机械工程控制基础第2阶段练习题答案 江南大学2022年秋季

第16页/共NUMPAGES\*ARABIC16页江南大学网络教育第二阶段练习题答案，答案在最后一页。考试科目:《机械工程控制基础》第章至第章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题(共15题，总分值15分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1.一阶系统的传递函数为G（s）=7/（s+2），则其单位脉冲响应曲线在t=0时的切线斜率（）。（1分）A.-7B.-3.5C.-14D.-1/72.线性系统的单位斜坡响应为x0(t)=t-T+Te-t/T则该系统的单位脉冲响应为（

）。（1分）A.w(t)=1-e-t/TB.w(t)=1-Te-t/TC.w(t)=e-t/TD.w(t)=(1/T)e-t/T3.一阶系统的传递函数为G(s)=1/(s+1)，在输入xi（t）=4cos（t-30o）作用下的稳态输出为（）。（1分）A.xo(t)=4cos(t-15o)B.xo(t)=2.828cos(t-75o)C.xo(t)=2.828cos(t+15o)D.xo(t)=4cos(t+15o)4.要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（）。（1分）A.ωn不变，增大ξB.ξ不变，减小ωnC.ωn减小，增大ξD.ξ减小，增大ωn5.已知系统开环传递函数为GK(s)=7/[s(s+2)]，则系统的增益和型次分别为（）。（1分）A.7，Ⅰ型B.7，Ⅱ型C.3.5，Ⅰ型D.3.5，Ⅱ型6.二阶振荡环节的传递函数为G(s)=16/(s2+4S+16)，则其谐振频率为（）。（1分）A.4B.C.D.不存在7.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统包含（）个积分环节。（1分）A.0B.1C.2D.38.要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采取的措施是（）。（1分）A.ωn不变，增大ξB.ωn不变，减小ξC.ξ不变，减小ωnD.ξ不变，增大ωn9.已知某机械系统的传递函数为G（s）=ωn2/(s2+2ξωns+ωn2)则系统有阻尼固有频率为（）。（1分）A.ωn(1-ξ2)1/2B.ωn(1+ξ2)1/2C.ωn(1+2ξ2)1/2D.ωn(1-2ξ2)1/210.系统G（s）=1/（1-0.01s）的Nyquist图线为（）。（1分）A.B.C.D.11.线性系统对输入信号的时间响应（）。（1分）A.只与输入信号有关B.只与系统本身的固有特性有关C.反映系统本身的固有特性及输入作用下的行为D.会随干扰信号所引起的输出而变化12.已知系统开环节频率特性Nyquist图如图所示，则该系统的型次为（）。（1分）A.0型B.Ⅰ型C.Ⅱ型D.无法确定13.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统不包含（）。（1分）A.比例环节B.积分环节C.二阶微分环节D.惯性环节14.已知典型二阶系统的阻尼比为ξ=0.5，则系统的单位阶跃响应呈现为（）。（1分）A.等幅的振荡B.发散的振荡C.收敛的振荡D.恒值15.系统开环传递函数为（）的单位反馈系统，在输入xi(t)=4t2作用下的稳态误差最小。（单元自测）（1分）A.GK(s)=7/[s(s+5)]B.GK(s)=7/[s2(s+2)]C.GK(s)=7/[s2(s+5)]D.GK(s)=7/[s3(s+2)(s+5)]二判断题(共10题，总分值10分正确的填涂“A”，错误的填涂“B”。)16.线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。（1分）（

）17.只要两个环节或系统的频率特性互为相反数，则它们的对数幅频特性曲线、对数相频特性曲线分别是关于ω对称的。（1分）（

）18.系统稳定的必要充分条件是：系统特征方程的所有根都在复平面的右侧。（1分）（

）19.输出信号与输入信号的相位差称为系统的幅频特性。它描述了在稳态情况下，当系统输入不同频率的谐波信号时，其相位产生的超强或滞后的特性。（1分）（

）20.时域性能指标包括瞬态性能指标和稳态性能指标。瞬态性能指标一般是在单位阶跃输入下，由输出的过渡过程所给出的，实质上是由瞬态响应决定的。稳态性能指标主要指稳态误差。（1分）（

）21.通常将幅频特性和相频特性统称为频率特性。（1分）（

）22.系统的带宽越大，则系统响应的快速性就越好。（1分）（

）23.若传递函数所有的零点和极点均在复平面s的左半平面内，则称G(s)为最小相位传递函数，具有最小相位传递函数的系统称为最小相位系统；反之，若传递函数在s的右半平面内存在零点或极点，则称则称G(s)为非最小相位传递函数，具有非最小相位传递函数的系统称为非最小相位系统。（1分）（

