机械工程控制基础试卷

1、省 2002 年 1 月机械工程控制基础试题课程代码： 02240一、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，并将正确答案的序号填在题干的括号。每小题1 分，共 30 分)1. 当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为( )A.最优控制B. 系统辩识C. 系统校正D.自适应控制2. 反馈控制系统是指系统中有()A.反馈回路B. 惯性环节C.积分环节D.PID 调节器3.()=s1,(a为常数 )。aA. L e at B. L eat C. L e (ta) D. L e (t+a) 22t)4.L t e =(A.1B.1(s2) 3a(sa)C.2D.2(s

2、2) 3s35. 若 F(s)=4，则 Lim f ( t) =()12st 0A. 4B. 2C. 0D. 6. 已知 f(t)=etat ,(a 为实数 ) ，则 L f (t)dt =( )0A.aB.1saa(sa)C.1D.1s( s a)a(sa)7.f(t)=3t2 ，则 L f(t)=( )0t2A.3B.1 e 2sssC.3 e 2sD.3 e2 sss8. 某系统的微分方程为5x0 (t )2x0 (t ) x0 (t )x i ( t) , 它是 ()A.线性系统B. 线性定常系统C. 非线性系统D. 非线性时变系统9. 某环节的传递函数为G(s)=e 2s，它是 ()

3、A.比例环节B. 延时环节C.惯性环节D.微分环节10. 图示系统的传递函数为 ( )A.1RCs1B.RCsRCs1C. RCs+1D.RCs1RCs11. 二阶系统的传递函数为G(s)=4s23, 其无阻尼固有频率s100A. 10B. 5C. 2.512. 一阶系统K的单位脉冲响应曲线在t=0 处的斜率为 ()1 TsA.KB. KTC.KTT 213. 某系统的传递函数G(s)=K, 则其单位阶跃响应函数为( )Ts1A.1e Kt /TB.K e t / TC. K(1e t/T)TT14. 图示系统称为 ()型系统。A. 0B.C.D.15. 延时环节 G(s)=e s 的相频特性

4、 G(j ) 等于 ()A.B. C.°D. °16. 对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数G(s) 为 ()A. 1+Ts1B.Ts1C.1D. (1+Ts)2Ts17. 图示对应的环节为 ( ) A. Tsn 是 ()D. 25D.KT 2D. (1 e Kt/T )B.11 TsC. 1+TsD.1Ts18. 设系统的特征方程为D(s)=s 3+14s2+40s+40 =0，则此系统稳定的值围为 ( )A. >0B. 0< <14C. >14D. <019. 典型二阶振荡环节的峰值时间与( )有关。A.增益B. 误差带C.增益和

5、阻尼比D. 阻尼比和无阻尼固有频率20. 若系统的 Bode 图在 =5 处出现转折 ( 如图所示 ) ，这说明系统中有()环节。A. 5s+1B. (5s+1)2C. 0.2s+1D.1(02. s1) 221. 某系统的传递函数为 G(s)= ( s 7)(s 2) , 其零、极点是 ( ) (4s 1)( s 3)0.25,s=3;极点 s=7,s=2B. 零点 s=7,s=2;极点 s=0.25,s=3A. 零点 s=7,s=2; 极点 s=1,s=3D.零点 s=7,s=2;C. 零点 s=极点 s= 0.25,s=322. 一系统的开环传递函数为3(s2), 则系统的开环增益和型次

6、依次为( )s(2s3)(s5)A. 0.4，B. 0.4，C.3，D.3，23. 已知系统的传递函数G(s)=Ke ts ，其幅频特性 G(j ) 应为 ()1TsA.KeB.KeT1T1C.K 2eD.KT2 22 211T24. 二阶系统的阻尼比，等于()A. 系统的粘性阻尼系数B. 临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C. 系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D. 系统粘性阻尼系数的倒数25.设 c 为幅值穿越 ( 交界 ) 频率， ( c) 为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为 ( )A. 180° ( c )B. ( c)C. 180°+ ( c)D. 9

