机械控制工程基础习题集

机械控制工程基础习题集-、填空题1、对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、（快速性）和（准确性）。2、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。3、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。4、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。5、控制系统校正元件的作用是（改善系统性能）。6、按系统有无反馈，通常可将控制系统分为（开环系统）和（闭环系统）。7、方框图中环节的基本连接方式有串联、（并联）和（反馈）连接。8、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。9、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。10、线性定常系统的传递函数，是在（初始条件为零）时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。11、若时间常数f（t）的拉氏变换为F（s）,当F（s）=J时,f（t尸（coswt）o12、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。13、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。14、不同属性的物理系统可以有形式相同的（数学模型）。15、理想微分环节的输出量正比于（输入量）的微分。16、稳定系统的时间响应分为（瞬态响应）与（稳态响应）。17、位置误差、速度误差、加速度误差分别指输入是（阶跃）、（斜坡）和（加速度）输入时所引起的输出上的误差。18、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），并且只适于零初始条件下的（线性定常）系统。19、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为（相频特性）。20、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，其斜率为（20）dB/deCo21、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。22、瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从（初始）状态到（最终或稳定）状态的响应过程。D、1/s2C、s/(s2+4)37、控制系统的调整时间tsD、1/s2A、快速性C、A、快速性C、稳定性D、准确性38、已知某环节的频率特性Bode图如下图，则则该环节为（B）oB、微分环节AB、微分环节C、积分环节DC、积分环节39、已知系统的开环频率特性Nyquist图如下图，则该系统的型次为（C）。A、0型系统 B、I型系统C、II型系统 D、无法确定40、系统的传递函数为G（s）=5b，其频率特性为（D）。A、63）=高 B、G（ju））=焉c、G（jo））=z23D、G（jo））=3（尸⑹' V（d2+0.04 'J7 32+0.0441、设单位负反馈系统的开环传递函数为6式S）=需，则其相位裕度为（B）。A、15° B、60°C、30° D、45°42、以下关于频率特性与传递函数的描述，不正确的是（D）。A、都是系统的数学模型 B、都与系统的初始状态无关C、与单位脉冲响应函数存在一定的数学变换关系 D、与系统的微分方程无关;43、幅相频率特性曲线与对数频率特性曲线的关系是（C）。A、幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的-20分贝线B、幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的+20分贝线C、幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的零分贝线D、幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的+1分贝线44、线性控制系统的频率响应是系统对输入（D）。A、A、阶跃信号的稳态响应B、脉冲信号的稳态响应C、C、斜坡信号的稳态响应D、正弦信号的稳态响应45、由Bode图估计系统传递函数的方法适用于（A）。A、最小相位系统 B、稳定系统C、非最小相位系统 D、45、由Bode图估计系统传递函数的方法适用于（A）。A、最小相位系统 B、稳定系统C、非最小相位系统 D、二阶以下系统46、系统稳定的充要条件是（C）。A、幅值裕度大于。分贝 B、相位裕度大于0C、幅值裕度大于0分贝，且相位裕度大于0D、幅值裕度大于0分贝，或相位裕度大于047、已知系统的特征方程3s4+10s3+5s2+s+2=0,则该系统包含正实部特征根的个数为（C）oA、0B、1C、2D、348、PID调节器的比例部分主要调节系统的（A）。