全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷1（共252题）

全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷1（共9套）（共252题）全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第1套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、一个系统稳定的充要条件是【】A、系统的全部极点都在[s]平面的右半平面内B、系统的全部极点都在[s]平面的上半平面内C、系统的全部极点都在[s]平面的左半平面内D、系统的全部极点都在[s]平面的下半平面内标准答案：C知识点解析：系统稳定的充要条件是系统的全部极点都位于[s]平面的左半平面。2、设某系统的特征方程为s3+4s2+s+K=0，则此系统稳定时K值范围为【】A、K＞0B、0＜K＜4C、K＞4D、K＜0标准答案：B知识点解析：由胡尔维茨稳定性判据知，对于三阶系统，系统稳定的充要条件是(1)各系数均大于零，即K＞0；(2)特征方程的系数内积大于外积，即4＞K，故选B。3、一单位负反馈控制系统的开环传递函数为，则使该闭环系统稳定的K值范围是【】A、K＞0B、K＞0．1C、K＞0．5D、K＜0．5标准答案：C知识点解析：此闭环系统的特征方程为：s3+5Ks2+(2K+3)s+10=0对于三阶系统，要使系统稳定，则各系数必须均大于0，且内积大于外积。即由此可解得K＞0．5，故选C。4、利用奈奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，z=p－N中的z表示意义为【】A、开环传递函数零点在[s]左半平面的个数B、开环传递函数零点在[s]右半平面的个数C、闭环传递函数零点在[s]右半平面的个数D、闭环特征方程的根在[s]右半平面的个数标准答案：D知识点解析：暂无解析5、已知最小相位系统的相位裕量为45°，则【】A、系统稳定B、系统不稳定C、当其幅值裕量大于0分贝时，系统稳定D、当其幅值裕量小于或等于0分贝时，系统稳定标准答案：C知识点解析：当相位裕量和幅值裕量都为正值时，最小相位系统是稳定的。若两者均为负值，则最小相位系统不稳定。6、以下关于系统性能指标的说法中错误的是【】A、系统性能指标可分为时域性能指标和频域性能指标B、时域性能指标可分为瞬态性能指标和稳态性能指标C、瞬态性能指标和稳态性能指标可以相互转化D、频域性能指标与时域性能指标存在一定的关系标准答案：C知识点解析：暂无解析7、某控制器的传递函数为Gc(s)=(T＞0)，若将此控制器作为相位超前校正环节使用，则【】A、α＞1B、α=1C、α=0D、0＜α＜1标准答案：A知识点解析：暂无解析8、传递函数为Gc(s)=的控制器为【】A、P校正B、PI校正C、PD校正D、PID校正标准答案：B知识点解析：暂无解析9、串联相位滞后校正通常用于【】A、提高系统的快速性B、提高系统的稳态精度C、减小系统的阻尼D、减小系统的自然频率标准答案：B知识点解析：串联相位滞后校正的目的是为了减小系统的稳态误差而又不影响稳定性和响应的快速性。故其可以提高系统的稳态精度。10、当系统采用串联校正时，校正环节为Gc(s)=，则该校正环节对系统性能的影响是【】A、减小开环幅值穿越频率ωcB、增大稳态误差C、减小稳态误差D、稳态误差不变，加快响应速度标准答案：D知识点解析：由题知此校正为相位超前校正，它对系统性能的影响是既提高系统的响应速度，又保证系统的其他特性不变坏。二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即________。FORMTEXT标准答案：最优设计知识点解析：暂无解析12、对于非线性问题，通常的处理方法是________、忽略非线性因素、用非线性系统的分析方法来处理。FORMTEXT标准答案：线性化知识点解析：暂无解析13、若前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，且为负反馈，则开环传递函数为________。FORMTEXT标准答案：G(s)H(s)知识点解析：暂无解析14、当系统受到外加作用激励后，从初始状态到最后状态的响应过程称为________。FORMTEXT标准答案：瞬态响应知识点解析：暂无解析15、在复数域中描述一个系统输入和输出关系的数学模型是传递函数，而在时域中描述一个系统的输入和输出的动态因果关系的数学工具是系统的________。FORMTEXT标准答案：脉冲响应函数知识点解析：暂无解析16、一阶系统的单位阶跃响应函数表达式为________。FORMTEXT标准答案：c(t)=1－e－t／T知识点解析：暂无解析17、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=，则其在单位阶跃输入下的稳态误差为________。FORMTEXT标准答案：0知识点解析：暂无解析18、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________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析19、设系统的传递函数为G(s)=，则此系统稳定时K值范围为________。FORMTEXT标准答案：0＜K＜2知识点解析：暂无解析20、相位滞后校正的传递函数为________。FORMTEXT标准答案：Gc(s)=(α＞1)知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、线性系统的主要特征是什么?标准答案：若系统的数学模型表达式是线性的，则这种系统就是线性系统。线性系统最重要的特征是可以运用叠加原理。所谓叠加原理，就是系统存几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用下的响应之和。知识点解析：暂无解析22、简述脉冲响应函数的定义。标准答案：当一个系统受到一个单位脉冲激励(输入)时，它所产生的反应或响应(输出)定义为脉冲响应函数。知识点解析：暂无解析23、简述反馈控制原理。标准答案：反馈控制原理是指通过在系统中加入反馈．其可不断监测系统的真实输出并与参考输入量进行比较，利用输出量与参考输人量的偏差来进行控制，使系统达到理想的要求。知识点解析：暂无解析24、什么是系统频率特性的截止频率?标准答案：截止频率是指系统闭环频率特性的对数幅值下降到其零频率幅值以下3dB时的频率。知识点解析：暂无解析25、简述幅值裕量Kg的定义、计算公式，并在极坐标图上表示出来。标准答案：在开环奈奎斯特图上，奈奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数，称为幅值裕量Kg。计算公式：Kg=在极坐标图上表示如下图(a)、(b)所示，在伯德图上，幅值裕量取分贝为单位，则｜G(jωg)H(jωg)｜＜1，则Kg＞0(dB)，系统是稳定的。｜G(jωg)H(jωg)｜≥1，则Kg≤0(dB)，系统是不稳定的。Kg一般取8～20(dB)为宜，图(a)和图(b)分别表示在奈奎斯特图1／Kg＜1及1／Kg＞1的情况。前者表示系统是稳定的；后者表示系统不稳定。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、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为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数。标准答案：杠杆两端受力f1(t)和f(t)之间有下述关系取分离体，列平衡方程为对上式取拉氏变换得(零初始条件)：ms2X(s)+BsX(s)+kX(s)=则系统的传递函数为知识点解析：暂无解析27、已知单位反馈控制系统，其开环对数幅频特性如图所示。试求：(1)单位斜坡输入时稳态误差ess(∞)的值。(2)过渡过程时间ts(5％)=?标准答案：(1)由图可知，该系统为Ⅰ型系统，且K=10，所以单位斜坡输入时稳态误差ess(∞)=1／K=0．1。(2)该系统的开环传递函数为，闭环传递函数为G(s)=，可得，2ζωn=1知识点解析：暂无解析28、设系统的特征方程式为2s4+4s3+3s2+5s+10=0，试判断系统的稳定性。标准答案：由题知系统特征方程的各项系数均为正，且不为零，故满足稳定的必要条件。列出劳斯数列：故第一列符号变化两次，所以该系统不稳定。知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第2套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、若f(t)=，则L[f(t－a)]=【】A、

