历年机械工程控制基础试题答案

(完满word版)历年机械工程控制基础试题及答案(完满word版)历年机械工程控制基础试题及答案(完满word版)历年机械工程控制基础试题及答案全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题(在每题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每题1.5分，共30分)1.控制工程主要研究并解决的问题之一是()系统已定，输入不确立，求系统的输出B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应)C.系统已定，规定系统的输入D.系统不定，输入已知，求出系统的输出(响应)2.f(t)以以下图则L［f(t)］为()A.1-2tseB.2e-2ssC.1e-2sD.1e-tsss3.已知F(s)=11)，则L-1［F(s)］为()s(s4.已知F(s)=L［f(t)］，若F(s)=s21,则f(t)|t=?()2s1A.112C.35.以下系统中为线性系统的微分模型为：()d2x0(t)dx0(t)2x0(t)dxi(t)A.16212()dtdtdtB.16d2x0(t)12dx0(t)24x0(t)xi(t)dt2dtd2x0(t)2dx0(t)xi(t)C.16(2)12dt24x0(t)dtd2x0(t)etdx0(t)x0(t)xi(t)D.16212dt24ln(t)dt6.对于定常控制系统来说，()表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B.微分方程的各阶微分项的幂为1C.不可以用微分方程表示D.系统老是坚固的7.系统方框图以以下图，则系统的闭环传达函数为()G(S)H(S)G(S)H(S)A.B.1G(S)H(S)1-G(S)C.1+G(S)·H(S)G(S)D.1G(S)H(S)8.二阶系统的传达函数为10,则系统增益为()(s0.5)(s4)9.若系统的单位脉冲响应为e-2t+2e-t，则系统的传达函数为：()A.12B.s23C.1e2ss2s12s1s210.某系统的传达函数为5系统的零极点为()(s1)(s2)A.极点s=-1,s=-2,零点s=5123B.极点s1=1,s2=2C.极点s1=-1,s2=-2D.极点s1=1,s2=2,零点s3=-511.以下信号中，哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标()A.单位阶跃B.单位脉冲C.单位斜坡12.系统如图，其稳态偏差定义为()ss=limSG(S)ss=limte(t)s0sss=lime(t)ss=lime(t)tt013.某系统传函数为G(s)=k，则转角频次为()s1B.τττA.14.控制系统中()A.系统型次越高，增益K越大，系统坚固偏差越大B.系统型次越高，增益K越大，系统坚固偏差越小C.系统阶次越高，增益K越大，系统坚固偏差越小D.系统阶次越高，稳态偏差越大

1ess1单位正弦15.在设计控制系统时，坚固性判断()A.不用判断B.绝对必需C.有时是必需的D.依据系统而定16.系统的正弦响应是指()无论输入为何种信号，输出都为正弦时的状况B.对系统输入一系列不一样样频次正弦信号时，输出的响应变化状况C.对系统输入一个固定的频次正弦信号时，输出的响应变化状况D.对系统输入一系列幅值不一样样的正弦信号时，输出的响应变化状况17.劳斯判据应用于控制系统坚固性判断时是针对()A.闭环系统的传达函数B.开环系统的传达函数C.闭环系统中的开环传达函数的特色方程D.闭环系统的特色方程18.为了增添系统的坚固性裕量，可以()A.减小系统的增益B.增大系统的增益C.减小输入信号D.使用开环系统19.所谓校订(又称赔偿)是指()A.加入PID校订器B.在系统中增添新的环节或改变某些参数C.使系统坚固D.使用劳斯判据220.二阶振荡环节G(s)=n的幅频特色（）22ns2snA.ζ越大，谐振峰越高B.ζ越小，谐振峰越高C.ωn越小，谐振峰越高D.ωn越大，谐振峰越高二、填空题(每空0.5分，共10分)21.闭环系统是指系统的________对系统有控制作用，或许说，系统中存在________的回路。22.