机械工程控制基础考试题完整版

精品文档一、填空题线性控制系统最重要的特性是可以应用叠加原理，而非线性控制系统则不能。精品文档放心下载．反馈控制系统是根据输入量和反馈量的偏差进行调节的控制系统。谢谢阅读__开环_控制系统、_闭环__感谢阅读控制系统。根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序谢谢阅读控制系统。(数字)感谢阅读输出关系常用差分方程来描述。根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。感谢阅读线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用线性微分方程来描述。精品文档放心下载对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和准确性。精品文档放心下载在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。感谢阅读传递函数的定义是对于线性定常系统,感谢阅读的拉氏变换之比。传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只精品文档放心下载适于零初始条件下的系统。瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。感谢阅读脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。单位斜坡函数t1s2。单位阶跃信号的拉氏变换是1/s。．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e=。精品文档放心下载ss17.I型系统G(s)K在单位阶跃输入下，稳态误差为0，在单位加速度输入下，稳态s(s

2)误差为∞。1t一阶系统的单位阶跃响应的表达是1e。精品文档放心下载1T1欢迎下载。精品文档．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频率ωn。精品文档放心下载二阶系统的典型传递函数是2ns2s2nn。．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ01。精品文档放心下载二阶系统的阻尼比ξ为0时，响应曲线为等幅振荡。精品文档放心下载系统输出量的实际值与输出量的期望值之间的偏差称为误差。谢谢阅读系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。谢谢阅读分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数谢谢阅读的积分环节数来分类的。用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是正弦函数。谢谢阅读．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称谢谢阅读为相频特性。频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。谢谢阅读用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。谢谢阅读．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为－／dec。精品文档放心下载．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为0dB/dec，高度为20lgKp。谢谢阅读ω从0+时，惯性环节的频率特性极坐标图在第四半圆。感谢阅读G(s)=Ts11的环节称为环节。．设系统的频率特性为G(j)R(j)jI()，则R()称为。谢谢阅读感谢阅读c该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。感谢阅读36.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____精品文档放心下载较理想。精品文档放心下载这样的系统是稳定的系统。判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统精品文档放心下载的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。精品文档放心下载当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是负数时，系统是稳定的。精品文档放心下载函数te-at的拉氏变换为1(sa)2。2欢迎下载。精品文档二、单项选择题：K．T间+1[B][C]精品文档放心下载．惯性环节的相频特性()()为[C]

°°感谢阅读-90°°感谢阅读1M([C]sKK2112u(t)和u(t)y(t)和y(t)au(t)+au(t)谢谢阅读12121122(a,a[B]12ay(t)+y(t)ay(t)+ay(t)1121122ay(t)-ay(t)y(t)+ay(t)感谢阅读1122122[D]

感谢阅读0<<1%将[A]感谢阅读cost[C]1ss22s1s2s222([A]

°°感谢阅读0°°II[A]精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载11[B]

精品文档放心下载[D]

13感谢阅读3。精品文档[C]G(s)1．．1G(s)1G(s)H(s)G(s)G(s)．．1G(s)H(s)1G(s)H(s)14.反馈控制系统是指系统中有(A)A.反馈回路B.惯性环节C.积分环节D.PIDA)=1,(a为常数)saA.L［eat］B.［at］C.［(ta)］D.［e［t22t］=(B)(t+a)谢谢阅读A.1B.1a(sa)(s2)322s3(s2)317.若F(s)=4，则Limf(t)=(B)2s1t0A.4B.2F(t)2etC.01218.已知f(t)=e,(a为实数)，则［f(t)dt］=(C)谢谢阅读tatA.asa1s(sa)3019.f(t)=t2，则t20B.1a(sa)1a(sa)［f(t)］=(C)A.3s3e2ss20.某系统的微分方程为5x(t)2x00(t)x01B.e2ss3e2ss(t)xi(t),它是(C)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21.某环节的传递函数为G(s)=e2s，它是(B)谢谢阅读A.比例环节B.延时环节

C.惯性环节D.微分环节22.图示系统的传递函数为(B)4欢迎下载。精品文档A.111B.uu解：跟据电压定律得u100i1duC.RCs+1d2u200

idt2dt21

G(s)

123.二阶系统的传递函数为G(s)=3

,其无阻尼固有频率ω是(B)4s2ns100A.10B.5C.2.5D.2524.一阶系统K的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为(C)1A.KB.KTKKTT2T225.某系统的传递函数G(s)=K,则其单位阶跃响应函数为(C)T

s1A.1eKt/Tt/TB.Kt/TeC.K(1－－)D.(1－Kt/T)谢谢阅读TT26.图示系统称为(B)A.0B.ⅠⅡⅢ27.延时环节G(s)=eτs的相频特性∠G(jω)(B)

A.B.–τω感谢阅读C.９０°D.１８０°28.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(D)谢谢阅读A.1+TsB.111D.(1+Ts)229.图示对应的环节为(C)A.TsB.11C.1+Ts130.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40=0τ(B)

A.>0B.0<τ<14C.>14D.<031.典型二阶振荡环节的峰值时间与(D)谢谢阅读感谢阅读A.增益B.误差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频率5欢迎下载。精品文档32.若系统的Bode图在ω=5处出现

转折(如图所示)，这说明系统中有

(D)环节。A.5s+1B.(5s+1)2C.0.2s+11233.某系统的传递函数为G(s)=(s7)(s2),其零、极点是(D)感谢阅读(4sA.零点s=－0.25,s=3;极点－7,s=2B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3