B、

C、

D、

标准答案：A知识点解析：由题知f(t)为单位阶跃函数，故L[f(t－a)]=e－asF(s)=2、若f(t)=2te－5t，则L[f(t)]=【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：3、系统框图如图所示，则该系统的开环传递函数为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：暂无解析4、若某环节的传递函数为G(s)=Ts+1，则它是【】A、积分环节B、微分环节C、一阶积分环节D、一阶微分环节标准答案：D知识点解析：暂无解析5、某系统的传递函数为G(s)=，则该系统的单位脉冲响应函数为【】A、15e－3tB、5tC、15e3tD、标准答案：A知识点解析：由于若系统输入为单位脉冲函数时，系统传递函数G(s)即为其脉冲响应函数g(t)的象函数，即L[g(t)]=G(s)或g(t)=L－1[G(s)]，故g(t)=L－1[G(s)]=15e－3t。6、图示系统称为【】型系统。A、0B、ⅠC、ⅡD、Ⅲ标准答案：C知识点解析：系统的类型主要看系统的开环传递函数中含积分环节的个数，此题中有两个积分环节，故为Ⅱ型系统。7、单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=，则系统在r(t)=2输入作用下的稳态误差为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：D知识点解析：由题知，此开环系统含一个积分环节，故其为Ⅰ型系统，所以此开环系统对阶跃函数r(t)=2输入时的稳态误差为0。8、设开环系统的频率特性G(jw)=，当ω=1rad／s时，其频率特性幅值M(1)=【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：由｜G(jω)｜=，则当ω=1时，｜G(jω)｜=，故选B。9、一单位反馈系统的开环伯德图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为－20dB／dec的渐近直线，且延长线与0dB线的交点频率为ω=10rad／s，则该系统的开环增益为【】A、10B、0．5C、2D、0．1标准答案：A知识点解析：低频段若是一条斜率为－20dB／dec的渐近直线，则其延长线与0dB线的交点即为该系统开环增益的数值。10、若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在[s]平面的左半平面，则该系统称作【】A、非最小相位系统B、最小相位系统C、不稳定系统D、振荡系统标准答案：B知识点解析：最小相位系统是指系统的开环传递函数的所有零点和极点均在[s]平面的左半平面．二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、已知F(s)=1+，则其原函数为________。FORMTEXT标准答案：δ(t)+4e－t－4et知识点解析：暂无解析12、凡输出量与输入量的导数成正比的环节，均称为________。FORMTEXT标准答案：理想微分环节知识点解析：暂无解析13、二阶系统的极点分别为s1=－0．5，s2=－4，系统增益为2，则其传递函数G(s)=________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析14、框图和传递函数一样包含了与系统动态性能有关的信息，但与系统的________无关，因此，不同系统可用同一个框图来表示。FORMTEXT标准答案：物理结构知识点解析：暂无解析15、传递函数G(s)=的频率特性相位角φ(ω)=________。FORMTEXT标准答案：0°知识点解析：暂无解析16、二阶微分环节与振荡环节的对数相频曲线对称于________线。FORMTEXT标准答案：0°知识点解析：暂无解析17、设惯性环节的传递函数为G(s)=，则其频率特性幅值M(ω)=________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析18、系统的开环奈奎斯特图和负实轴的交点与(－1，j0)点的靠近程度，表征了系统的________。FORMTEXT标准答案：稳定程度知识点解析：暂无解析19、系统增益调整中，若减小开环增益，可使系统的稳定性________(填“提高"或“降低”)。FORMTEXT标准答案：提高知识点解析：暂无解析20、相位滞后校正后可以提高稳态性能，但使系统带宽________，降低了时间响应速度。FORMTEXT标准答案：减小知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、简述二阶欠阻尼系统系数ζ、ωn与性能指标Mp(超调量)、ts(调整时间)的关系。标准答案：二阶欠阻尼系统若保持ζ不变而增大ωn则不影响超调量Mp，但调整时间ts会减小；若保持ωn不变而减小ζ，则超调量Mp和调整时间ts均会增大。知识点解析：暂无解析22、时间响应由哪两部分组成，它们的含义和作用各是什么?标准答案：任意系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统受到外加作用后，从初始状态到最后状态的响应过程称为瞬态响应。当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度反映了系统的精确程度。知识点解析：暂无解析23、如何描述二阶系统的单位阶跃响应曲线上各瞬态性能指标的含义?标准答案：单位阶跃响应的各性能指标如下图所示。(1)延迟时间td：单位阶跃响应c(t)第一次达到其稳态值的50％所需要的时间。(2)上升时间tr：单位阶跃响应c(t)第一次从稳态值的10％上升到90％(通常用于过阻尼系统)，或从0上升到100％所需要的时间(通常用于欠阻尼系统)。(3)峰值时间tp：单位阶跃响应c(t)超过其稻值而达到第一个峰值所需要的时间。(4)超调量Mp：单位阶跃响应c(t)第一次越过稳态值并达到峰值时，对稳态值的偏差与稳态值之比的百分数。(5)调整时间ts：单位阶跃响应与稳态值之差进入允许的误差范围所需的时间。允许的误差用达到稳态值的百分数来表示，通常为5％或2％。知识点解析：暂无解析24、当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为0＜ζ＜1时，试问该系统闭环极点如何分布?单位阶跃响应的特征是什么?标准答案：当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为0＜ζ＜1时，对应的两个闭环极点为一对共轭复数，其单位阶跃响应是衰减振荡曲线。知识点解析：暂无解析25、简述误差和稳态误差的定义，及稳态误差与系统哪些因素有关。标准答案：误差：是指输入信号与反馈信号之差。它直接或间接反映了系统输出希望值与实际值之差，从而反映了系统精度，用e(t)表示。稳态误差：是指当时间趋于无穷大时，误差的时间响应e(t)的输出值，用ess表示。当t→∞时，e(t)有极限存在，则稳态误差定义为ess=稳态误差与输入信号、系统型次和开环增益等有关，而与系统的时间常数无关。即系统型次越高，开环增益越大，稳态误差越小。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、系统的微分方程为+6y(t)=3u(t)，试求系统的传递函数。标准答案：对微分方程在零初始条件下进行拉氏变换：s3Y(s)+2s2Y(s)+5sY(s)+6Y(s)=3U(s)则系统的传递函数为知识点解析：暂无解析27、设系统框图如下图所示，试用框图的简化法求。标准答案：框图简化过程如下所示。知识点解析：暂无解析28、已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，试求参数K的取值范围以满足下面的指标：当输入r(t)=t时，系统的稳态误差ess≤0．02。标准答案：由开环传递函数知系统为Ⅰ型系统。当r(t)=t时，系统的稳态误差为故开环增益应取K≥50。知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第3套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、系统的单位脉冲响应函数为g(t)=3e－0．2t，则系统的传递函数为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：A知识点解析：由题知系统的传递函数为G(s)=L[g(t)]=L[3e－0．2t]=。2、一阶系统的传递函数为G(s)=，则其单位阶跃响应曲线在t=0时的切线斜率为【】A、1B、1／2C、2D、7／2标准答案：C知识点解析：一阶系统的单位阶跃响应在t=0时响应由线的切线斜率为1／T。因G(s)=，显示T=，则切线斜率为1／T=2。3、以下二阶欠阻尼系统性能指标中，只与其阻尼比有关的是【】A、上升时间B、峰值时间C、调整时间D、最大超调量标准答案：D知识点解析：暂无解析4、闭环主导极点的特点是【】A、距离实轴很远B、距离实轴很近C、距离虚轴很远D、距离虚轴很近标准答案：D知识点解析：一般来说，所谓闭环主导极点是指在系统的所有闭环极点中，距离虚轴最近且周围没有闭环零点的极点，而所有其他极点都远离虚轴。