设计控制系统鉴于以下几个要求：________性、________性、________性和________性。23.传达函数经过________与________之间信息的传达关系，来描绘系统自己的动向特色。24.系统在外加激励作用下，其________随________变化的函数关系称为系统的时间响应。25.频次响应是系统对________输入的________。26.若系统传达函数G(S)的所有________均在S平面的________，则系统称为最小相位系统。27.一个系统坚固的必需和充分条件是，其特色方程的所有的根都必然为________或________。也即坚固系统的所有根Si均应在复平面的________。28.PID校订器是可以实现P________，I和D________控制作用的校订器。三、简答题(每题5分，共20分)29.(5分)什么是反应(包含正反应和负反应)?什么是闭环控制系统?30.(5分)单位反应系统的前向通道传达函数为aGk(s)=s(bs1)(cs(1)试写出静态偏差系数Kp、Kv和Ka。当系统输入为单位斜坡函数时，系统有无稳态偏差，如有为何值31.(5分)简述系统相对坚固性的见解?何为相位裕量?(绘图说明)32.(5分)串联相位超前校订时瞬态响应作了何种改良?简述原理。四、计算题(共40分)33.(6分)某系统方框图以下，求使系统坚固的f值范围。34.(6分)写出图示系统的传达函数，并写出系统的ωn和ζ。35.(6分)化简以下方框图，并写出传达函数。36.(6分)某系统如图

，a、b、c为大于0的常数。1)?试求该系统的峰值时间、最大超调量(单位阶跃输入)37.(8分)设单位反应系统的开环传达函数G(s)=101)(s1)(2s试求闭环的Mr,ωr和ωd1000(s1)38.(8分)已知系统开环传达函数为G(s)=10s(s1)(s1)100试画出传达函数对应的渐近线幅频特色曲线；试画出相应的近似相频特色曲线；系统能否坚固，为何?全国2001年10月机械工程控制基础试题课程代码：02240第一部分选择题一、单项选择题（本大题共30小题，每题1分，共30分）在每题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.开环系统与闭环系统最实质的差别是（A）A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用C.开环系统不用然有反应回路，闭环系统有反应回路D.开环系统不用然有反应回路，闭环系统也不用然有反应回路2.0,0≤t＜5B）若f(t)，则L[f(t)]（1,t≥5A.esB.e5sssC.1D.1e5sss3.已知f(t)05.t1,其L[f(t)]（C）A.s.2B.205sC.1112s2sD.2s4.以下函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（D）5B.2sA.22516ssC.11s2D.2s5.若f(t)te2t，则L[f(t)]（B）A.1B.12s22)(sC.1D.1s22)2(s6.线性系统与非线性系统的根本差别在于（C）A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入C.线性系统知足迭加原理，非线性系统不知足迭加原理D.线性系统在实质系统中广泛存在，而非线性系统在实质中存在较少7.系统方框图如图示，则该系统的开环传达函数为（B）A.105s1B.20s5s1C.102s(5s1)D.2s8.二阶系统的极点分别为s105.,s24，系统增益为5，则其传达函数为（D）A.2B.2(s05.)(s4)(s05.)(s4)5D.10C.4)(s05.)(s4)(s05.)(s9.某系统的传达函数为G(s)5A）s，则该系统的单位脉冲响应函数为（2A.e2tB.5t5C.e2tD.55t10.二阶欠阻尼系统的上涨时间tr定义为（C）A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间B.单位阶跃响应从稳态值的10%上涨到90%所需的时间C.单位阶跃响应从零第一次上涨到稳态值时所需的时间D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间11.系统种类、开环增益K对系统稳态偏差的影响为（A）A.