7、0 ° +( c)26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为s(s5)()A.10B.54427. 二阶系统的传递函数为G(s)=1s22 n s的关系为 ()A. <rB. =rnn28. 串联相位滞后校正通常用于()A. 提高系统的快速性C. 减少系统的阻尼29. 下列串联校正装置的传递函数中，能在频率A.4s1B.s1s14s130. 从某系统的Bode 图上，已知其剪切频率C. 4D. 05, 在 02 时，其无阻尼固有频率n 与谐振频率 r22nC. >rD. 两者无关nB. 提高系统的稳态精度 D. 减少

8、系统的固有频率c =4 处提供最大相位超前角的是()C.01. s1D. 0.625s10.625s101. s1c 40，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稳态误差减至最小的是()A.0.004s1B.0.4s1C.4s1D.4s10.04s14s110s1.10 4s二、填空题 ( 每小题2 分，共 10 分)1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_和_有关。2. 一个单位反馈系统的前向传递函数为K，则该闭环系统的特征方程为_ 开环增益为s35s24s_。3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间t s 与阻尼比、 _和 _有关。

9、4.极坐标图 (Nyquist图 ) 与对数坐标图 (Bode 图 ) 之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode 图上的 _；极坐标图上的负实轴对应于Bode 图上的 _ 。5. 系统传递函数只与 _有关，与 _无关。三、简答题 ( 共 16 分)1.(4分 ) 已知系统的传递函数为2，求系统的脉冲响应表达式。s24s 32.(4分 ) 已知单位反馈系统的开环传递函数为K，试问该系统为几型系统 ?系统的单位阶跃响应稳态s(7s 1)值为多少 ?3.(4分 ) 已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如下，如果将阻尼比增大( 但不超过 1) ，请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。4.(4

10、分 ) 已知各系统的零点(o) 、极点 (x) 分布分别如图所示，请问各个系统是否有非主导极点，若有请在图上标出。四、计算题 ( 本大题共6 小题，共44 分)1.(7 分 ) 用极坐标表示系统1的频率特性 ( 要求在、 =0、 = n 等点准确表示，其余定性4s22s1画出 )。2.(7分 ) 求如下系统R(s) 对 C(s) 的传递函数，并在图上标出反馈通道、顺馈通道。3.(6分 ) 已知系统的调节器为(T3 s1)(T 4s1)0G 0 (s)s,T3、 T4问是否可以称其为 PID 调节器，请说明理由。4.(8 分 ) 求如图所示机械网络的传递函数，其中X 为输入位移， Y 为输出位移

11、。5.(10 分 ) 已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为4，请绘出频率特性对数坐标图 (Bodes( 01.s 1)( 0.01s1)图 ) ，并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能( 要说明理由 ) 。6.(6 分 ) 请写出超前校正装置的传递函数，如果将它用于串联校正，可以改善系统什么性能?省 2002 年 1 月机械工程控制基础试题参考答案课程代码： 02240一、单项选择题( 每小题 1 分，共 30 分)1.B2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.B11.B12.C13.C14.B15.B16.D17.C18.B19.D20.D21.D22.A23.D24.C2

12、5.C26.A27.C28.B29.D30.B二、填空题 ( 每小题 2 分，共 10 分 )1. 型次 输入信号2.s 3+5s2+4s+K=0， K43.误差带无阻尼固有频率4.0 分贝线 180°线5.本身参数和结构输入三、简答题 ( 共 16 分)1.211s24s3s1 s 3g(t)=e t e3t ,t 02. 型；稳态值等于 13. 上升时间 变大；超调量减少；调节时间减小 ( 大体上 ) ；4.无非主导极点；非主导极点；非主导极点四、计算题 ( 共 44 分)1. 点 =0 点 n=0.5 点曲线大体对2.C(s)G(G 0 G f )R( s)1 G0G3.(6分 )G0(s)=(T 3+T4)+T 3T4s+1/sG0(s) 由比