5、开环传递函数G(s)H(s)=为【】系统。A、0型B、Ⅰ型C、Ⅱ型D、相对稳定标准答案：B知识点解析：题中的函数可写成如下形式：G(s)H(s)=，可知λ=1，则系统有1个积分环节，故为Ⅰ型系统。6、下列因素中，与系统稳态误差无关的是【】A、系统的类型B、开环增益C、输入信号D、开环传递函数中的时间常数标准答案：D知识点解析：由系统的稳态误差表迭式ess=可知，与系统稳态误差有关的因素为系统的类型λ、开环增益K和输入信号r(t)，而与系统的时间常数T1，…，Tp，Ta，…，Tm无关。7、系统对单位斜坡函数输入R(s)=的稳态误差称为【】A、位置误差B、速度误差C、加速度误差D、系统误差标准答案：B知识点解析：暂无解析8、单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，则在单位斜坡输入下的稳态误差为【】A、500B、1／500C、100D、0．03标准答案：D知识点解析：根据各种类型系统对3种输入信号的稳态误差的表格计算稳态误差时，要注意传递函数的系统类型，故必须把开环函数化成标准式来求。把题目中的传递函数标准化得，G(s)=则系统增益K=，且此系统为Ⅰ型系统，故由表得稳态误差为ess=1／K=0．03。9、一系统在扰动作用下的误差函数为EN(s)=，则系统由扰动引起的稳态误差essN等于【】A、B、0C、D、∞标准答案：C知识点解析：由题知，essN=10、要想减小二阶欠阻尼系统的调整时间ts，可以采取的措施是【】A、ωn不变，增大ζB、ζ不变，减小ωnC、ωn减小，增大ζD、ζ减小，增大ωn标准答案：A知识点解析：调整时间ts的计算公式为ts=，则当δ=5时，ts=；当δ=2时，ts=。故增加ωn、ζ都可以减小调整时间ts。二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、负反馈指反馈回去的信号与原系统的输入信号相位相差________。FORMTEXT标准答案：180°知识点解析：暂无解析12、单位脉冲函数的拉氏变换为________。FORMTEXT标准答案：1知识点解析：暂无解析13、在系统的输出表达式中，与初始条件有关的部分称为系统的补函数，与________有关的部分称为系统的特解函数。FORMTEXT标准答案：输入知识点解析：暂无解析14、传递函数的量纲是根据________来决定的。FORMTEXT标准答案：输入量和输出量知识点解析：暂无解析15、在系统中凡有储存或积累特点的元件，都有________环节的特性。FORMTEXT标准答案：积分知识点解析：暂无解析16、在时域分析法中，常采用的典型输入信号有________、阶跃函数、斜坡函数和加速度函数等。FORMTEXT标准答案：脉冲函数知识点解析：暂无解析17、已知典型二阶系统的阻尼比为ζ=0．5，则系统的单位阶跃响应呈现为________。FORMTEXT标准答案：衰减的振荡知识点解析：暂无解析18、二阶微分环节与振荡环节的对数幅频曲线对称于________。FORMTEXT标准答案：零分贝线知识点解析：暂无解析19、对最小相位系统而言，若系统是稳定的，则相位裕量γ和幅值裕量Kg都应该________。FORMTEXT标准答案：大于零知识点解析：暂无解析20、按校正环节在原系统中并联的方式，并联校正又可分为反馈校正、________和前馈校正。FORMTEXT标准答案：顺馈校正知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、机械系统的动刚度和动柔度如何表示?标准答案：若机械系统的输入为力，输出为位移(变形)，则机械系统的频率特性G(jω)表示的就是机械系统的动柔度λ(jω)，也是机械系统的动刚度K(jω)的倒数，即G(jω)=λ(jω)=。知识点解析：暂无解析22、简述频域特性的特点。标准答案：(1)与时域分析相比，频率特性分析是通过不同谐波输入时系统的稳态响应来表示系统的动态特性。(2)系统的频率特性是系统脉冲响应函数的傅氏变换。(3)在经典控制理论范畴，频域分析法比时域分析法简单。(4)对于高阶系统，应用频域分析法比较简单。知识点解析：暂无解析23、试述绘制系统伯德图的一般方法和步骤。标准答案：绘制系统伯德图的方法和步骤如下：(1)由传递函数G(s)求出频率特性G(jω)，并将G(jω)化为若干典型环节频率特性相乘的形式。(2)求出各典型环节的转角频率ωT，ωn、阻尼比ζ等参数。(3)分别画出各典型环节的幅频曲线的渐近线和相频曲线。(4)将各环节的对数幅频曲线的渐近线进行叠加，得到系统幅频曲线的渐近线，并对其进行修正。(5)将各环节的相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。知识点解析：暂无解析24、设某系统的开环传递函数为G(s)=，试计算开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。标准答案：将G(s)化成标准形式为当ω=0时，｜G(jω)｜=0．2，∠G(jω)=0°，故G(jω)极坐标图的起点为(0．2，j0)；当ω→∞时，｜G(jω)｜=0，∠G(jω)=－180°，故G(jω)极坐标图的终点为(0，j0)。知识点解析：暂无解析25、为什么要采用反馈控制?标准答案：采用反馈控制的主要原因是由于加入反馈可使系统响应不易受外部干扰和内部参数变化的影响，从而保证系统性能的稳定和可靠。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、已知系统框图如图所示，试求此闭环系统的传递函数。标准答案：先将原系统框图简化得图(a)进一步简化得图(b)故此闭环系统的传递函数为知识点解析：暂无解析27、已知单位负反馈系统的闭环传递函数F(s)=，试求系统的相位裕量γ。标准答案：由题知，系统的开环传递函数为故γ=180°+φ(ωc)=－180°－arctanωc=180°－60°=120°知识点解析：暂无解析28、试判断下列传递函数的系统是否稳定。其中G(s)为系统的前向通道传递函数，H(s)为系统的反馈通道传递函数。标准答案：(1)系统的闭环传递函数为则其特征方程为s3+4s2+5s+10=0且此特征方程各系数均大于0，内积大于外积，即“4×5＞1×10”，故该系统稳定。(2)系统的闭环传递函数为，则其特征方程为2s3+s2－3s+10=0且此特征方程有一系数为小于0，即－3＜0，故该系统不稳定。知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第4套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、系统的传递函数为G(s)=，则其频率特性为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：由G(jω)=G(s)｜s=jω，则G(jω)=G(s)｜s=jω=2、一阶系统的闭环传递函数为G(s)=，在输入xi(t)=4cos(t－30°)作用下的稳态输出xo(t)为【】A、xo(t)=4cos(t－15°)B、xo(t)=cos(t－75°)C、xo(t)=cos(t+15°)D、xo(t)=4cos(t+15°)标准答案：B知识点解析：暂无解析3、已知某环节频率特性的对数幅频特性图的渐近线如图所示，则该环节为【】A、比例环节B、微分环节C、积分环节D、惯性环节标准答案：D知识点解析：暂无解析4、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。A、0B、1C、2D、3标准答案：B知识点解析：暂无解析5、已知某环节奈奎斯特图如图所示，该环节为【】A、比例环节B、微分环节C、积分环节D、惯性环节标准答案：C知识点解析：积分环节的极坐标图是负虚轴，且由负无穷远处指向原点。6、已知系统开环频率特性的奈奎斯特图如图所示，则该系统的型次为【】A、0型B、Ⅰ型C、Ⅱ型D、无法确定标准答案：C知识点解析：当ω=0时，奈奎斯特曲线起始点取决于系统的型次。即当ω=0时，0型系统(λ=0)，｜G(jω)｜=K，∠G(jω)=0°，起始于正实轴的某一有限点；Ⅰ型系统(λ=1)，｜G(jω)｜=∞，∠G(jω)=－90°，起始于相位角为－90°的无穷远处，其渐近线为与负虚轴平行的直线；Ⅱ型系统(λ=2)，｜G(jω)｜=∞，∠G(jω)=－180°，起始于相位角为－180°的无穷远处，其渐近线趋于负实轴。故选C。7、以下系统中属于最小相位系统的是【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在[s]平面的左半平面，则称该系统为最小相位系统。只有选项B的极点全部在[s]平面的左半平面，故其为最小相位系统。8、在伯德图中，开环频率特性的【】体现了闭环系统的抗干扰能力。A、低频段B、中频段C、高频段D、以上都不对标准答案：C知识点解析：暂无解析9、一系统的传递函数为G(s)=，则其截止频率ωb为【】A、4rad／sB、0．25rad／sC、3rad／sD、12rad／s标准答案：A知识点解析：由G(s)=知，其时间常数T=，又因此系统为一阶系统，故其截止频率ωb==4rad／s。10、某系统是最小相位系统，且对数幅频渐近线如图所示，其对应的传递函数是【】A、

