【求机械控制工程基础第二版(朱冀北徐小力编著)课后习题答案】《机械控制工程基础》是机械类及相关专业的一门重要课程，内容涵盖了自动控制的基本原理、系统建模、稳定性分析、时域与频域响应分析以及控制器设计等。该书由朱冀北和徐小力编著，第二版在第一版的基础上进一步完善了内容结构，增强了实用性与可读性。
为了帮助学生更好地掌握课程内容，理解知识点的应用，许多同学在学习过程中会寻找教材的课后习题答案。以下是对《机械控制工程基础（第二版）》部分典型课后习题的总结与答案整理，以表格形式呈现，便于查阅与复习。
一、常见章节与习题类型汇总
| 章节 | 内容主题 | 典型习题类型 | 答案要点 |
| 第1章 | 控制系统概述 | 系统分类、反馈原理、控制系统组成 | 系统分为开环与闭环；反馈是核心机制；系统由输入、被控对象、输出和反馈构成 |
| 第2章 | 数学模型建立 | 微分方程建立、传递函数推导 | 建立微分方程需考虑物理定律；传递函数为输出与输入的拉普拉斯变换比值 |
| 第3章 | 时域响应分析 | 单位阶跃响应、稳态误差、动态性能指标 | 阶跃响应反映系统稳定性和快速性；稳态误差与系统类型有关 |
| 第4章 | 根轨迹法 | 绘制根轨迹、分析稳定性 | 根轨迹根据特征方程绘制；稳定性取决于极点位置 |
| 第5章 | 频率特性分析 | Bode图、Nyquist图、相位裕度 | 频率特性反映系统对不同频率输入的响应；相位裕度影响系统稳定性 |
| 第6章 | 系统校正 | PID控制器设计、超前滞后校正 | 校正方法需结合系统性能要求；PID用于改善稳态与动态性能 |
二、典型习题答案示例
第2章：数学模型建立
习题2-3：
建立如图所示机械系统的微分方程，并求其传递函数。
解答要点：
- 根据牛顿第二定律，列出各质量块的受力方程；
- 考虑弹簧力、阻尼力和外力作用；
- 将微分方程转换为拉普拉斯变换形式，得到传递函数。
传递函数表达式：
$$ G(s) = \frac{X_2(s)}{F(s)} = \frac{1}{m_2 s^2 + c_2 s + k_2} $$
第3章：时域响应分析
习题3-5：
已知系统传递函数为 $ G(s) = \frac{1}{s^2 + 2s + 1} $，求其单位阶跃响应。
解答要点：
- 将传递函数写成标准形式：$ G(s) = \frac{1}{(s+1)^2} $；
- 求拉普拉斯反变换，得到时间域表达式；
- 分析响应曲线，判断系统是否稳定。
单位阶跃响应：
$$ y(t) = 1 - e^{-t}(1 + t) $$
第4章：根轨迹法
习题4-2：
给定系统开环传递函数为 $ G(s)H(s) = \frac{k}{s(s+1)(s+2)} $，绘制其根轨迹并分析稳定性。
解答要点：
- 确定根轨迹起点、终点及渐近线；
- 计算实轴上的根轨迹区间；
- 判断临界增益 $ k $ 的取值范围，确保系统稳定。
稳定性条件：
当 $ 0 < k < 8 $ 时，系统稳定；当 $ k = 8 $ 时，系统处于临界稳定状态。
第5章：频率特性分析
习题5-4：
绘制系统 $ G(s) = \frac{10}{s(s+1)} $ 的Bode图，并确定其幅值穿越频率和相位裕度。
解答要点：
- 分解系统为典型环节，分别绘制幅频和相频曲线；
- 找出幅值为0dB的频率点作为幅值穿越频率；
- 计算此时的相位角，求得相位裕度。
结果：
- 幅值穿越频率约为 $ \omega_c = 3.16 \, \text{rad/s} $；
- 相位裕度约为 $ \gamma = 45^\circ $。
三、总结
《机械控制工程基础（第二版）》是一本理论与实践结合紧密的教材，其课后习题涵盖广泛，涉及系统建模、响应分析、稳定性判断等多个方面。通过系统地练习这些题目，有助于加深对控制理论的理解，提高解决实际问题的能力。
以上内容为基于教材内容整理的部分典型习题答案，适用于学习参考。如需更详细的解答或特定章节的解析，建议结合教材内容进行深入研究或咨询教师指导。
注： 本文内容为原创总结，旨在帮助学生理解课程重点，不涉及版权侵权问题。
