机械控制工程基础试题及答案

1、1/ 11、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s b歹它，则f(t)1B2aA零点 s10,B零点 s 10, s 3 ；极点 s 104.已

2、知sin btsin btF(s)b cosbtcosbtbsin btbsinbtcosbt bcosbt，且s(s a)0,则f()5.已知函数f (t)如右图所示，则F(s)1 e s1(se sJ s(e s12e2s21e21e2s1 es132s3s2es)6某系统的传递函数为G(s)3s、2se )(S 10)3)(s 10)( s极点 s10苴零2/ 11C零点 s 10 ；极点s 10, 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10对于二阶欠阻尼系统来说，它的阻尼比和固有频率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

3、影响调整时间D两者都不影响调整时间的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得,Ts 1A响应曲线上升到稳态值的95%所对应的时间B响应曲线上升到稳态值所用的时间C响应曲线在坐标原点的切线斜率D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:GMj ）的幅频特性G(j ) A()，相频G1(j )1()A一阶惯性环节B二阶惯性环节C一阶微分环节D二阶微分环节&系统的传递函数只与系统的A输入信号C输入信号和输出信号有关。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） 10sin4t,则系统的单位阶跃响应函数为A40cos4t40s

4、216C2.5(cos4t1)10s21611.典型一阶惯性环节时间常数是3/ 11G2（j ）的幅频特性G2(j )2，相频G2(j )0.1则AG(j )2A(j 0.11()e4/ 11BG(j)2A()J1( ) 0.1 eCG(j)2Ai()eJ1( ) 0.1 DG(j)2)eJ 0.11()13.已知G( s)k，其相频特性为(10.2s )(10.8s)Odb/dec,这说明系统中有一个环节是11s 11SAarctg 0.16Barctg 0.2 arctg 0.8(arctg 0.2 arctg 0.8 )Darctg 0.2arctg 0.814若系统的Bode图在i处出

5、现转折(如图所示)，其渐近线由20db/dec 转到15.设某系统开环传递函数为:G(s)10s2(3s 1)，则此闭环系统A稳定B不稳定C临界稳定D满足稳定的必要条件5/ 1116.(c)为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相位裕度等于A180(C)B(C)6/ 11C180(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 关系为则它是一种A相位滞后一超前校正C相位超前校正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Bode图上的负分贝值对应于Nyquist图负实轴上

6、（，1）区间Bode图上的正分贝值对应于Nyquist18.若已知某系统串联校正装置的传递函数为图正实轴s a，其中 a bs b19.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率c200，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 1D0.005s 120.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率c1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

7、小题每题7分，3,4小题每题8分，共计30分）相位滞后校正相位超前一滞后校正7/ 118/ 113.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)、剪切频率相位穿越频率-90”-ISO270c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) 1.试求一阶系统0.5s1的单位阶跃响应C(t)，画出近似响应曲线，并标出时间常数T的值。2.已知传

8、递函数为G(s)Ks2(Ts1,T0，试绘制其极坐标近似图(Nyguist图)。6Mb/d?c4.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。9/ 113.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) 10sin 10t时，系统的稳态响应;c)求系统的阻尼比和固有圆频率。Ys)4.系统方块图如图所示，输入r(t) 1(t)，n(t)1 1(t)。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。1010/ 11八卩仙)n-阿-5.已知系统的开环传递函数为100(0.2s 1)s(s 1)(s

9、210s 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）401 1 1 1(L丨0.51510i匸仙）11/ 11-180-27O5-12/ 11、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. B2. C3. B4. C5. C6. C7. C8. D9. C10. C11. D 12. C 13. C14. A15. B16. A17. B18. C19. B20. D2,解:4,解：系统的特征方程为：s39 s220

10、s K 0Routh阵如右所示，由Routh判据得:0 K 1803,解：稳定。但相位稳定余量小，即稳定程度不好。,Kg(db),c,g如图所示。、一ZQ此仏C、简答题1,2小题每题7分,3,4小题每题8分，共计30分)1,解：C(s)1 1G(s)R(s)0.5s1 s15c(t) 12te图如右所示。1209KJBO-gK13/ 11、综合计算题（每题16分，共80分）1,解：设流过Ri的电流为h（t），流过R2的电流为i2（t）1ui(t)Riii(t)ii(t) i2(t)dtCi则：占ii(t) i2(t)dtR2i2(t)U2(t)CiU2 C2i2（t）dt对上式进行零初始条件拉

11、氏变换得:U2(S)-|2(S)C2S消去中间变量li（s）, l2（s），得系统的传递函数为:2，解:Ui(s)RiIi(S)iCisli(S)l2（S）iCisli(s)l2（S）R2l2（S）U2（S）G(s)U2(s)Ui(s)RiR2CiC2s(R1C1R2C2R1C2)s 114/ 11IG+込16何1 + E（鬥t q（川込（X）开倩）15/ 11所以Y(s)G(s) G2(S)G(S)1 G3(S) G(S)G3(S)H(S)3,解:a）系统的传递函数为:G(s)100.1S2s 10从而所以Y(s)1 10s 0.1s2s 101 (s 5)5s (s 5)2(5,5)2y(t) 1 e5tcos5.5t5tsin 5 5tb)y (t) XG(j )sin( t )1010,(10 0.1 102)210210sin(10t arctg2)10 0.1 10c)所以:10sin(10t90 )10,100100.54，解：E(s)1_1旦亠s 22s 1R(s)2s 11旦亠s 2 2s 1N(s)而R(