B、

C、

D、

标准答案：D知识点解析：由图可知该系统为Ⅰ型系统，由一个积分环节和两个惯性环节组成。由20lgK－20lg0．01=80，解得增益K=100，由题图所示的转折频率可确定T1=，T2=，故G(s)=二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、闭环与开环控制系统在使用中，________更经济。FORMTEXT标准答案：开环控制系统知识点解析：暂无解析12、函数e－0．5tsin10t的拉氏变换是________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析13、传递函数的概念只适用于线性定常系统，它只反映系统在________条件下(或者未加输入前系统处于相对静止状态)的动态性能。FORMTEXT标准答案：零初始知识点解析：暂无解析14、不同性质的物理系统，只要其________相同，就可以用同一类型的传递函数来描述。FORMTEXT标准答案：动态特性知识点解析：暂无解析15、机械工程系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的________。FORMTEXT标准答案：时间响应知识点解析：暂无解析16、线性定常系统中，系统对输入信号导数的响应，等于系统对该输入信号响应的________。FORMTEXT标准答案：导数知识点解析：暂无解析17、对于Ⅰ型系统，对数幅频曲线低频部分的直线斜率为________。FORMTEXT标准答案：－20dB／dec知识点解析：暂无解析18、________表征系统响应的快速性，也反映了系统对噪声的滤波性能。FORMTEXT标准答案：频宽(或带宽)知识点解析：暂无解析19、由奈奎斯特图与________点的关系，不但可判别系统稳定与否，而且它还表示了系统稳定或不稳定的程度，即系统的相对稳定性。FORMTEXT标准答案：(－1，j0)知识点解析：暂无解析20、控制系统往往因受到扰动信号的作用而产生误差，如果扰动信号是可测量的，则可采用________的前馈补偿。FORMTEXT标准答案：按扰动校正知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、什么是信息的反馈(包括正反馈与负反馈)?标准答案：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回到输入端，再输入到系统中去。如果反馈回去的信号(或作用)与原系统的输入信号(或作用)的方向相反(或相位相差180°)，则称为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称为“正反馈”。知识点解析：暂无解析22、若f(t)的拉氏变换F(s)存在，则f(t)必须满足的条件是什么?标准答案：(1)在任一有限区间上，f(t)分段连续，只有有限个间断点；(2)当t→∞时，f(t)的增长速度不超过某一指数函数，即满足｜f(t)｜≤Meat，式中，M、a均为实常数。知识点解析：暂无解析23、已知象函数F(s)，求原函数f(t)的方法有哪些?标准答案：已知象函数F(s)，求原函数f(t)的方法有查表法、有理函数法、部分分式法和使用MATLAB函数求解原函数。知识点解析：暂无解析24、系统数学模型的建立可以采用哪些方法?标准答案：建立系统的数学模型有两种方法：(1)分析法：根据系统本身所遵循的有关定律列写数学表达式，在列写方程的过程中往往要进行必要的简化，如线性化等。(2)实验法：根据系统对某些典型输入信号的响应或其他实验数据建立数学模型。知识点解析：暂无解析25、传递函数的典型环节有哪些?并试写出它们的传递函数。标准答案：传递函数的典型环节有：(1)比例环节G(s)=K；(2)纯积分环节G(s)=(3)纯微分环节G(s)=s；(4)惯性环节G(s)=(5)一阶微分环节G(s)=Ts+1；(6)振荡环节G(s)=(7)二阶微分环节G(s)=T2s2+2ζTs+1；(8)延时环节G(s)=e－τs。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、设某控制系统的框图如图所示，其中ζ=0．5，ωn=30rad／s。试确定K1取何值时，系统才能稳定。标准答案：由题图知H(s)=1，系统为单位反馈闭环系统，其开环传递函数为则系统的闭环传递函数为将ζ=0．5，ωn=30rad／s代入上式，得则系统的特征方程为s3+30s2+900s+900K1=0排出劳斯数列，即所以，当0＜K1＜30时，系统稳定。知识点解析：暂无解析27、试判断具有下述传递函数的系统是否稳定。其中G(s)为系统的前向通道传递函数，H(s)为系统的反馈通道传递函数。G(s)=；H(s)=10标准答案：由题知，系统的闭环传递函数为则系统的特征方程为s3+4s2+3s+10=0排出劳斯数列，即由劳斯稳定性判据知，第一列元素全部大于零，故系统稳定。知识点解析：暂无解析28、设如图所示系统的固有开环传递函数为G1(s)=，其中T1=0．33s，T2=0．036s，K1=3．2，采用PI控制器(Kc=1．3，Tc=0．33s)，对系统进行串联校正，试比较系统校正前后的性能。标准答案：原系统的伯德图如下图中曲线I所示。由图可知，其幅频特性曲线低频段的斜率为0dB／dec。穿越频率ωc=9．5．相位裕量γ=180°－arctan(0．33×9．5)－arctan(0．036×9．5)≈89°。采用PI控制器校正，其传递函数Gc(s)=，伯德图为下图中的曲线Ⅱ。校正后的曲线如下图中的曲线Ⅲ。由图可见，增加比例积分校正装置后：(1)在低频段，L(ω)的斜率由校正前的0dB／dec变为校正后的－20dB／dec，系统由0型变为系统的稳态精度提高。(2)在中频段，L(ω)的斜率不变，但由于PI控制器提供了负的相位角，相位裕量由原来的89°减小为65°，降低了系统的相对稳定性；穿越频率ωc有所增大，快速性略有提高。(3)在高频段，L(ω)的斜率不变，对系统的抗高频干扰能力影响不大。知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第5套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、下列关于开环系统和闭环系统的说法中正确的是【】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、开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路D、开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路标准答案：A知识点解析：开环系统的输出对系统无控制作用，即系统中无反馈回路；闭环系统的输出对系统有控制作用，即系统中有反馈回路。2、指数函数e－at的拉氏变换为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：A知识点解析：暂无解析3、函数sin(5t+)的拉氏变换是【】A、

