华东理工大学现代机械控制工程期末复习题及参考答案

现代机械控制工程期末复习题1

一、单选题(共10题，每题2分，共20分)超越高度

1.一阶惯性环节的传递函数为()(2分)

B.=Ts

G(s)=

s2+2gs+W

2.一闭环系统的开环传递函数为s(2s+4)(s+2),则该系统为()Q分)

A.0型系统，开环增益为10B.I型系统，开环增益为10

C.I型系统，开环增益为5D.0型系统，开环增益为5

3.PI控制规律指的是()(2分)

A.比例、微分B.比例、积分

C.积分、微分D.比例、积分、微分

4

G(s)=---------

4.己知机械系统的传递函数为5+s+4,则系统的阻尼比是()(2分)

A.0.25B.0.5C.ID.2

5.采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其

等效传递函数为()(2分)

A.G(s)/l+G(s)B.l/1+G(s)H(s)

C.G(s)/l+G(s)H(s)D.G(s)/l-G(s)H(s)

6.某环节频率特性Nyquisl图如图所示，则该环节是()(2分)

A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节

7.在下列哪个典型的环节中，输出量与输入量成正比，且输出量不失真也不延迟而按比例

地反映输入()(2分)

A.比例环节B.惯性环节C微分环节D.积分环节

E.振荡环节F.延时环节

8.一个线性系统稳定与否取决于()(2分)

A.系统的结构和参数B.系统的输入

C.系统的干扰D.系统的初始状态

9.一系统的传递函数为2s+l，则该系统是由以下环节串联而成（）（2分）

A.惯性环节和延迟环节B.惯性环节和比例环节

C.比例环节和延迟环节D.惯性环节和导前环节

10.二阶振荡环节的传递函数为（）（2分）

G（s）=-^―

A,於+1

B.G（s）=Ts

5

G（s）=----------7

D.s+2J/S+6

二、多选题（共10题，每题3分洪30分）

1.根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为O（3分）

A.as3-bs2+cs-^-d=0

B.as3+加2-cs+d=0

（1第4+加3+=2+公+&=0其中@、b、c、d、e均为不等于零的正数。

2.关于开环传递函数43）、闭环传递函数4（s）和辅助函数/s）=l+GMs）,三者之间的

关系是（）（3分）

A.三者的零点相同

B.%S）的极点与尸（s）=1+G^s）的零点相同

C.G屋s）的极点与斤（s）=l+G^（s）的极点相同

D.%（6）的零点与夕⑸=1+G,（s）的零点相同

3.下列那些属于二阶系统响应的性能指标（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间A

C.最大超调量%

D.调整时间力

E.振荡次数N

4.下列哪些参数为二阶振荡环节的特征参数（）（3分）

A&

B.%

C4

D.M?

5.下列哪些内容可以反映系统的瞬态性能（）（3分）

A.上升时间J

B.峰值时间%

C.最大超调量",

D.调整时间G

E.延迟时间A

6.下列说法正确的是（）（3分）

A.时域分析通过阶跃或脉冲输入下系统的时间响应来研究系统的性能

B.时域分析通过正弦输入下系统的时间响应来研究系统的性能

C.频域分析是以阶跃或脉冲信号作为基本输入信号来分析系统的性能

D.频域分析是以正弦信号作为基本输入信号来分析系统的性能

7.下列哪些说法是正确的（）（3分）

A.一阶系统币？的放大系数K越小,系统输出响应的稳态值越小

Q⑹_侬+D_尸T

B.若‘（匹+D，则滞后校正装置最大滞后角就-尸+1

G（s）=Kca^”满足sin/=-~~—

C.若（％+1）,则最大相位超前角1+。

D.串联校正是指校正环节1⑸串联在原传递函数方框的前向通道中

8.脉冲函数的拉氏变换为（）（3分）

A.0

B.8

C.常数

D.1

9.下列判别系统稳定性的方法中，哪些是在频域里判别系统稳定性的判据（）（3分）

A.Nyquist判据B.Bode判据

现代机械控制工程期末复习题1

一、单选题(共10题，每题2分，共20分)

1.一阶惯性环节的传递函数为()(2分)

1

G@=

A.7k+l

B.G(s)=左

G(s)=--------?-------T

D.S2+2J/S+0：

★标准答案：A

E410(S+4)

Cr(s)=-----------------------

2.一闭环系统的开环传递函数为s(2s+4)(s+2),则该系统为()Q分)