A、增益B、固有频率C、阻尼比D、相频特性49、下列关于反馈校正的说法，错误的是（D）。A、可以改变系统的型次B、可以改变系统的时间常数C、可以增大系统的阻尼D、对系统的结构和参数无影响50、若系统闭环传递函数为G（s）=s（T；；?3），则该系统（C）。B、不稳定AB、不稳定C、稳定DC、稳定51、劳斯判据用（A）来判定系统的稳定性。A、系统特征方程 B、系统开环传递函数C、系统频率特性的Nyquist图 D、系统开环频率特性的Nyquist图52、对于典型I型系统，在工程设计中，其阻尼比9（C）时，称为“二阶最佳”系统。A、『0 B、&二0.5C、乒0.707 D、53、串联相位滞后校正通常用于（B）情况。A、提高系统的快速性C、减小系统的阻尼54、PD调节器是一种（A）校正装置。A、相位超前C、相位滞后-超前55、一个线性系统稳定与否取决于（A）。A、系统的结构和参数C、系统的干扰56、PI调节器是一种（B）校正装置。A、相位超前B、提高系统的稳态精度D、减小系统的自然频率B、相位滞后DB、提高系统的稳态精度D、减小系统的自然频率B、相位滞后D、相位超前-滞后B、系统的输入D、系统的初始状态B、相位滞后D、相位超前-滞后A、1BA、1C、0.95 D、0.63258、当二阶系统极点落在复平面S的虚轴上时，其系统的阻尼比（A）A、等于0 B、大于0C、大于0且小于1 D、小于059、已知系统的特征方程为S3+S2+TS+5=0,则系统稳定的T值范围为（C）B、T<0AB、T<0C、T>5DC、T>560、惯性环节使系统的输出随输入信号频率增加而其（D）A、幅值增大 B、幅值减小C、相位超前 D、相位滞后61、如果系统不稳定，则系统（A）A、不能工作 B、可以工作，但稳态误差很大C、可以正常工作 D、可以工作，但过渡过程时间很长62、实际系统传递函数的分母阶次（C）A、小于分子阶次 B、等于分子阶次C、大于等于分子阶次 D、大于或小于分子阶次63、闭环控制系统的主反馈取自（D）A、给定输入端 B、干扰输入端C、控制器输出端D、系统输出端64、微分环节使系统（A）A、输出提前 B、输出滞后C、输出大于输入D、输出小于输入65、干扰作用下，偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后（B）A、将发散离开原来的平衡状态B、将衰减收敛回原来的平衡状态C、将在原平衡状态处等幅振荡D、将在偏离平衡状态处永远振荡66、当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，只能按（B）A、正弦曲线变化B、指数曲线变化 C、斜坡曲线变化 D、加速度曲线变化23、G（s）=『J的环节称为（惯性）环节。JL。IJL24、临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（常数）。25、一阶系统的时间常数为T,其脉冲响应为（ie-t/T）o26、一阶系统的单位阶跃响应在t=0处的斜率越大，系统的（响应速度）越快。27、一阶系统的时间常数T越小，系统跟踪（斜坡信号）的稳态误差也越小。28、二阶系统的阻尼比&为（0）时，响应曲线为等幅振荡。29、欠阻尼二阶系统的输出信号随阻尼比减小振荡幅度（增大）。30、在二阶系统的瞬态响应指标中，最大超调量仅与（阻尼比）有关，当它越小时，最大超调量越（大）。31、在单位斜坡输入信号作用下，II型系统的稳态误差ess=（0）o32、。型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为（0）dB/deco33、单位斜坡函数t的拉氏变换为（1/s2）34、单位脉冲函数的拉普拉斯变换是（Do35、一阶系统的单位阶跃响应曲线开始时刻的斜率为（1/T）O36、积分环节的积分时间常数为T,其脉冲响应为（1/T）o37、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）控制系统和程序控制系统。38、单位阶跃函数1（。的拉式变换为（l/s）o39、二阶衰减振荡系统的阻尼比1的范围为（0<€<l）o40、系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与（输入量）、（扰动量）的形式无关。41、决定二阶系统动态性能的两个重要参数是（阻尼比）和（无阻尼固有频率）。42、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。43、二阶系统的阻尼系数&二（0.707）时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。44、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）。45、频率响应是线性定常系统对（谐波）输入的稳态响应。46、分析稳态误差时，将系统分为。