B、

C、

D、

标准答案：C知识点解析：sin(5t+)利用三角和公式展开得，4、L[f(t).eat]=【】A、F(s+a)B、F(s－a)C、aF(s－a)D、exF(s)标准答案：B知识点解析：因复数域的位移定理为L[f(t).e－at]=F(s+a)，故L[f(t).eat]=F(s－a)。5、已知F(s)=，当t→0+时f(0+)的值为【】A、10B、5C、0D、∞标准答案：C知识点解析：由拉氏变换性质中的初值定理得，F(0+)==0，故选C。6、的拉氏反变换为【】A、et+1B、et－1C、e－(t+1)D、et标准答案：B知识点解析：根据实数域的位移定理：若L[f(t)]=F(s)，则L[f(t－a)]=e－asF(s)。又因L[et]=，则L[et－1]=，故本题选B。7、F(s)=的拉氏反变换为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：D知识点解析：8、某系统的微分方程为+xo(t)=xi2(t)，它是【】A、线性时变系统B、非线性系统C、线性定常系统D、以上说法均不正确标准答案：B知识点解析：用非线性方程描述的系统称为非线性系统。因+xo(t)=xi2(t)中含非线性项xi2(t)，故选B。9、传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关【】A、输入信号B、不为零的初始条件C、系统的结构参数D、输入信号和不为零的初始条件标准答案：C知识点解析：暂无解析10、某环节的传递函数为G(s)=，它是【】A、延时环节B、比例环节C、惯性环节D、积分环节标准答案：C知识点解析：因惯性环节的传递函数为G(s)=，故选C。二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、闭环系统的闭环特征方程的根只要有一个在[s]平面的________，系统就不稳定。FORMTEXT标准答案：右半平面或虚轴上知识点解析：暂无解析12、线性系统是否稳定，与系统的输入量或干扰________(填“有关”或“无关”)。FORMTEXT标准答案：无关知识点解析：暂无解析13、用奈奎斯特稳定性判据判别系统稳定性，当p=0，即开环传递函数无极点在[s]右半平面时，系统稳定的必要和充分条件是开环奈奎斯特图不包围________点。FORMTEXT标准答案：(－1，j0)知识点解析：暂无解析14、已知开环稳定的系统，其开环频率特性的奈奎斯特图如图所示，则该闭环系统________。FORMTEXT标准答案：不稳定知识点解析：暂无解析15、所谓校正，就是在控制对象已知、性能指标已定的情况下，在系统中增加新的环节或________，以改变原系统性能的方法。FORMTEXT标准答案：改变某些参数知识点解析：暂无解析16、串联校正按校正环节的性能可分为________、相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后一超前校正。FORMTEXT标准答案：增益调整知识点解析：暂无解析17、为了减少功率消耗，串联校正环节一般都放在前向通路的________，多采用有源校正网络。FORMTEXT标准答案：前端知识点解析：暂无解析18、前馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行________，以便及时消除干扰的影响。FORMTEXT标准答案：近似补偿知识点解析：暂无解析19、PID校正各环节中，能消除静态误差，提高系统的无差度的环节是________。FORMTEXT标准答案：积分环节知识点解析：暂无解析20、PID校正器是一个同时具有比例、积分、________环节控制作用的校正器。FORMTEXT标准答案：微分知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、某仓库大门自动控制系统的原理如图所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统框图。标准答案：当合上开门开关时，控制器产生偏差电压，经过放大器放大后，驱动伺服电机带动绞盘转动，使大门向上提起，与大门连在一起的电位器电刷上移，直到桥式电量电路达到平衡，电机停止转动，开门开关自动断开。反之，当合上关门开关时，伺服电机反向转动，带动绞盘使大门向下落，从而实现远距离自动控制大门开关的要求。仓库大门控制系统框图如下图所示。知识点解析：暂无解析22、简述拉氏变换的卷积定理。标准答案：卷积定理：若F(s)=L[f(t)]，G(s)=L[g(f)]，则有L[∫0t(t－λ)g(λ)dλ]=F(s)G(s)式中，积分∫0tf(t－λ)g(λ)dλ=f(t)*g(t)，称作f(t)和g(t)的卷积。知识点解析：暂无解析23、已知系统的传递函数为G(s)=，求系统的单位脉冲响应函数。标准答案：知识点解析：暂无解析24、用奈奎斯特稳定性判据判别系统稳定性的充要条件是什么?标准答案：用奈奎斯特稳定性判据判别系统稳定的充要条件是：z=p－N=0，式中，z表示闭环特征方程在[s]右半平面的特征根数；p表示开环传递函数在[s]右半平面(不包括原点)的极点数；N表示当ω从－∞→+∞变化时，开环奈奎斯特曲线逆时针绕点(－1，j0)转的圈数，或系统稳定的充要条件又可表述为：开环奈奎斯特曲线逆时针绕点(－1，j0)转的圈数等于开环传递函数在[s]右半平面的极点数时，系统稳定，否则不稳定。知识点解析：暂无解析25、串联相位超前校正对系统性能的改善体现在哪几个方面?标准答案：串联相位超前校正是对原系统在中频段的频率特性实施校正，它对系统性能的改善体现在以下两方面：(1)由于+20dB／dec的环节可加大系统的幅值穿越频率ωc，所以它可提高系统的响应速度。(2)由于其相位超前的特点，它使原系统的相位裕量增加，所以可提高其相对稳定性。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、有一位置伺服系统，其框图如下图(a)所示。当系统输入单位阶跃函数时，要求Mp≤5％，试(1)校核该系统的各参数是否满足要求；(2)在原系统中增加一微分负反馈如下图(b)所示，求满足要求时的微分反馈时间常数τ。标准答案：(1)将系统的闭环传递函数写成如下形式可知此二阶系统的ζ≈0．316和ωn≈31．62rad／s将ζ值代入式Mp=得Mp≈35％(＞5％)因此该系统不满足本题要求。(2)图(b)所示系统的闭环传递函数为为了满足题目要求Mp≤5％。由式Mp=可算得ζ≈0．69，而系统ωn≈31．62，由20(1+50τ)=2ζωn可求得τ≈0．0236s知识点解析：暂无解析27、最小相位系统对数幅频渐近特性如图所示，请确定系统的传递函数。标准答案：由图知在低频段渐近线斜率为0，故系统为0型系统。渐近特性为分段线性函数，在各交点频率处，渐近特性斜率发生变化。在ω=0．1处，斜率从0dB／dec变为20dB／dec，属于一阶微分环节。在ω=ω1处，斜率从20dB／dec变为0dB／dec，属于惯性环节。在ω=ω2处，斜率从0dB／dec变为－20dB／dec，属于惯性环节。在ω=ω3处，斜率从－20dB／dec变为－40dB／dec，属于惯性环节。在ω=ω4处，斜率从－40dB／dec变为－60dB／dec，属于惯性环节。因此系统的传递函数具有下述形式式中，K、ω1、ω2、ω3，ω4待定。由20lgK=30得K≈31．62。于是，所求的传递函数为G(s)=知识点解析：暂无解析28、设控制系统的框图如下图所示，当输入信号为r1(t)=2，r2(t)=3t同时作用时，试计算系统的稳态误差ess。标准答案：开环传递函数为静态位置误差系数为静态速度误差系数为则由信号r1(t)=2引起的稳态误差为由信号r2(t)=3t引起的稳态误差为根据叠加原理，在r1(t)=2，r2(t)=3t同时作用时，系统的稳态误差为知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第6套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、开环控制系统是指【】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、系统的干扰标准答案：B知识点解析：开环控制系统是指系统输出量对系统没有控制作用的系统，即系统中无反馈回路。2、若L[f(t)]=F(s)，则对任一正实数口，L[e－atf(t)]等于【】A、B、C、F(s－a)D、F(s+a)标准答案：D知识点解析：若L[f(t)]=F(s)，则对任一正实数a，L[e－atf(t)]=∫0∞e－atf(t)e－stdt=∫0∞f(t)e－(s+a)tdt=F(s+a)。3、F(s)=的拉氏反变换为【】A、4te－2t－8e－2t+8e－tB、－4te－2t－8e－2t+8e－tC、－4te－2t－e－2t+8e－tD、－4te－2t－8e－2t－8e－t标准答案：B知识点解析：4、传递函数G(s)=的极点是【】A、－2，－3B、2，3C、－3D、－2标准答案：A知识点解析：使分母等于零的点即为传递函数的极点。故G(s)=的极点即为s2+5s+6=(s+2)(s+3)=0的解，求解得s1=－2，s2=－3，故选A，切勿把分母s+2与分子约分。5、图示系统的微分方程为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：利用基尔霍夫电流定律可列微分方程为，整理后即得选项B。6、对于二阶系统的超调量Mp，以下说法正确的是【】A、只与阻尼比ζ有关B、只与固有频率ωn有关C、与阻尼比ζ无关D、与ζ和ωn相关标准答案：A知识点解析：由于二阶系统的超调量Mp=，故Mp只与系统的阻尼比ζ有关。7、为了减小或消除稳态误差，应该【】A、增加系统的型次，减小开环增益B、增加系统的型次，增大开环增益C、降低系统的型次，减小开环增益D、降低系统的型次，增大开环增益标准答案：B知识点解析：影响系统稳态误差的因素主要为系统的类型(型次)，开环增益，输入信号和干扰信号及系统的结构。而增加系统的型次和增大系统的开环增益可以消除或减小稳态误差。8、积分环节的相频特性和幅频特性的变化规律是【】A、φ(ω)=90°，L(ω)=20lgωB、φ(ω)=ω，L(ω)=－20lgωC、φ(ω)=－90°，L(ω)=－20lgωD、φ(ω)=－ω，L(ω)=20lgω标准答案：C知识点解析：积分环节的幅频特性为L(ω)==－20lgω，相频特性为φ(ω)=∠1／jω==90°，故选C。9、下列四个不同的系统(其中T1＞T2＞0)，属于最小相位系统的是【】A、

