、授课大纲 概述 课程的内容、方法。诊断信息的来源、获取，典型故障示例，学习方法。 第一章信号分析方法及应用 1、时域分析与频域分析。 2、时域与频域的转换。 3、时、频域信号中蕴涵的信息分析。 第二章机械故障诊断依据的标准 1、故障诊断的绝对判断标准 2、故障诊断的相对判断标准 3、故障诊断的类比判断标准 4、几种判断标准的选用及判断实例。 第三章转轴组件的振动特性描述及故障分析 1、转轴组件的振动机理 2、转轴组件的振动原因识别 3、现场平衡技术 第四章滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 1、滚动轴承失效的基本形式 2、滚动轴承的振动机理 3、滚动轴承的振动监测及故障判别
机械工程控制基础考试题及答案
机械工程控制基础考试 题及答案 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
填空题(每空1分，共20分) 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =∞___。 4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 7．函数te -at 的拉氏变换为 2 )(1a s +。 8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。 9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。
12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。 13．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1s 。 14. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系 统、___随动___ 控制系统和程序控制系统。 15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定 性、__快速性__和准确性。 16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、 扰动量__的形式无关。 17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼 自然振荡频率w n 。 18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|= )()(22w I w R 。 19. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…，这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。 20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第 四____象限，形状为___半___圆。 22. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。
《机械工程控制基础》课后答案
目录 第一章自动控制系统的基本原理 第一节控制系统的工作原理和基本要求 第二节控制系统的基本类型 第三节典型控制信号 第四节控制理论的内容和方法 第二章控制系统的数学模型 第一节机械系统的数学模型 第二节液压系统的数学模型 第三节电气系统的数学模型 第四节线性控制系统的卷积关系式 第三章拉氏变换 第一节傅氏变换 第二节拉普拉斯变换 第三节拉普拉斯变换的基本定理 第四节拉普拉斯逆变换 第四章传递函数 第一节传递函数的概念与性质 第二节线性控制系统的典型环节 第三节系统框图及其运算 第四节多变量系统的传递函数 第五章时间响应分析 第一节概述 第二节单位脉冲输入的时间响应 第三节单位阶跃输入的时间响应 第四节高阶系统时间响应 第六章频率响应分析 第一节谐和输入系统的定态响应 第二节频率特性极坐标图 第三节频率特性的对数坐标图 第四节由频率特性的实验曲线求系统传递函数第七章控制系统的稳定性 第一节稳定性概念 第二节劳斯判据
第三节乃奎斯特判据 第四节对数坐标图的稳定性判据 第八章控制系统的偏差 第一节控制系统的偏差概念 第二节输入引起的定态偏差 第三节输入引起的动态偏差 第九章控制系统的设计和校正 第一节综述 第二节希望对数幅频特性曲线的绘制 第三节校正方法与校正环节 第四节控制系统的增益调整 第五节控制系统的串联校正 第六节控制系统的局部反馈校正 第七节控制系统的顺馈校正 第一章自动控制系统的基本原理 定义：在没有人的直接参与下，利用控制器使控制对象的某一物理量准确地按照预期的规律运行。 第一节控制系统的工作原理和基本要求 一、控制系统举例与结构方框图 例1．一个人工控制的恒温箱，希望的炉水温度为100C°,利用 表示函数功能的方块、信号线，画出结构方块图。 图1
《机械工程基础》复习题
一、填空题： 1.构件由于受力不同，会产生不同的变形。基本形式有以下五种：1. 弯曲； 2. 扭 转； 3. 剪切；4. 轴向拉伸；5. 轴向压缩。 2.在机器中，运动的基本单元称之为__机构_____，制造的基本单元称之为__零件 ___。 3.机构要能够动，自由度必须大于0 ，机构具有确定运动的条件是机构的自由 度大于0，且等于原动件数。 4.两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；通过面接触组成的运动副称为低 副。 5.带传动由于过载引起的全面滑动称为打滑，而由于带的弹性变形和拉力差而引起 的滑动称为弹性滑动。 6.当水平梁弯成凹口向下时，弯矩为负号，反之为正号。 7.钢的热处理方法可分为正火、淬火、退火回火、 及调质。 8.力对物体的作用效应取决于三个要素，即力的大小、方向和作用 点。 9.构件在不同外力的作用下，会产生不同的变形，其基本变形形式有轴向拉伸和压缩、 __扭转_________、__弯曲_________和__剪切_________四种。__强度_______是指构件抵抗破坏的能力，__刚度_______是指构件抵抗变形的能力，而稳定性则是指构件保持原有平衡状态的能力。 10.机构具有确定运动的条件是机构自由度大于0 ，且等于原动件 数。 11.齿轮机构是依靠齿轮轮廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力， 具有传动比准确、传动率高、传递功率范围大等特点。12.机械是机器和__机构_________的总称。就功能而言，一般机器包含四个基本组成部分： 传动部分____________、__控制部分__________、__执行部分__________、___动力部分_________ 13.根据轴承工作的摩擦性质，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承 两大类。
机械工程控制基础——练习题及答案
一、计算题 1 已知系统传递函数: 求系统在单位阶跃信号、单位斜坡信号输入时的响 应。 2 设系统处于静止状态，当输入单位阶跃函数时其输出响应为 2()1t t y t e e --=-+ t>0 试求该系统的传递函数和单位脉冲响应。 3 试化简图所示的系统结构图，求传递函数 4已知系统结构如图2-7所示。 1）求传递函数C(S)/R(S)和C(S)/N(S)。 2）若要消除干扰对输出的影响 （即 C(S)/N(S)=0），问0()G s =？ 5 试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数 ) () (s R s C 。 1 1 )(+= Ts S G
6 系统结构图如图3-1所示。 （1）当r(t)=t，n(t)=t时，试求系统总稳态误差；（2）当r(t)=1(t)，n(t)=0)时，试求M p，t p。 图3-1 = ss e 7某控制系统如图所示。其中控制器采用增益为K p的比例控制器，即 G c(s)=K p 试确定使系统稳定的K p值范围。 0