）24.频率特性的极坐标图是指在复平面上表示G(jω)的幅值和相角随频率的变化而变化的关系的图形，又称奈奎斯特图。（1分）（

）25.输出信号与输入信号的幅值比称为系统的幅频特性。它描述了在稳态情况下，当系统输入不同频率的谐波信号时，其幅值的衰减或增大特性。（1分）（

）三填空题(共6题，总分值12分)26.幅相曲线是把_________作为参变量将幅频特性和_________同时表示在复数平面上的曲线。（2分）27.在s平面上，最靠近虚轴而附近又无闭环零点的一些闭环极点称为_________。（2分）28.惯性环节的频率特性是G(jω)=1/(jTω+1),它的幅频特性为_________，相频特性为_________。（2分）29.稳定的线性定常系统在正弦信号作用下,系统输出的稳态分量为同频率正弦函数,其振幅与输入正弦信号的

_________称为幅频特性,_________称为相频特性。（2分）30.如果要求系统的快速性好，则闭环极点应距离_________越远越好。（2分）31.二阶系统的典型传递函数是_________,当阻尼比ζ_________时,系统处于临界阻尼状态。（2分）四计算题(共4题，总分值36分)32.单位负反馈系统的开环传递函数为求上升时间tr,峰值时间tp,最大超调σp和过渡过程时间ts。（9分）33.设系统的单位脉冲响应函数为，试求该系统的传递函数。（9分）34.试绘出下列传递函数的系统Bode图，（9分）35.如下图所示系统，已知，试求输入Xi(s)和扰动N(s)作用下的稳态误差。（9分）五简答题(共2题，总分值12分)36.在0<ξ<1,ξ=0,ξ≥1三种情况下，标准二阶系统的单位阶跃响应特性分别是什么?（6分）37.简述控制系统分析的时域分析法及其特点。（6分）六综合分析题(共1题，总分值15分)38.质量、弹簧、阻尼器组成的机械系统如下图所示。已知，m=1kg，k为弹簧的刚度，c为阻尼系统。若外力f(t)=2sin2tN，由实验得到系统稳态响应为xoss=sin(2t-π/2)，试确定k和c。（15分）

一单选题(共15题，总分值15分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1.参考答案为：C解析过程：2.参考答案为：D解析过程：3.参考答案为：B解析过程：4.参考答案为：D解析过程：5.参考答案为：C解析过程：6.参考答案为：B解析过程：7.参考答案为：B解析过程：8.参考答案为：A解析过程：9.参考答案为：A解析过程：10.参考答案为：B解析过程：11.参考答案为：C解析过程：12.参考答案为：B解析过程：13.参考答案为：C解析过程：14.参考答案为：C解析过程：15.参考答案为：D解析过程：二判断题(共10题，总分值10分正确的填涂“A”，错误的填涂“B”。)16.参考答案为：T解析过程：17.参考答案为：F解析过程：18.参考答案为：F解析过程：19.参考答案为：F解析过程：20.参考答案为：T解析过程：21.参考答案为：T解析过程：22.参考答案为：T解析过程：23.参考答案为：T解析过程：24.参考答案为：T解析过程：25.参考答案为：T解析过程：三填空题(共6题，总分值12分)26.参考答案为：频率ω,相频特性解析过程：27.参考答案为：主导极点解析过程：28.参考答案为：|G(jω)|=1/(T2ω2+1)1/2,∠G(jω)=-arctgTω解析过程：29.参考答案为：振幅之比A(ω),相位之差φ(ω)解析过程：30.参考答案为：虚轴解析过程：31.参考答案为：φ(s)=(ωn)2/(s2+2ζωns+ωn2),=1解析过程：四计算题(共4题，总分值36分)32.参考答案为：单位负反馈系统的闭环传递函数为特征方程为：其中属于欠阻尼二阶系统在单位阶跃信号作用下解析过程：33.参考答案为：解析过程：34.参考答案为：系统的传递函数可以化为其频率特性为该系统由一个比例环节（比例系数为k=100），一个积分环节、两个一阶微分环节（转折频率分别为）和三个一阶微分环节（转折频率分别为）。因此，其Bode图如下图所示。解析过程：35.参考答案为：先求当时，即N(s)单独作用下的稳态误差essN。此时系统的方框图可以简化为下图所示。解析过程：五简答题(共2题，总分值12分)36.参考答案为：(1)0<ξ<1时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；(2)