B、

C、

D、

标准答案：C知识点解析：若系统开环传递函数G(s)的所有零点和极点均在[s]平面的左半平面，则该系统称为最小相位系统。10、串联相位滞后校正通常用于【】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D、减少系统的固有频率标准答案：B知识点解析：暂无解析二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、系统的可变输出如果能按照要求由参考输入或控制输入进行调节的，则称为________。FORMTEXT标准答案：控制系统知识点解析：暂无解析12、如右图所示函数的拉氏变换为________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析13、卷积t*t=________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析14、传递函数为G(s)=的典型环节称为________环节。FORMTEXT标准答案：振荡知识点解析：暂无解析15、由串联环节所构成的系统当无负载效应影响时，它的总传递函数等于各环节传递函数的________。FORMTEXT标准答案：乘积知识点解析：暂无解析16、时域分析法是根据系统的微分方程或________的数学模型求出系统的时间响应，由时间响应直接评价和分析系统。FORMTEXT标准答案：传递函数知识点解析：暂无解析17、二阶系统中，当ζ为________时，其为最佳阻尼比。FORMTEXT标准答案：0.7知识点解析：暂无解析18、系统的频率特性和系统的传递函数G(s)有密切的联系，令G(s)中的s=________，当叫从0→∞范围变化时，就可求出系统的频率特性。FORMTEXT标准答案：jω知识点解析：暂无解析19、奈奎斯特图上的单位圆对应于伯德图上的________线。FORMTEXT标准答案：0dB知识点解析：暂无解析20、采用相位滞后-超前校正环节，可以同时改善系统的瞬态响应和________。FORMTEXT标准答案：稳态精度知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、传递函数的定义和特点是什么?标准答案：对单输入一单输出线性定常系统的传递函数是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。传递函数的主要特点：(1)传递函数的概念只适用于线性定常系统，它只反映系统在零初始条件下(或者未加输入前系统处于相对静止状态)的动态性能。(2)传递函数反映系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，而与外界输入无关。(3)对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶次n必不小于分子中s的阶次m。(4)一个传递函数只能表示一对输入、输出间的关系。同一系统，不同性质的输入一输出间的传递函数是不同的。(5)传递函数不说明系统的物理结构，不同性质的物理系统，只要其动态特性相同，可以用同一类型的传递函数来描述。知识点解析：暂无解析22、如图所示二阶系统框图，在单位阶跃输入信号作用下，当系统的阻尼比ζ满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根?标准答案：二阶系统的特征方程为s2+2ζωns+ωn2=0则特征根为s1，2=－ζωn±ωn，要使根为两个不相等的负实根，必须满足，又由于ζ＞0，ωn＞0，故解方程组得ζ＞1(过阻尼情况)。知识点解析：暂无解析23、简述闭环零点对二阶系统响应的影响。标准答案：闭环零点对二阶系统响应的影响主要有以下几方面：(1)零点的加入使系统超调量增大，而上升时间、峰值时间减小。(2)当附加零点越靠近虚轴，其对系统响应的影响越大。(3)当附加零点与虚轴距离很大时，其影响可以忽略。知识点解析：暂无解析24、采用何种方式可以降低干扰作用下的稳态误差?标准答案：为了降低由干扰引起的稳态误差，我们可以增大干扰作用点前的前向通路传递函数G(0)的值或者在干扰作用点前引入积分环节，但是这样做对系统的稳定性是不利的。知识点解析：暂无解析25、简述系统有哪些时域性能指标和频域性能指标。标准答案：系统的性能指标可分为时域性能指标和频域性能指标。(1)时域性能指标。其包括瞬态性能指标和稳态性能指标。瞬态性能指标包括：包括延迟时间、上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间。稳态性能指标：主要包括稳态误差。(2)频域性能指标。其包括相位裕量、幅值裕量、截止频率和频宽、谐振频率和谐振峰值。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、已知某单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，当输入信号r(t)=2+4t+t2时，试求系统的稳态误差。标准答案：将系统的开环传递函数标准化得，可知系统K=2，λ=1，即系统为Ⅰ型系统。由于输入信号是由阶跃、斜坡和加速度信号组成的复合信号，根据线性系统的叠加原理，系统总误差为各个信号单独作用下的误差之和。因此所求误差为ess=0+4×+∞=∞。知识点解析：暂无解析27、系统如图所示，G(s)=，其中a=0．4，b=0．5，试求：(1)系统的开环零点及开环极点；(2)系统的闭环零点及闭环极点；(3)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn。标准答案：(1)系统的开环传递函数为则开环零点：z==－2．5开环极点：s1=0，s2=－b=－0．5(2)系统的闭环传递函数为则闭环零点：z=－2．5闭环极点：s1，2≈－0．45±j0．89(3)知识点解析：暂无解析28、设系统如图所示，其中ζ=0．6，ωn=5rad／s，当有一单位阶跃输入信号作用于系统时，求最大超调量Mp、上升时间tr、峰值时间tp和调整时间ts。标准答案：由题知，此系统为二阶欠阻尼系统。(1)求Mp(2)求tr(3)求tp(4)求ts取误差范围为5％时ts==1s取误差范围为2％时ts=≈1．33s知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第7套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、已知函数f(t)的拉氏变换为F(s)=，则当t→∞时，f(t)的值为【】A、5B、2C、0D、－2标准答案：B知识点解析：暂无解析2、线性系统与非线性系统的根本区别在于【】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、线性系统满足叠加原理，非线性系统不满足叠加原理D、线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少标准答案：C知识点解析：暂无解析3、二阶欠阻尼系统的上升时间为【】A、系统的单位阶跃响应曲线第一次达到稳态值的98％的时间B、系统的单位阶跃响应曲线达到稳态值的时间C、系统的单位阶跃响应曲线第一次到达稳态值的时间D、系统的单位阶跃响应曲线达到稳态值的98％的时间标准答案：C知识点解析：二阶欠阻尼系统上升时间的定义是系统的单位阶跃响应曲线第一次到达稳态输出值所需的时间。4、以下关于系统稳态误差的说法中正确的是【】A、稳态误差只取决于系统型次和开环增益B、稳态误差只取决于系统输入信号和干扰信号C、稳态误差与系统型次、开环增益、输入信号和干扰信号等有关D、系统稳态误差始终为0标准答案：C知识点解析：影响系统稳态误差的因素主要为输入信号、系统型次、开环增益、输入信号和干扰信号及系统的结构。系统型次越高，开环增益越大，稳态误差越小。5、系统的静态加速度误差系数Ka的定义式为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：D知识点解析：系统静态加速度误差系数的定义式为Ka=s2G(s)H(s)。6、微分环节jω的相频特性和幅频特性的变化规律是【】A、φ(ω)=90°，L(ω)=20lgωB、φ(ω)=ω，L(ω)=－20lgωC、φ(ω)=90°，L(ω)=－20lgωD、φ(ω)=－ω，L(ω)=20lgω标准答案：A知识点解析：微分环节jω的幅频特性为L(ω)=20lg｜jω｜=20lgω，相频特性为φ(ω)=∠jω=90°，故选A。7、系统G(s)=的奈奎斯特图为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：由于G(s)=和G(s)=的幅频特性相同(即G(jω)的实部相同)，相频特性(即G(jω)的虚部)的符号相反。又由惯性环节的奈奎斯特图可知，本题应选B。8、已知某机械系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼自然频率ωd为【】A、