系统型次越高，开环增益K越大，系统稳态偏差越小B.系统型次越低，开环增益K越大，系统稳态偏差越小C.系统型次越高，开环增益K越小，系统稳态偏差越小D.系统型次越低，开环增益K越小，系统稳态偏差越小12.一系统的传达函数为G(s)K，则该系统时间响应的迅速性（C）Ts1A.与K相关B.与K和T相关C.与T相关D.与输入信号大小相关13.一闭环系统的开环传达函数为G(s)8(s3)，则该系统为（C）s(2s3)(s2)A.0型系统，开环增益为8B.I型系统，开环增益为8C.I型系统，开环增益为4D.0型系统，开环增益为414.瞬态响应的性能指标是依据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（B）A.单位脉冲函数B.单位阶跃函数C.单位正弦函数D.单位斜坡函数15.二阶系统的传达函数为G(s)Ks22，当K增大时，其（C）2s1A.无阻尼自然频次n增大，阻尼比增大B.无阻尼自然频次n增大，阻尼比减小C.无阻尼自然频次n减小，阻尼比减小D.无阻尼自然频次n减小，阻尼比增大16.所谓最小相位系统是指（B）A.系统传达函数的极点均在S平面左半平面B.系统开环传达函数的所有零点和极点均在C.系统闭环传达函数的所有零点和极点均在D.系统开环传达函数的所有零点和极点均在

平面左半平面平面右半平面平面右半平面17.一系统的传达函数为G(s)10，则其截止频次b为（A）s2A.2rad/sB.0.5rad/sC.5rad/sD.10rad/s18.一系统的传达函数为G(s)K，则其相位角()可表达为（B）s(Ts1)A.tg1TB.90tg1TC.90tg1TD.tg1T19.一系统的传达函数为G(s)2，当输入r(t)2sin2t时，则其稳态输出的幅值为（A）s2A.2B.2/220.延时环节es(0)，其相频特色和幅频特色的变化规律是（D）A.()90,L()0dBB.(),L()1dBC.()90,L()dBD.(),L()0dB21.一单位反应系统的开环传达函数为K，当K增大时，对系统性能能的影响是（A）G(s)2)s(s1)(sA.坚固性降低B.频宽降低C.阶跃输入偏差增大D.阶跃输入偏差减小22.一单位反应系统的开环Bode图已知，其幅频特色在低频段是一条斜率为20dB/dec的渐近直线，且延长线与0dB线的交点频次为c5，则当输入为r(t)05.t时，其稳态偏差为（A）23.利用乃奎斯特坚固性判据判断系统的坚固性时，ZPN中的Z表表示义为（D）A.开环传达函数零点在S左半平面的个数B.开环传达函数零点在S右半平面的个数C.闭环传达函数零点在S右半平面的个数D.闭环特色方程的根在S右半平面的个数24.对于劳斯—胡尔维茨坚固性判据和乃奎斯特坚固性判据，以下表达中正确的选项是（B）A.劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统坚固性的B.乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统坚固性的C.乃奎斯特判据是用来判断开环系统坚固性的D.以上表达均不正确25.以下频域性能指标中依据开环系统来定义的是（D）A.截止频次bB.谐振频次r与谐振峰值MrC.频带宽度D.相位裕量与幅值裕量kg26.一单位反应系统的开环传达函数为G(s)K，则该系统坚固的K值范围为（A）s(sK)＞0＞1＜K＜10D.K＞－127.对于开环频次特色曲线与闭环系统性能之间的关系，以下表达中不正确的有（A）A.开环频次特色的低频段表征了闭环系统的坚固性B.中频段表征了闭环系统的动向特色C.高频段表征了闭环系统的抗搅乱能力D.低频段的增益应充分大，以保证稳态偏差的要求28.以下性能指标中不可以反应系统响应速度的指标为（D）A.上涨时间trB.调整时间tsC.幅值穿越频次cD.相位穿越频次g29.当系统采纳串联校订时，校订环节为Gc(s)s1，则该校订环节对系统性能的影响是（D）2s1A.增大开环幅值穿越频次B.增大稳态偏差C.减小稳态偏差

