2019秋季西南大学网教-0933《机械工程控制基础》

西南大学网络与继续教育学院西南大学网络与继续教育学院课程代码：0933学年学季：20192单项选择题1、对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数为（）。乙一系统在干扰单独作用下的误差函数_尽⑶=一9/529,在输入信号单独作用下的误差函数乙一系统在干扰单独作用下的误差函数_尽⑶=一9/529,在输入信号单独作用下的误差函数9/5-9/50去二阶系统当0心空时，如果増加一则输出响应的最大超隅量站将（八增加不变减小不定4、某环节的传递函数为，4、某环节的传递函数为，&匚上二-】该环节是（）。微分环节一阶微分环节惯性环节积分环节5、某系统的传递函数为J八，则影响系统时间响应快速性的因素是（）。、岳+1KK和T输入信号大小TCM6、某控制系统的方框图如图所示，则该系统的稳态误差表达式为（hsrI+血』■贯◎3匚耳函石—0£-Mg)

殳+—0£-Mg)

殳+G&卑&]r-b25某系统的传递函数为，心+2狂—引、其雾点和根点是()oGfj)=-_:_-———二__&■--4J雷点忑=—2,睿="扳点、j=—{].2,盖=4零点.£=_^_乙5-—4极点£=一乙罡=予雾点j——2,3=4』极点占=」一乙s=5霧点j=-0.2,—5J极点g=—2,5-=49、设系统的开环传递函数为G-=u?--l，则该系统()。.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是不稳定的.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是不稳定的系统的传谨函数为、,则其单位阶跌响应画数为＜)•某系统的撒分方程为、，八Q寸均为常数，则该系统是()疔兀©十庁工⑵■-c-J鏡性定常岳貌#日蟻性时变系貌垃性时变系编.线性定常系统.非线性系统.非线性时变系统.线性时变系统

已知象国毅，、-心为常數），则原囲数te~tLl#teai饨-（+}14.对于二阶系统的超调量甘、臥下说法正确的是（）.匕只与自然频率厂有关’与阻尼比左无关只与阻尼比艺有关与阻尼比戸和自然频率厂都有关15、传递函数的极点是（）。15、传递函数的极点是（）。2,3-2-3-2,-3Gt16、系统方框图如图所示，贝»该系统的传递函数为（]十G.十!!X1—q十GQ1+G.rt-bG/]-£-!■■'GAI-G：｝TTogT1J-17.设系统的特征方程为。◎二存“―二①，则该系统<八稳主性不确走临稳定性不确定不稳定稳定临界稳定