B、

C、

D、

标准答案：A知识点解析：二阶系统中，ωd与ωn之间的关系式为ωd=ωn9、设某系统的特征方程为s3+s2+2=0，则此系统【】A、稳定B、临界稳定C、不稳定D、稳定性不确定标准答案：C知识点解析：根据劳斯判据知，三阶系统的特征方程的系数缺少s项的系数，即其系数为0，所以此系统不稳定。10、下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是【】A、

B、

C、

D、

标准答案：D知识点解析：选项B和C都是串联相位滞后校正装置，产生的是负的相位，选项A的两个转角频率分别为ω1==0．25(rad.s－1)，ω2==1(rad.s－1)，故ωc=4不在二者之间；而选项D的两个转角频率为ω1==1．6(rad.s－1)，ω2==10(rad.s－1)，所以ωc=4介于二者之间，故选D。二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、频率响应是指系统对________输入的稳态响应。FORMTEXT标准答案：正弦知识点解析：暂无解析12、对机械系统而言，其频率特性反映了系统________的特性。FORMTEXT标准答案：机械阻抗知识点解析：暂无解析13、频率特性的图形表示方法有对数坐标图(或伯德图)、________和对数幅一相图。FORMTEXT标准答案：极坐标图(或奈奎斯特图)知识点解析：暂无解析14、某比例环节K的对数幅频特性为20dB，则K=________。FORMTEXT标准答案：10知识点解析：暂无解析15、G(jω)是在频域中描述系统的动态性能，它仅与________有关。FORMTEXT标准答案：系统本身的参数知识点解析：暂无解析16、若增加机械结构的阻尼ζ，就能________(填“提高”或“降低”)系统的动刚度。FORMTEXT标准答案：提高知识点解析：暂无解析17、伯德图的横坐标是按频率ω的以________为底的对数分度。FORMTEXT标准答案：10知识点解析：暂无解析18、若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在[s]平面的________时，则该系统称为最小相位系统。FORMTEXT标准答案：左半平面知识点解析：暂无解析19、在频域中，系统的________决定了系统对数幅频曲线低频段的斜率。FORMTEXT标准答案：类型知识点解析：暂无解析20、系统的谐振频率ωr阻尼自然频率ωd、无阻尼自然频率ωn之间的大小关系为________。FORMTEXT标准答案：ωr＜ωd＜ωn知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、按是否存在反馈，可以把控制系统分为哪两类?各有什么特点?标准答案：控制系统的分类方式很多，若按系统是否存在反馈，则系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。闭环控制系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈回路的，称为闭环系统。开环控制系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说，系统中不存在反馈回路的，称为开环系统。知识点解析：暂无解析22、简述列写系统微分方程的一般步骤。标准答案：列写系统微分方程的一般步骤如下：(1)确定系统的输入和输出。(2)按照信息的传递顺序，从输入端开始，按物体的运动规律，如力学中的牛顿定律；电路中的基尔霍夫定律和能量守恒定律等，列写出系统中各环节的微分方程。(3)消去所列微分方程组中的各个中间变量，获得描述系统输人和输出关系的微分方程。(4)将所得的微分方程加以整理，把与输入有关的各项放在等号右边，与输出有关的各项放在等号左边，并按降幂排列。知识点解析：暂无解析23、简述系统的频率特性与脉冲响应函数的关系。标准答案：系统的频率特性是系统脉冲响应函数g(t)的傅氏变换，如式G(jω)=G(s)｜s=jω=∫－∞∞g(t)e－jωtdt所示。可以说，g(t)是在时域中描述系统的动态性能，G(jω)则是在领域中描述系统的动态性能，它仅与系统本身的参数有关。知识点解析：暂无解析24、简述相位裕量γ的定义及计算公式。标准答案：在开环奈奎斯特图上，从原点到奈奎斯特图与单位圆的交点连一条直线，该直线与负实轴的夹角，就是相位裕量γ，可表示为γ=180°+φ(ωc)式中，φ(ωc)为奈奎斯特图与单位圆交点频率ωc上的相位角，一般为负值(对于最小相位系统)。ωc称为剪切频率或幅值穿越频率。知识点解析：暂无解析25、简述PID校正器各校正环节的作用。标准答案：(1)比例环节：成比例地反映控制系统的误差(偏差)信号，误差一旦产生，校正器立即产生控制作用，以减少误差。(2)积分环节：主要作用是消除静态误差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分环节系数K1(或积分时间常数T1)，K1越小(或T1越大)，积分作用越弱；反之则越强。(3)微分积分：反映误差信号的变化趋势(变化速率)，并能在误差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。知识点解析：暂无解析四、分析计算题(本题共3题，每题1.0分，共3分。)26、列出如图所示系统的输入扭矩与输入轴转角之间的运动微分方程，并求输入轴上的等效转动惯量Jeq、等效阻尼系数Beq和等效输出扭矩Teq。图中TM、θ1为输入扭矩及输入轴转角，L为输出端负载，TL为负载扭矩，z1、z2、z3、z4分别为输入、输出轴上齿轮的齿数。标准答案：由转动惯量定理得由齿轮传递基本关系得综上各式得则等效转动惯量、等效阻尼系数和等效输出扭矩分别为知识点解析：暂无解析27、运用框图简化法则，求下图所示系统的传递函数。标准答案：原系统运用框图简化法则化简的步骤如：(1)消除交叉，如下图(a)所示。(2)合并反馈内环，如下图(b)所示。(3)再合并反馈外环，如下图(c)所示。故此系统的传递函数为知识点解析：暂无解析28、RC电网络系统如图所示，画出此系统的框图，并求传递函数Uo(s)／Ui(s)。标准答案：(1)系统输入为ui，输出为u0。(2)列写微分方程：ui=R1iR+u0u0=R2iR1iR=∫iCdti=iR+iC(3)对上式分别取拉氏变换得：Ui(s)=R1IR(s)+Uo(s)①Uo(s)=R2I(s)②R1IR(s)=IC(s)③I(s)=IR(s)+IC(s)④(4)分别将(3)中各拉氏变换式用框图表示，再连成系统框图。图(a)、(b)、(c)、(d)分别对应式①、②、③、④，最终连成的系统框图如图(e)所示。则求得系统的传递函数为知识点解析：暂无解析全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷第8套一、单项选择题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)1、在开环控制系统中，其基本工作原理是【】A、不断地检测偏差并纠正偏差B、不断地检测输入信号并纠正之C、不断地检测输出信号并纠正之D、不需检测和纠正信号标准答案：D知识点解析：暂无解析2、有一复变函数G(s)=s2+2，当s=σ+jω时，其实部为【】A、σ2－ω2+2B、σωC、σ2+ω2+2D、2σω标准答案：A知识点解析：由G(s)=s2+2=(σ+jω)2+2=(σ2－ω2+2)+j.2ωσ，故选A。3、设∫0∞f(t)e－stdt=F(s)，则∫0∞[∫0tf(τ)dτ]e－stdt=【】A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：本题实质上是对∫0tf(τ)dτ取拉氏变换，即∫0∞[∫0tf(τ)dτ]e－st=L[∫0tf(τ)dτ]=4、系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼比为【】A、0．1B、10C、0．32D、0．16标准答案：D知识点解析：由题得与振荡环节的传递函数G(s)=比较可知，ζ=0．16，故选D。5、一闭环系统的开环传递函数为G(s)=，则该系统为【】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1．6D、0型系统，开环增益为1．6标准答案：C知识点解析：将系统开环传递函数转化成开环传递函数的标准式如下：故系统的增益为8／5=1．6，且其有一个积分环节，所以此系统为Ⅰ型系统，故选C。6、下面关于系统稳态误差的说法中，正确的是【】A、系统型次λ越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小B、系统型次λ越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小C、系统型次λ越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小D、系统型次λ越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小标准答案：A知识点解析：影响稳态误差的因素有系统的类型、开环增益、输入信号和干扰信号及系统的结构。而系统型次越高，开环增益越大，可以减小或消除系统稳态误差，但同时也会使系统的动态性能和稳定性降低。7、一系统的传递函数为G(s)=，当输入r(t)=2sin4t时，则其稳态输出的幅值为【】A、B、C、2D、4标准答案：A知识点解析：由频率特性的幅值｜G(jω)｜=(B为系统输出幅值，A为系统输入幅值)，即由题知，A=2，ω=4，将其代入可得B=。8、若最小相位系统的伯德图在ω=5处出现转折(如图所示)，这说明系统中有【】环节。A、