cD.稳态偏差不变，响应速度降低30.串联校订环节Gc(s)As1，对于A与B之间关系的正确描绘为（A）Bs1A.若Gc(s)为超前校订环节，则A＞B＞0B.若Gc(s)为滞后校订环节，则A＞B＞0C.若Gc(s)为超前—滞后校订环节，则A≠BD.若Gc(s)为PID校订环节，则A=0，B＞0第二部分非选择题二、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分）31.传达函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。32.瞬态响应是系统遇到外加作用激励后，从初始状态状态到最后状态状态的响应过程。33.鉴别系统坚固性的出发点是系统特色方程的根必然为负实根或负实部的复数根，即系统的特色根必然所有在复平面的左半平面是系统坚固的充要条件。34.I型系统G(s)K在单位阶跃输入下，稳态偏差为0，在单位加快度输入下，稳s(s2)态偏差为。35.频次响应是系统对正弦输入的稳态响应，频次特色包含幅频和相频两种特色。三、简答题（共16分）36.二阶系统的传达函数为1，试在左图中标出系统的特色根在S平面上的地点，在右图中标出单位阶s2s1跃曲线。解：37.时域动向性能指标有哪些？它们反应系统哪些方面的性能？解：td延缓时间tr上涨时间tp峰值时间Mp超调量ts调理时间td、tr、tp、ts反应系统的迅速性Mp反应系统的相对坚固性。38.简述相位裕量的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。解：定义：是开环频次特色幅值为1时对负实轴的相位差值。即从原点到奈氏图与单位圆交点的连线与负实轴的夹角。计算公式：在极坐标下表示为39.简述串联相位超前校订的特色。解：.相位超前校订特色：①增添相位余量，提升坚固性②增添幅值穿越频次c，提升迅速性③增添高频增益（或高通滤波器），抗搅乱能力降落。四、计算题（本大题共6小题，共44分）40.（7分）机械系统以以下图，此中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传达函数（忽视小车与地面的摩擦）。解：系统的微分方程为拉氏变换得：（零初始条件）41.（7分）已知系统构造如图，试求传达函数C(s)及C(s)R(s)N(s)解：.L1G2H1,L2G1G2H242.（7分）系统以以下图，r(t)1[t]为单位阶跃函数，试求：1.系统的阻尼比和无阻尼自然频次n42n1．s(s2n)S(S2)2.动向性能指标：超调量Mp和调理时间ts(5)2．Mpe12100%16.5%43.（8分）以以下图系统，试确立使系统坚固且在单位斜坡输入下ess≤2.25时，K的数值。.D(s)s(s3)2Ks36s29sK0由劳斯判据：第一列系数大于零，则系统坚固得0K54又有：ess9≤K可得：K≥44≤K＜5444.（7分）已知开环最小相位系统的对数幅频特色以以下图。写出开环传达函数G(s)的表达式；1．G(s)K100sss(s0.01)(s100)s(1)1)(100大概绘制系统的乃奈斯特图。45.（8分）已知单位反应系统的闭环传达函数W(s)2，试求系统的相位裕量和幅值裕量kgs3解：系统的开环传达函数为G(s)

W(s)21W(s)s1|G(j21，解得c3c)|21c又g2005年10月全国自考机械工程控制基础试卷2005年10月自考机械工程控制基础答案浙江省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内。每题1分，共30分)1.当系统的输入和输出已知时，求系统构造与参数的问题，称为(B)A.最优控制B.系统辩识C.系统校订D.2.反应控制系统是指系统中有(A)A.反应回路C.积分环节3.(A)=1,(a为常数)saatL［e］(t－a)e］4.L［t2e2t］=(B)A.1(s2)3C.2(s2)34，则Limf(t)5.若F(s)=2s1=(B)t0A.4C.06.已知f(t)=eat,(a为实数)，则L［tf(t)dt］=(0A.asaC.1s(sa)7.f(t)=3t2，则L［f(t)］=(C)0t23A.s3e2ss