型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的（积分）环节数来分类的。47、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。有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和(频域性能指标)。48、稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与(输入信号)的类型有关。49、微分环节的输出比输入超前(90°)o50、积分环节的输出比输入滞后(90°)。51、I型系统G(s)=7%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(8)。52、传递函数的零点和极点均在复平面的(左半平面)的系统为最小相位系统。53、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，其斜率为(-20)dB/deCo54、系统输出量的实际值与(期望值)之间的差值称为误差。55、积分环节的输出比输入滞后(90)度。56、积分环节G(s)==的幅值穿越频率为(1/T)o57、若闭环系统的特征式与开环传递函数G(s)H(s)的关系为F(s)=l+G(s)H(s),则F(s)的零点就是(系统闭环极点)。58、I型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为(0)o59、闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点(-1,jO)的圈数等于落在S平面右半平面的(开环极点)数。60、II型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为(0)o61、相位超前校正装置可用来改善系统的(稳定性)和(快速性)。62、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的(动力学问题)。63、一个系统的输出，(部分或全部)地被反过来用于控制系统的输入，称为系统的反馈。264、二阶系统的标准形式为——s2+2€0)n+0)n265、I型系统开环增益为10,系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差为(0.1)。66、积分环节的特点是它的输出量为输入量对(时间)的积累。67、一阶系统的单位阶跃响应在T=0处的斜率越大，系统的(响应速度)越快。68、临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为(常数)69、若闭环系统的特征式与开环传递函数G(s)H(s)的关系为F(s)=l+G⑸H(s),则Rs)的零点就是(系统闭环极点)。70、降低系统的增益将使系统的稳态精度(变差)。71、系统在前向通路中含有积分环节将使系统的稳定性严重(变差)。72、不同属性的物理系统可以有形式相同的（数学模型或传递函数）。73、过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（常数）。74、干扰作用下，偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后将（衰减收敛回原来的平衡状态）。75、理想微分环节的输出量正比于（输入量）的微分。76、一阶系统的时间常数T越小，系统跟踪（斜坡信号）的稳态误差也越小。77、延迟环节G（s）=eH的相频特性为（-wT）o 。78、II型系统的开环传递函数在虚轴上从右侧环绕其极点的无穷小圆弧线所对应的开环极坐标曲线是半径为无穷大，且按顺时针方向旋转（2n）的圆弧线。79、控制系统含有的积分个数多，开环放大倍数大，则系统的（稳态性能）愈好。80、控制框图的等效变换原则是变换前后的（输入量和输出量）保持不变。81、延迟环节的幅频特性为（A（w）=l）o82、频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的（稳态）响应。83、积分环节的特点是它的输出量为输入量对（时间）的积累。84、传递函数的零点和极点均在复平面的（左侧）的系统为最小相位系统。85、实际系统传递函数的分母阶次（大于等于）分子阶次。86、当系统极点落在复平面S的负实轴上时，其系统阻尼比（大于或等于1）。87、一阶系统时间常数为T,在单位阶跃响应误差范围要求为±0.05时,其调整时间为（3T）O88、比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号，其相频特性为（0。）。89、系统的相位穿越频率是开环极坐标曲线与（负实轴）相交处的频率。90、比例微分环节使系统的相位（超前）。91、系统开环频率特性的相位裕量愈大，则系统的（稳定性）愈好。92、比例环节能立即地响应（输入量）的变化。93、控制系统的最大超调量只与（阻尼比）有关。