B、

C、

D、

标准答案：B知识点解析：此题中ω=5处斜率又增加了－20dB／dec，故系统含有环节。9、串联校正环节的传递函数为Gc(s)=，则它属于【】A、增益调整B、相位超前校正C、相位滞后校正D、相位滞后-超前校正标准答案：B知识点解析：暂无解析10、下列关于反馈校正的说法中，错误的是【】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比D、对系统的结构和参数不产生影响标准答案：D知识点解析：反馈校正可以改变系统的结构和参数，例如型次、时间常数、系统的阻尼比等。二、填空题(本题共10题，每题1.0分，共10分。)11、某闭环控制系统中，如果反馈回去的信号(或作用)与原系统的输入信号(或作用)的方向相反(或相位相差180°)，则称为________。FORMTEXT标准答案：负反馈知识点解析：暂无解析12、若函数f(t)的拉氏变换为F(s)=，则f(0+)=________。FORMTEXT标准答案：0知识点解析：暂无解析13、根据系统对某些典型输入信号的响应或其他实验数据建立数学模型，这种用实验数据建立数学模型的方法也称为________。FORMTEXT标准答案：系统辨识知识点解析：暂无解析14、在时域中用线性常微分方程描述系统的动态特性；在复数域或频域中，用________来描述系统的动态特性。FORMTEXT标准答案：传递函数或频率特性知识点解析：暂无解析15、当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为________。FORMTEXT标准答案：稳态响应知识点解析：暂无解析16、系统的传递函数为G(s)=，则系统的增益为________。FORMTEXT标准答案：0.3知识点解析：暂无解析17、已知系统的传递函数为G(s)=，则系统的幅频特性为________。FORMTEXT标准答案：知识点解析：暂无解析18、一阶系统的截止频率ωb等于系统的转角频率ωT，即等于系统时间常数的________。FORMTEXT标准答案：倒数知识点解析：暂无解析19、在开环奈奎斯特图上，从原点到奈奎斯特图与单位圆的交点连一条直线，该直线与负实轴的夹角，称为________。FORMTEXT标准答案：相位裕量知识点解析：暂无解析20、既能提高系统的响应速度，又能保证系统的其他特性不变坏的校正是________。FORMTEXT标准答案：相位超前校正知识点解析：暂无解析三、简答题(本题共5题，每题1.0分，共5分。)21、仟么是数学模型?标准答案：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态系统特性的前提。一个合理的数学模型应以最简化的形式准确地描述系统的动态特性。知识点解析：暂无解析22、简述典型二阶系统(当0＜ζ＜1，ζ=0，ζ≥1时)在单位阶跃输入信号作用下的输出响应特性。标准答案：(1)当0＜ζ＜1时(欠阻尼情况)，输出响应为衰减的振荡过程；(2)当ζ=1时(临界阻尼情况)，输出响应为不再振荡的保持过程；(3)当ζ＞1时(过阻尼情况)，若ζ＞＞1，则输出响应可蜕化为类似一阶系统的输出响应。(4)当ζ=0时(零阻尼情况)，输出响应为等幅振荡过程。(注：或用图示法说明也可)知识点解析：暂无解析23、已知系统开环传递函数G(s)=，其中K为开环增益，T为时间常数。试问当r(t)=t时，要减小系统稳态误差ess应调整哪个参数，为什么?标准答案：因该系统为Ⅰ型系统，当输入r(t)=t时，系统稳态误差ess=，故要减小系统稳态误差ess应增大开环增益K。知识点解析：暂无解析24、系统的频域性能指标有哪些?标准答案：系统的频域性能指标有：相位裕量、幅值裕量、截止频率及频宽、谐振频率及谐振峰值。知识