惯性环节L［eat］D.L［e－(t+a)1B.a(sa)2D.s32D.C)1B.a(sa)1D.a(sa)1e2ss3e2ss8.某系统的微分方程为5x0(t)2x0(t)x0(t)xi(t),它是(C)A.线性系统B.线性定常系统C.非线性系统G(s)=e－2s，它是(BD.非线性时变系统9.某环节的传达函数为)A.比率环节B.延时环节C.惯性环节D.微分环节10.图示系统的传达函数为(B)1A.RCs1RCsB.1RCsC.RCs+1RCs1D.RCs11.二阶系统的传达函数为G(s)=3,其无阻尼固有频次ωn是(B)s4s2100A.10B.5D.2512.一阶系统K的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为(C)1TsKB.KTKKA.C.D.TT2T213.某系统的传达函数K,则其单位阶跃响应函数为(C)G(s)=Ts11B.K－t/T)－Kt/TA.eKt/Tet/TC.K(1－eD.(1－e)TT14.图示系统称为(B)0ⅠⅡⅢ15.延时环节G(s)=e－τs的相频特色∠G(jω)等于(B)A.τωB.–τωC.９０°D.１８０°16.对数幅频特色的渐近线以以下图，它对应的传达函数G(s)为(D)A.1+Ts1B.Ts1C.1D.(1+Ts)2Ts17.图示对应的环节为(C)A.Ts1B.TsC.1+Ts1Ts18.设系统的特色方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统坚固的τ值范围为(B)A.τ>0B.0<τ<14C.τ>14D.τ<019.典型二阶振荡环节的峰值时间与(D)A.增益B.偏差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频次20.若系统的Bode图在ω=5处出现转折(以以下图)，这说明系统中有(D)环节。A.5s+12B.(5s+1)C.0.2s+11D.1)221.某系统的传达函数为G(s)=(s7)(s2),其零、极点是(D)(4s1)(s3)－－7,s=2B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3A.零点s=0.25,s=3;极点s=－－－－0.25,s=3C.零点s=7,s=2;极点s=1,s=3D.零点s=7,s=2;极点s=22.一系统的开环传达函数为3(s2),则系统的开环增益和型次挨次为(A)s(2s3)(s5)A.0.4，ⅠB.0.4，ⅡC.3，ⅠD.3，Ⅱ23.已知系统的传达函数G(s)=Kets，其幅频特色｜G(jω)｜应为(D)1TsA.KB.Kee1T1TC.K2D.K1T22e1T2224.二阶系统的阻尼比ζ，等于(C)系统的粘性阻尼系数临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比系统粘性阻尼系数的倒数25.设ωc为幅值穿越(交界)频次，φ(ωc)为开环频次特色幅值为1时的相位角，则相位裕度为(C)A.180°－φ(ωc)B.φ(ωc)C.180°+φ(ωc)D.90°+φ(ωc)26.单位反应控制系统的开环传达函数为G(s)=4，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳s(s5)态偏差为(A)1054D.0A.B.C.44527.二阶系统的传达函数为G(s)=212,在0＜ζ＜2时，其无阻尼固有频次ωn2ns2sn与谐振频次ωr的关系为(C)A.ωn<ωrB.ωn=ωrC.ωn>ωrD.二者没关28.串联相位滞后校订平常用于(B)A.提升系统的迅速性B.C.减少系统的阻尼D.29.以下串联校订装置的传达函数中，能在频次ωc=4处供给最大相位超前角的是(D)4s1s101.s11A.1B.C.1D.1s4s101.s30.从某系统的Bode图上，已知其剪切频次ωc≈40，则以下串联校订装置的传达函数中能在基本保持原系统坚固性及频带宽的前提下，经过适合调整增益使稳态偏差减至最小的是(B)0.004s114s14s1A.1B.1C.D.10.04s4s10s1二、填空题(每题2分，共10分)1.系统的稳态偏差与系统开环传达函数的增益、_______和_______2.一个单位反应系统的前向传达函数为K，则该闭环系统的特色方程为_______开s35s24s环增益为_______3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、_______和_______相关。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.系统传达函数只与_______相关，与______没关。三、简答题(共16分)1.(4分)已知系统的传达