机械控制工程基础试题及答案

1、、单项选择题（在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其答案按顺序写在答题纸上，每小题 2 分，共 40分）1 闭环控制系统的特点是A 不必利用输出的反馈信息B 利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制C 不一定有反馈回路D 任何时刻输入与输出之间偏差总是零，因此不是用偏差来控制的2线性系统与非线性系统的根本区别在于A 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入B 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入C 线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D 线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理3L f(t)s b2s2 b2，则 f (t)A sinbt b cosbtB b

2、sin bt cosbtC sinbt cosbtD b sin bt b cosbt4已知F(s)1s(s a)，且 a 0 ，则f( )2a5已知函数 f (t) 如右图所示，则 F(s)1 s 1s 1 s 2 13A e 2 e B e 2 s 2s2 s s2 2s 1 s 1 s 1 3s 3sC 2 (se e e 2se )s22 21 s 1 s sD (e e 2e ) s 2s6某系统的传递函数为G(s)(s 10)(s 10)(s 3)其零、极点是零点 s10，s 3 ；极点 s 10B 零点 s 10 ， s 3 ；极点 s 10C 零点 s 10；极点 s 10 ，

3、 s 3D 没有零点；极点 s 37某典型环节的传递函数为 G(s) Ts ，它是A 一阶惯性环节C 一阶微分环节二阶惯性环节二阶微分环节8系统的传递函数只与系统的有关。A 输入信号C 输入信号和输出信号B 输出信号D 本身的结构与参数9系统的单位脉冲响应函数g(t) 10 sin 4t ，则系统的单位阶跃响应函数为A 40cos4t B40s2 16 它的阻尼比和固有频率C 2.5(cos 4t 1) D 210s2 1610对于二阶欠阻尼系统来说，A 前者影响调整时间，后者不影响B 后者影响调整时间，前者不影响C 两者都影响调整时间D 两者都不影响调整时间1 的时间常数可在单位阶跃输入的响

4、应曲线上求得， Ts 111典型一阶惯性环节时间常数是响应曲线上升到稳态值的 95% 所对应的时间 响应曲线上升到稳态值所用的时间 响应曲线在坐标原点的切线斜率 响应曲线在坐标原点的切线斜率的倒数12已知 G(s) G1(s)G2(s) ，且已分别测试得到：G1( j ) 的幅频特性G1( j ) A1( )，相频 G1( j ) 1( )G2( j )的幅频特性 G2(j ) 2，相频 G2( j ) 0.1A G(j ) 2A1( ) e j0.1 1( )BG(j)2 A1( )ej 1( ) 0.1 CG(j)2A1( ) ej1( ) 0.1 DG(j)2 A1( )e j0.1 1

5、( )13已知G(s)k(1 0.2s)(1 0.8s)，其相频特性为A arctg 0.16B arctg 0.2 arctg 0.8C (arctg 0.2 arctg 0.8 )D arctg 0.2 arctg 0.8，其渐近线由 20db/ dec转到A s 1 B s 114若系统的 Bode 图在 1 处出现转折(如图所示)0db/ dec，这说明系统中有一个环节是11s 112s2 2 1s1215设某系统开环传递函数为： G(s) 2 10 ，则此闭环系统 s2 (3s 1)A 稳定C 临界稳定B 不稳定D 满足稳定的必要条件16 ( c )为开环频率特性幅值等于 1时的相位

6、角，则相位裕度等于A 180 ( C )B ( C)C 180 ( C )D ( C ) 18017系统的开环对数坐标图（ Bode 图）与极坐标图（ Nyquist 图）之间的对应 关系为A Bode 图上的零分贝线对应于Nyquist 图上的 ( 1, j0) 点Bode 图上的 180 线对应于Nyquist 图的负实轴C Bode 图上的负分贝值对应于 Nyquist 图负实轴上 （ , 1） 区间D Bode 图上的正分贝值对应于 Nyquist 图正实轴 sa 18若已知某系统串联校正装置的传递函数为，其中 a bsb则它是一种A 相位滞后超前校正 B 相位滞后校正C 相位超前校正