A.0型系统，开环增益为10B.I型系统，开环增益为10

C.I型系统，开环增益为5D.0型系统，开环增益为5

★标准答案：C

3.PI控制规律指的是()(2分)

A.比例、微分B.比例、积分

C.积分、微分D.比例、积分、微分

★标准答案：B

4

G(s)=---------

4.已知机械系统的传递函数为s?+s+4,则系统的阻尼比是()(2分)

A.0.25B.0.5C.ID.2

★标准答案：A

5.采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其

等效传递函数为()(2分)

A.G(s)/l+G(s)B.l/l+G(s)H(s)

C.G(s)/l+G(s)H(s)D.G(s)/l-G(s)H(s)

★标准答案：C

6.某环节频率特性Nyquist图如图所示，则该环节是()

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

7.在下列哪个典型的环节由，输出量与输入量成正比，且输出量不失真也不延区而按比例

地反映输入（）（2分）

A.比例环节B.惯性环节C微分环节D.积分环节

E.振荡环节F.延时环节

★标准答案：A

8.一个线性系统稳定与否取决于（）（2分）

A.系统的结构和参数B.系统的输入

C.系统的干扰D.系统的初始状态

★标准答案：A

9.一系统的传递函数为2s+l，则该系统是由以下环节串联而成（）（2分）

A.惯性环节和延迟环节B.惯性环节和比例环节

C.比例环节和延迟环节D.惯性环节和导前环节

★标准答案：A

10.二阶振荡环节的传递函数为（）（2分）

1

A.”