19、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（）。.最优控制.系统校正.自适应控制.系统辩识20、某系统的微分方程为，该系统是（）。.B.线性时变系统.线性定常系统.非线性时变系统.非线性系统21、以下指标中，不能反映系统瞬态性能指标的是（）。.相位穿越频率.上升时间.调整时间.峰值时间26、系统的静态加速度误差系数26、系统的静态加速度误差系数Ka定义为（）。Im22.團示对应环节的传递画数是<23、瞬态响应指标中，延迟时间的定义是（）。.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间.单位阶跃响应从零开始第一次达到稳态值所需的时间,则系统稳定时的开环墙益髓f24.设单位反馈控制系统的开环传递固数为,则系统稳定时的开环墙益髓f^<K<225、若系统的传递函数的所有零点和极点都在复平面的左半平面，则该系统称为（）。.最小相位系统.振荡系统.非最小相位系统.不稳定系统参考答案：参考答案：Umoy吩｝+:u:“■■faF―+：v：27、作为控制系统，一般（）。.闭环一定振荡闭环不振荡.开环不振荡开环一定振荡28、一阶系统的传递函数为，则系统的增益K和时间常数T依次为（）。.0.8,3.1.25,3.75.3，0.8.3.75，1.2529、已知系统的开环传递函数为，则系统的开环增益和型次为（）。.25，0型.100,I型.100,11型.25,11型30、控制论的中心思想是（）。.一门既与技术科学又与基础科学紧密相关的边缘学科.通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制.对生产力的发展、生产效率的提高具有重大影响.抓住一切通讯和控制系统所共有的特点主观题31、控制系统在输入信号的作用下，输出量随时间变化的函数称为系统的。参考答案：时间响应32、若前向通道的传递函数为，反馈通道的传递函数为，则开环传递函数为33、若系统传递函数有一个或一个以上的极点位于s平面的右半平面内，则系统参考答案：不稳定34、一单位反馈控制系统的前向通道传递函数为，则该闭环系统的特征方程为参考答案：35、在系统频率特性的伯德图上，在开环对数频率特性为正值的频率范围内，沿着3增加的方向，对数相参考答案：负穿越36、若系统传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面内，则该系统称为参考答案：最小相位系统TOC\o"1-5"\h\z37、二阶微分环节的传递函数为。参考答案：38、一般对机械控制工程系统有三方面的性能要求，即稳定性、准确性和。参考答案：快速性39、若系统传递函数的全部极点均位于s平面的左半平面内，贝y系统。参考答案：稳定40、频率响应是系统对正弦输入信号的稳态响应，频率特性包括和相频特性两种特参考答案：幅频特性41、延时环节频率特性的奈氏图是。参考答案：单位圆42、二阶系统的典型环节是.振荡环节43、给系统加入外界的扰动，，系统在足够长的时间内能恢复到原来平衡状态或者趋于-参考答案：当扰动消除后44、是正弦输入信号的稳态响应。参考答案：频率响应45、当系统为II型系统时，其奈氏图起始于相位角为的无穷远处，其渐近线为一条参考答案：-180°46、频域性能指标是根据控制系纟参考答案：闭环47、传递函数反映系统本身的，与外界输入无关。参考答案：动态特性48、当开环传递函数的奈氏曲线离点越远，闭环系统的稳定性越;开环奈氏曲线离参考答案：49、在伯德图上，幅值裕量表示为当系统相频特性曲线达到参考答案：50、凡是几个环节的输入相同，输出相加或者相减的连接形式称为参考答案：并联连接51、在输入端加一正弦信号，线性系统输出端得到的稳态响应幅值和相位要改变，而参考答案：频率52、系统没有积分环节时，该系统称为系统。0型53、二阶系统在阶跃信号作用下，其超调量与有关。参考答案：阻尼比54、比例环节频率特性的奈氏图为实轴上的。参考答案：一个点I八、、55、对单位反馈系统来说，偏差与误差参考答案：相同56、比例环节的对数幅频特性曲线为平行于横坐标的。参考答案：水平直线57、在单输入单输出系统的瞬态响应分析或者频率响应分析中，采用的数学模型参考答案：传递函数58、机械工程控制论是研究以为对象的控制论参考答案：机械工程技术59、系统的稳态误差与系统开环传递函数的型次、输入信号和有关。参考答案：开环增益60、当系统为0型系统时，其奈氏图起始于上某一点。参考答案：正实轴61、影响系统稳定性的因素有系统开环增益、、延时环节及非最小相位环节等。参考答案：积分环节62、系统方框图是系统中各环节的功能和信号流向的图解63、峰值时间是单位阶跃响应越过终值达到需的时间。参考答案：第一个峰值64、传递函数是指参考答案：在初始条件为零时65、二阶振荡环节的标准传递函数是参考答案：66、若二阶系统的无阻尼振荡频率为，当系统发生阻尼振荡时，其振荡频率为参考答案：67、单回路系统开环的对数幅频特性可以用各环节的对数幅频特性的纵坐标的办参考答案：相加68、传递函数表示系统，与外参考答案：本身的动态特性69、奈氏图上的单位圆对应于伯德图上的；奈氏图上的负实轴相当于伯德图中的-1参考答案：零分贝线70、某典型环节的传递函数为，该典型环节称为参考答案：二阶微分71、绘制系统伯德图的步骤有哪些？参考答案：系统开环伯德图的作图步骤如下：1）将传递函数G（s）化成典型环节组成形式，并令s=j®,求得G（jro）；2）计算各基本环节的转角频率，并标在横轴上，同时标明各转角频率对应的基本环节渐近线3）分别画出各典型环节的对数幅频特性曲线和对数相频特性曲线；4）将各环节的对数幅频特性曲线的渐进线进行叠加，得到系统的对数幅频特性渐进线；5）如有必要，可对上述折线加以修正，一般在转角频率处修正；6）将各环节的对数相频特性曲线进行叠加，得到系统的对数相频特性曲线。72、控制系统的典型环节主要有哪几种?参考答案：控制系统的典型坏节有比例环节站=益谢分环节魂）“TOC\o"1-5"\h\z租分评节+I•卜^w=-£惯性坏节..-盼微分坏节亦十煮振荡环节二翫徵分坏节二翫徵分坏节延时环节皿｝=*73、时间响应由哪两部分组成？各部分的定义是什么？参考答案：任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统在某一输入信号的作用下，系统间趋于无穷大时系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应直接反映了系统的动态特性。稳态响应偏74、时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能?参考答案：时域动态性能指标有td延迟时间tr上升时间tp峰值时间Mp超调量ts调节时间N振荡次数td、tr、tp、ts反映系统的快速性，Mp、N反映系统的相对稳定性。75、传递函数的特点有哪些？参考答案：传递函数的特点如下：传递函数是线性定常系统的微分方程经拉氏变换得到的，而拉氏变换是一种线性积分运传递函数是在零初始条件下定义的，即在零时刻之前系统对所给定的平衡工作点是处于传递函数是通过输入和输出之间的关系来描述系统本身特性的，传递函数中各项系数完关，故传递函数可以描述系统的动态特性，与输入量的大小和形式无关。传递函数不说明所描述系统的物理结构，不同的物理系统，只要它们的动态特性相同，个是电气系统)，只要它们的动态特性一样，就可以有完全相同的传递函数。这是实验室进行模拟传递函数只描述系统或环节的外部输入、输出特性，而不能反映其内部所有的信息。同只能描述一个输入对一个输出的关系，至于信号传递过程中的中间量，用一个传递函数无法全面'传递函数分母中的阶数必不小于分子中的阶数，即，因为实际系统或元件总具有惯性。度，然后才可能有位移输出，而与输入有关的项的阶次是不可能高于二阶的。传递函数可以有量纲，也可以无量纲。如在机械系统中，若输出是位移，单位为，输入为力，单位;76.典型二阶系统的阻辰比,二1时，试问闭环根直分布如何？单位阶跃响应的特征是什么？典型二阶磊统的阻尼比时，荼绒对应的两伞闭开极点是实部为员的共呃复粮，苴单位阶跃响应是77、控制系统的频域性能指标有哪些？参考答案：控制系统的频域性能指标包括开环频域性能指标和闭环频域性能指标。开环频域性能指标包括：开环截止频率（幅值穿越频率）相角穿越频率相位裕量幅值裕量闭环频域性能指标包括：截止频率谐振峰值谐振频率剪切率78、什么是拉氏变换的卷积定理？参考答案：卷績定理为■八卜阿乜刖"有理/V严K期二尹@汩㈡式由，..—.......称対心和屛4的卷租分。‘试求鬆统的上升时间tr79.设单检反锻控制莱统的幵环传递函數为G（S）‘试求鬆统的上升时间tr参考答案:因为是单位反馈控制系统，所以闭环传递函数为1、①c）=it=1（1分）1+G\S丿11s2+s+11+E该系统为标准形式的二阶系统。（1分）将其与二阶系统传递函数的标准形式G（s）=貲—s2+23s+32nn进行比较得2分）二12分）32二1n解之得，g二0.5g二0.53二1（rad/s）1分）冗—冗—arW’T2g3Jl—g2nJl-0.52兀一arctan0.5一沁2.4s（2分）1"1—0.52系统的峰值时间为兀兀兀C八、t===〜3.6s（2分）p3d3V'1-g21xjl-0.52系统的调整峰值时间为4t==4=8s（允许误差为土2%）（2分）sg3n0.5或者3t==3=6s（允许误差为土5%）（2分）sg30.5n系统的最大超调量为g兀」5M=e-1-g2"x100%=e-rx100%沁16.3%（2分）P