94、一阶系统在时间为T时刻的单位阶跃响应为（0.632）。95、II型系统是定义于包含有两个积分环节的（开环传递函数）的系统。96、系统的幅值穿越频率是开环极坐标曲线（与单位圆相交）处的频率。97、传递函数的（零点和极点）均在复平面的左侧的系统为最小相位系统。98、欠阻尼二阶系统的输出信号随阻尼比减小振荡幅度（增大）。99、相位裕量是当系统的开环幅频特性等于1时;相应的相频特性离（负实轴）的距离。100、无差系统是指（稳态误差）为零的系统。101、积分环节输出量随时间的增长而不断地增加，增长斜率为（1/T）o102、当系统极点落在复平面S的第二或三象限内时，其系统阻尼比（大于0而小于1）。103、二阶系统总是（稳定）系统。104、一阶系统时间常数为T,在单位阶跃响应误差范围要求为±0.02时,其调整时间为（4T）。105、积分环节G⑸=1/Ts的幅值穿越频率为（1/T）O106、判定系统稳定性的穿越概念就是开环极坐标曲线穿过实轴上（（一8,-1））区间。107、控制系统前向通道中的（积分个数愈多或开环增益愈大）其抗扰动的稳态精度愈高。108、若系统无开环右极点且其开环极坐标曲线只穿越实轴上区间（-1,+8）,则该闭环系统一定（稳定）。二、选择题1二、选择题1、机械工程控制论研究的对象是（D）。A、机床主传动系统的控制问题C、自动控制机床的控制论问题2、对于控制系统，反馈一定存在于（C）A、开环系统C、闭环系统3、对控制系统的首要要求是（C）。A、系统的经济性C、系统的稳定性B、高精度加工机床的控制论问题D、机械工程领域中的控制论问题中。B、线性定常系统D、线性时变系统B、系统的准确性D、系统的快速性4、学习机械控制工程基础的目的之一是学会以（A）的观点对待机械工程问题。A动力学A动力学C经济学5、一个线性系统稳定与否取决于（A）。A、系统的结构和参数C、系统的干扰6、闭环控制的过程是（C）。A、测量系统输出的过程C、检测系统偏差并消除偏差的过程7、若单位反馈系统闭环传递函数为G（s）=B静力学D生物学B、系统的输入D、系统的初始状态B、检测系统偏差的过程；D、使系统输出不变的过程；二，则该系统的开环传递函数为（D）。A、10O.ls+llB、10O.ls+9A、10O.ls+llB、10O.ls+9C、10lOs+1D、ioO.ls-98、设一个系统的传递函数为占8、设一个系统的传递函数为占e-u2s+lA、惯性环节与延时环节C、惯性环节与导前环节9、传递函数G（s）的零点是（A）。A、G（s）=0的解C、G（s）＞0的不等式解,则它可看成由（A）串连而成。B、比例环节，惯性环节与延时环节D、比例环节，惯性环节与导前环节B、G（s）=8的解D、G（s）＜0的不等式解10、传递函数的量纲是（B）。A、A、取决于输入与反馈信号的量纲C、取决于干扰与给定输入信号的量纲11、传递函数的分母反映系统本身（C）。A、振荡特性C、与外界无关的固有特性12、系统的传递函数（B）。A、与外界条件无关C、完全反映了系统的动态特性13、关于叠加原理，说法正确的是（C）。B、取决于输出与输入信号的量纲D、取决于系统的零点和极点配置B、阻尼特性D、与外界之间的关系B、反映了系统，输入，输出三者之间的关系D、与系统的初始状态无关；A、对于作用于系统同一点的几个作用，才能用叠加原理求系统的总输出B、叠加原理只适用于线性定常系统C、叠加原理只适用于线性系统D、叠加原理适用于所有系统14、开环控制系统是指（B）对系统没有控制作用。A、系统输入量 B、系统输出量C、系统的传递函数 D、系统的干扰15、不同属性的物理系统可以有形式相同的（A）。A、数学模型 B、被控对象C、被控参量 D、结构参数16、对于系统偏差，正确的说法是（C）。A、稳态偏差只取决于系统的结构和参数 B、稳态偏差只取决于系统的输入和干扰C、稳态偏差与系统的结构和参数，输入和干扰等有关 D、系统稳态误差始终为零17、传递函数为G（s）=：的环节是（B）。A、惯性环节 B、积分环节C、微分环节 D、比例环节18、一阶系统的时间常数为T,其单位阶跃响应为（A）。B、t-T+Te^D、B、t-T+Te^D、T+Te^1-4C、—e/TT19、一阶系统在时间为T时刻的单位阶跃响应为（D）。A、1 B、0.98C、0.95 D、0.63220、一阶系统时间常数T的意义是（A）。A、单位阶跃响应达到稳态值的63.2%所需要的时间B、单位阶跃响应以初速度等速上升所需要的时间C、单位阶跃响应达到稳态值所需要的时间D、单位阶跃响应以初速度等速上升到稳态值的63.2%所需要的时间21、单位反馈系统的开环传递函数为G（s）=s（s+黑+5）'则系统在单位斜坡输入下的稳态误差为（D）。A、500 B、0.002C、100 D、0.0122、若二阶系统阻尼比为0V€<1,则系统处于（A）。A、欠阻尼 B、过阻尼C、无阻尼 D、临界阻尼23、某二阶系统阻尼比为2,则系统阶跃响应为（B）。A、振荡发散 B、单调衰减C、振荡衰减 D、等幅振荡24、已知开环传递函数Gk（s）=W，则系统的增益和型次分别为（C）oA、7,I B、7,IIC、3.5,I D、3.5,II25、系统单位脉冲响应函数为o）（t）=O