7k+l

B.G@=TS

。所希遢

★标准答案：D

二、多选题（共1（）题，每题3分，共3（）分）

1.根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（）（3分）

A.as，-bs2+cs+d=0

B.as+加-cs+d=0

C.a/+加3+cs2+ds+a=0其中a、b、c、d、e均为不等于零的正数。

★标准答案：A,B

2.关于开环传递函数学⑻、闭环传递函数名⑸和箱助函数F（s）=l+GMs）,三者之间的

关系是（）（3分）

A.三者的零点相同

B.GBG）的极点与跃s）=1+G又（s）的零点相同

C.G屋s）的极点与f（s）=1+G£s）的极点相同

D.仆⑸的零点与尸⑸=1十G^s）的零点相同

★标准答案：B,C

3.下列那些属于二阶系统响应的性能指标（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间与

C.最大超调量加。

D.调整时间八

E.振荡次数N

★标准答案：A,B,C,D,E

4.下列哪些参数为二阶振荡环节的特征参数（）（3分）

A&

B.%

c4

★标准答案：A,B

5.下列哪些内容可以反映系统的瞬态性能（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间%

C.最大超调量加。

D.调整时间与

E.延迟时间〃

★标准答案：A,B,C,D,E

6.下列说法正确的是（）（3分）

A.时域分析通过阶跃或脉冲输入下系统的时间响应来研究系统的性能

B.时域分析通过正弦输入下系统的时间响应来研究系统的性能

C.频域分析是以阶跃或脉冲信号作为基本输入信号来分析系统的性能

D.频域分析是以正弦信号作为基本输入信号来分析系统的性能

★标准答案：A,D

7.下列哪些说法是正确的（）（3分）

K

A「一阶系统1+/的放大系数K越小,系统输出响应的稳态值越小

G（s）=侬+】）中=j£zl

B.若（的+D,则滞后校正装置最大滞后角〃户+1

侬1-a

G,(s)=5a+D外满足sin”=

C.若（S+D,则最大相位超前角1+a

D.串联校正是指校正环节&⑸串联在原传递函数方框的前向通道中

★标准答案：A,B,C,D

8.脉冲函数的拉氏变换为（）（3分）

A.0

BO

C.常数

D.1

★标准答案：C,D

9.下列判别系统稳定性的方法中，哪些是在频域里判别系统稳定性的判据（）（3分）

A.Nyquist判据B.Bodc判据

C.Routh判据D.赫尔维茨判据

★标准答案：A,B

10.下列系统中（）属闭环控制（3分）

A.家用电冰箱B.家用空调C.家用洗衣机D.抽水马桶

★标准答案：A,B,C

三、判断题（共10题，每题2分，共20分）

1.在⑶右半面上有极点和（或）零点的传递函数则称为非最小相位传递函数。（）（2分）

（）

★标准答案：正确

2.增大系统开环增益K值，可使系统精度提高。（）（2分）（）

★标准答案：正确

3.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。其中稳定性的要求

是系统工作的必要条件。随动系统对响应快速性要求较高。（）（2分）（）

★标准答案：正确

2

4.一阶系统的传递函数为s+025,其时间常数为（）.25。（）（2分）（）

★标准答案：错误

5.在复平面回左半面上没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数。（）（2分）

（）

★标准答案：错误

6.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。（）（2分）（）

★标准答案：错误

2

7.一阶系统的传递函数为s+0.25,其时间常数为（）.25。（）（2分）)

★标准答案：错误

8.一个系统稳定与否取决于系统的初始条件。()(2分)()

★标准答案：错误

9.开环对数幅频曲线L(w),对数相频特性曲线就⑻，当K增大时L(w)向上平移，奴⑻向

上平移。()(2分)()

★标准答案：错误

10.Nyquist稳定性判据是通过闭环传递函数来判定开环系统的稳定性。()(2分)()

★标准答案：错误

四、计算题(共2题，每题15分，共30分)

1.列写下图所示电路图的微分方程式，并求其传递函数。

汕K

★标准答案:

解：

+w2(Z)

〃2«)=牙⑴df

初始条件为零时，拉氏变换为

Ux(s)=RI(s)+Lsl(s)+U?(s)=(R+2s)[(s)+U2(s)

S(s)=："s)

Cs

消去中间变鼠I(s),则

—($)=&+")“$)+%($)

=(R+心)。5。式5)+(s)

=(ACI+RCs+l)U,(s)

依据定义：传递函数为“

G⑸=皿=__J_=__r

卬s)LCT+RCs+1+

2.某系统的特征方程式为s、2s5+8?+12s3+20s、16s+16=0求其特征根,并判断系统

的稳定性。(15分)

★标准答案：由Routh稳定判据：

/182016

s$212160

/168

000

辅助方程是$4+6$2+8=0

解得特征根为S1=2,J=-2,$3=一向，$4=伤，Ss,6=-l±J

由此可知系统临界稳定。

现代机械控制工程期末复习题2

一、单选题（共10题，每题2分洪20分）

3

1.设一阶系统的传递函数为百则其时间常数和增益分别是（）（2分）

A.2,3B.2,3/2C.2/5,3/5D.5/2,3/2

2.一个线性系统稳定与否取决于（）（2分）

A.系统的结构和参数B.系统的输入

C.系统的干扰D.系统的初始状态

3.PI控制规律指的是（）（2分）

A.比例、微分B.比例、积分

C.积分、微分D.比例、积分、微分

4

G（s）=---------

4.已知机械系统的传递函数为s?+s+4,则系统的阻尼比是（）（2分）

A.0.25B.0.5C.lD.2

5.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）（2分）

A通过1点的直线

B-通过。=1点的直线

Q通过0=0点的直线

D-通过3=0点的直线

6.在下列系统或过程中，不存在反馈的有（）（2分）

A.抽水马桶B.电饭煲C.并联的电灯D.教学过程

7.传递函数的（）反映了系统本身与外界无关的固有特性（2分）

A.分母B.分子C.系数

8.某典型环节的传递函数为G（s）=l/左，则该环节为（）（2分）

A.惯性环节B.积分环节C微分环节D.比例环节

9.某环节频率特性Nyquist图如图所示，则该环节是（）'r（2分）

A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节

a、10（s+4）

G（s）=-------------------

10.一闭环系统的开环传递函数为s（2s+4）（s+2）,则该系统为（）修分）

A.0型系统，开环增益为10B.I型系统，开环增益为1（）

C.I型系统，开环增益为5D.0型系统,，开环增益为5

二、多选题（共10题，每题3分洪30分）

1.判断系统稳定性可采用以下方法（）（3分）

A.Routh判据B.Nyquist判据

CBode判据D.串联校正

2.关于开环传递函数学⑻、闭环传递函数学⑸和辅助函数5（s）=l+GMs）,三者之间的

关系是（）（3分）

A.三者的零点相同

B.GB@的极点与/s）=l+G^s）的零点相同

C.4⑸的极点与尸（s）=1+GXs）的极点相同

D.q（s）的零点与F（s）=l+G^s）的零点相同

3.下列那些属于二阶系统响应的性能指标（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间七

C.最大超调量胫尸

D.调整时间与

E.振荡次数N

4.下列哪些参数为二阶振荡环节的特征参数（）（3分）

B.»