30.已知某系航的幵环传递函数为&⑶卫⑶=恥十;k+5)’其单位斜坡输入系筑的稳参考答案：回作业答案及评分标准4.docx81、某机械系统如图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为物体的质量，K为弹簧的参考答案:豊考答案:杠杆两端受力之间有如下关系灯■-<AV)「杠杆两端受力之间有如下关系灯■-<AV)「•、戸途］—JU\-B_畑崔=們吕姙希目八抚、-整理得，根据传递函数的定义，对等式两端做揑氏变换得TOC\o"1-5"\h\z购存AXs｝+昴珂折4-现｝=<Fij)所以，系统的佶谨函数拘°班砖—£?82.单位反惯控制系航的开坏传递函紬GM=成二)，试式(1)垂航的闭环佼递函数；(2｝泵蜿的阴尼比辆无阴尼自然频率如:⑶5=5时的调整时问打.参考答案：解：(1)因为开环传递函数为G(s)=c：3)故系统的闭环传递函数为

9S'=（5分）9s2+3s+91+XZ3）（2）因为标准形式二阶系统的传递函数为故有XT[3（4分）n解之得:①二3rad/s/八、算0.5（2分）（3）当5=5时,t===2s（4分）sS0.5x3n83,设系蜿的特征方程为4^4+6s3+552+3s+6=0「试判断系蜿的穗左性。参考答案:解：由特征方程知，特征方程各项系数均为正，且不为零，满足系统稳定的必要条件。（2分）列写系统的劳斯计算表并计算得4（10（10分）3-25f36由劳斯计算表可知,劳斯计算表的第一列出现了两次符号变化，系统有两个极点在S平面的右由劳斯计算表可知,35.某单位反馈控制系统的开