C.零点s=－7,s=2;极点s=－D.零点(分子为0)s=－7,s=2;极点

(分母为0)s=0.25,s=3谢谢阅读谢谢阅读34.一系统的开环传递函数为2),则系统的开环增益和型次依次为(A)原式=1s2，故K=6/15=0.4(注意多项式的常数项为谢谢阅读215s2s15A.0.4，ⅠB.，ⅡC.，ⅠD.，Ⅱ35.已知系统的传递函数G(s)=K精品文档放心下载ets，其幅频特性｜G(jω)｜应为(D)1TsA.KeB.Ke11

TTK2eK1

1T22

T2236.二阶系统的阻尼比ζ，等于(C)

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精品文档放心下载37.设ω为幅值穿越(交界)频率，(ω)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度感谢阅读cc为(C)A.°－(ω)B.(ω)ccC.180°+(ω)D.°+(ω)精品文档放心下载cc4，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳38.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=s(s态误差为(A)A.10B.5

4D.044

539.二阶系统的传递函数为G(s)=1s22振频率ω的关系为(C)rA.ω<ωB.ω=ωnrnr40.串联相位滞后校正通常用于(B)s2nn,在＜ζ＜22ω>ωnrωnD.两者无关与谐6欢迎下载。精品文档A.提高系统的快速性B.提高系统的稳态精度

C.减少系统的阻尼41.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ω=4处提供最大相位超前角的是(D)精品文档放心下载cA.4s1B.s111s14s11142.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ω≈，则下列串联校正装置的传递函数中能在感谢阅读c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精品文档放心下载(B)A.1B.14s1

14s11

14s1三、简答题?2:感谢阅读??谢谢阅读2精品文档放心下载3感谢阅读??

精品文档放心下载21.4?

:;;

感谢阅读1.5?12感谢阅读谢谢阅读感谢阅读7欢迎下载。精品文档精品文档放心下载2谢谢阅读xt(t)1eT,t0o3.4感谢阅读2G(s)ns2s22

nn感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读Xo(s)2ns(s22s)2nn2精品文档放心下载谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读5.1?精品文档放心下载1感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读8欢迎下载。精品文档四、程序题10s已知某闭环系统的传递函数为：G(s)0.16s31.96s210s25单位脉冲响应曲线，以及输入信号为()=1+t的响应曲线。解：程序如下：求其单位阶跃响应曲线，2.G(s)2；，ns2sn22nn212n解：程序如下：kesi=0.5;wn=2;wn<13num=wn^2;den=[12*kesi*wnwn^2];

step(num,den);

holdwn=wn+2;

谢谢阅读3.单位反馈系统前向通道的传递函数为：G(s)2s48s38s28s2s5s510s410s35s2s6，试绘制该系统的Bode图和曲线。解：程序如下：num=[281282];9欢迎下载。精品文档den=[1510510];

figure(1);bode(num,den);

figure(2);nyquist(num,den);

0.016s30.218s21.436s9.359谢谢阅读G(s)感谢阅读0.06s30.268s20.635s6.271谢谢阅读解：感谢阅读谢谢阅读=+-五、计算题10欢迎下载。精品文档iui同时：u(t)01(t)(t)1(t)Cu0(t)u0uu(t)0CRi(t)1du(t)u(t)0i0(t)1du(t)u(t)0

i0解：d(x(t)x对x)左端：Fi0B0对x)F'Kx(t)(t)00d(x(t)x))BKxi00(t)Kdx(t)0x(t)iB0))设RC两端电压为u(t)1RC由电压定律有：u(t)u(t)u(t)精品文档放心下载iRC0u(t)(t)又R及电容并联的电流为iCRCRC1RCR1u(t)

i0R2R2u(t)u(t)(t)CRC0RCRR21u(t)u(t)u(t)d(u(t)u))

C精品文档放心下载000

iiRR21(t)11(t)1C()u(t)Ciu(t)精品文档放心下载0RRR0

i121解：d(x(t)x))k(x(t)对x)左端：F(t))i0Bx001

i对x)F'Kx(t)))x(t)K02020d(x(t)x))Bk(x(t)xi001

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i11欢迎下载。精品文档iu(t)Riui101(t)同时：u(t)Ri0C2由（）iu(t)u(t)iR10u(t)u(t)1u(t)u(t)

u(t)R谢谢阅读dtii00RCR0211(t)R(t)(t)1

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R0

i11R(t)Rdu(t)R(t)1)(u(t)20202

iRRRCRi1111(t)(t)(t)(RRRC0RCiu(t)谢谢阅读01212if.解：设kx2k2对x)左端：Fk(x(t)x))谢谢阅读010id(x(t)x))对x)右端：F'B0k20d(x(t)))k(x(t)x))0xk2iB10d(x(t)x))对k左端：F0k22B对k右端：F'kx(t)22k2d(x(t)x))Bkx(t)(2)0k22k2(2)有：k(t)xx(t)1))(x0k2ki2代入（）(t)(t)B0Bk2k1(xi(t)x0))(t)kd(x(t)x))B0B1k(x(t)x))谢谢阅读i0k10

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i22(t)(t)(kk)Bkx(t)Bkik(t)谢谢阅读kkx012120112i12欢迎下载。精品文档1111(s)L(f))-ssTs1s1T(2)f(t)0.030.03cos2t谢谢阅读1ss24-s20.12F(s)L(f))0.030.030.03谢谢阅读ss22s(s2）s(s2）精品文档放心下载2f(t))5t)3F(s)L(f))5te515sss22(4)cos12t0.4s0.4F(s)L(f))（s0.4）2F(s)AA12

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A12s2ss(s(s32）A21s2s0(ss(s(s222s1