7、D 相位超前滞后校正19从某系统的 Bode 图上，已知其剪切频率c 200 ，则下列串联校正装置的传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使系统稳态误差减至最小的是0.5s 1A0.05s 10.1s 1C0.5s 10.05s 1B0.5s 10.0005s 1 D0.005s 120下列串联校正装置的传递函数中，能在频率c 1 处提供最大相位超前角的是0.5s 1A2s 12s 10.5s 12.5s 1C0.4s 10.4s 1D2.5s 1、简答题（ 1,2 小题每题 7 分， 3,4小题每题 8 分，共计 30分）1 试求一阶系统0.5s 1的单位阶跃

8、响应 c(t ) ，画出近似响应曲线，并标出时间常数T 的值。K2 已知传递函数为 G(s) 2 ，且 K 1,T 0 ，试绘制其极坐标近似图( Nyguist 图)。 s (Ts 1)3 某系统 Bode 图如下图( 1 ) 系统稳定与否？如果稳定，稳定程度如何？2) 在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量 、幅值余量 kg (db ) 、剪切频率 c ，相位穿越频率 g 。4 已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)Ks(s 4)(s 5)，系统稳定的K 值范围。三、综合计算题(每题 16 分，共 80 分)1 如右图所示的电路系统， 输入 u1(t) ，输出电压 u2(t)。( 1) 建

9、立系统的微分方程组；( 2) 求系统的传递函数。2某系统方块图如图所示，简化该方块图，求出传递Y(s) 。X(s)3系统的方块图如下图所示，a) 求系统的单位阶跃响应；b) 当输入正弦信号 x(t) 10sin10t 时，系统的稳态响应；c) 求系统的阻尼比和固有圆频率。1 4系统方块图如图所示，输入 r(t) 1(t)， n(t)1(t)。2求系统在 r(t)、 n(t)各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。5 已知系统的开环传递函数为GK (s)100(0.2s 1)2s(s 1)(s2 10s 100)在答题纸上按照下图所给比例，画出 Bode 图的幅频图和相频图（幅频图用

10、渐近线表示即可，但必须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不要求十分精确）、单项选择题（在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其4. C14. A2 分，共 40 分)5. C 6. C15. B 16. A答案按顺序写在答题纸上，每小题1. B2. C3. B11. D 12. C 13. C7. C 8. D 9. C 10. C17. B 18. C 19. B 20. D二、简答题（ 1,2 小题每题7 分，1，3,4 小题每题 8分，11共计 30 分）2，解： C(s) G(s)R(s)0.5s 1 s 1 0.5 s 0.5s 1 c(t) 1 e 2t图如右所示。解

11、：,Kg(db), c, g 如图所示。3， 解：稳定。但相位稳定余量小，即稳定程度不好。4， 解：系统的特征方程为：32s3 9s2 20s K 0Routh 阵如右所示，由 Routh 判据得：0 K 180二、综合计算题(每题 16分，共 80 分)1， 解：设流过 R1的电流为 i1(t) ，流过 R2 的电流为 i2(t)1u1(t) R1i1(t) C11 i1(t) i2(t)dt1则： 1 i1(t) i2(t)dt R2i2 (t) u2(t)C1 1 2 2 2 2 u2(t) 1 i2(t)dtC2 对上式进行零初始条件拉氏变换得：1U1(s) R1I1(s)I1(s)

12、I 2(s)C1s1I1(s) I2(s) R2I 2(s) U2(s)C1s1U 2(s)I2(s)C2sU2(s)消去中间变量 I1(s),I2(s)，得系统的传递函数为：G(s) U1(s) R1R2C1C2s (R1C1 R2C2 R1C2)s 12， 解：所以G(s)Y(s)X(s)G1(s) G2(s)G3(s)1 G3(s) G1(s)G3(s)H(s)3， 解：a) 系统的传递函数为：G(s)100.1s2 s 10从而所以1Y(s)s100.1s2 s 101 (s 5) 5 s (s 5)2 (5 5)25y(t) 1 e 5t cos5 5t 55 e 5t sin5 5tb) y (t) X0G(j ) sin( t )10 1010 sin(10t arctg 2 )(10 0.1 102 )2 102 10 0.1 102 10sin(10t 9