c4

5.传递函数具有以下性质：）（3分）

A.传递函数是在拉氏变换的基础上导出的，而拉氏变换是一种线性积分变换，因比传递函数

只适应于线性定常系统

B.传递函数是在零初始条件下定义的，因此，传递函数原则上不能反映系统在非零初始条件

下的全部运动规律

C.传递函数只表示输出量与输入量的关系，是一种函数关系。

D.同一个系统，当输入量和输出量的选择不相同时，可能会有不同的传递函数

E.不同的物理系统可以有相同的传递函数

6.要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（）（3分）

A.%不变，减小匀

B4不变，增大吗

c.%不变，增大4

D.4不变，减小巴

7.下列说法正确的是（）（3分）

A.对于（）型系统，当系统的输入为单位恒速输入时，系统的稳态偏差为8

B.对于0型系统，当系统的输入为单位恒加速输入时，系统的稳态偏差为8

c.对于n型系统，当系统的输入为单位阶跃输入时，系统的稳态偏差为o

D.对于n型系统，当系统的输入为单位恒速输入时，系统的稳态偏差为o

8.下列哪些内容可以反映系统的瞬态性能（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间与

C.最大超调量"尸

D.调整时间4

E.延迟时间〃

9.下列哪些说法是正确的（）（3分）

2

A.一阶系统的传递函数为s+025,其时间常数为0.25

B.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。

C.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的

系统是稳定系统。

D.我们把输出量直接式间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作闭环控制系统。

10.下列说法正确的是（）（3分）

A.时域分析通过阶跃或脉冲输入下系统的时间响应来研究系统的性能

B.时域分析通过正弦输入卜系统的时间响应来研究系统的性能

C.频域分析是以阶跃或脉冲信号作为基本输入信号来分析系统的性能

D.频域分析是以正弦信号作为基本输入信号来分析系统的性能

三、判断题（共10题，每题2分，共20分）

1.在⑸右半面上有极点和（或）零点的传递函数则称为非最小相位传递函数。（）（2分）

（）

2.增大系统开环增益K值，可使系统精度提高。（）（2分）（）

3.对于同一个系统，当输入量和输出量的选择不相同时，可能会有不同的传递函数。（）（2

分）（）

4.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。其中稳定性的要求

是系统工作的必要条件。随动系统对响应快速性要求较高。（）（2分）（）

5.在复平面［s］左半面上没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数。（）（2分）

（）

6.PID控制器中的P、I、D分别指按偏差的比例、微分、积分进行控制。它属于有源校正环

节。（）（2分）（）

7.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。（）（2分）（）

8.传递函数的分母反映了系统与外界的关系，传递函数的分子反映了系统本身与外界无关

的固有特性。（）（2分）（）

9.开环对数幅频曲线L（w）,对数相频特性曲线仪⑦），当K增大时L（w）向上平移，以防向

上平移。（）（2分）（）

2

1（）.一阶系统的传递函数为S+0・25,其时间常数为（）.25。（）（2分）（）

四、计算题（共2题，每题15分洪30分）

1.列写下图所示电路图的微分方程式，并求其传递函数。

油KL

0^4—\_-----1~0

U.咛匕

•1一•（15分）

cK

2.设单位反馈系统的开环传递函数为：s（s+l）（s+2）,试确定系统稳定时的开环放大

系数（开环增益）K值的范围。（15分）

现代机械控制工程期末复习题2

一、单选题（共10题，每题2分，共20分）

3

1.设一阶系统的传递函数为2s+5,则其时间常数和增益分别是（）（2分）

A.2,3B.2,3/2C.2/5,3/5D.5/2,3/2

★标准答案：C

2.一个线性系统稳定与否取决于（）（2分）

A.系统的结构和参数B.系统的输入

C.系统的干扰D.系统的初始状态

★标准答案：A

3.PI控制规律指的是（）（2分）

A.比例、微分B.比例、积分

C.积分、微分D.比例、积分、微分

★标准答案：B

G（s）=―2------

4.已知机械系统的传递函数为s?+s+4,则系统的阻尼比是（）（2分）

A.0.25B.0.5C.lD.2

★标准答案：A

5.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）（2分）

A通过1点的直线

B-通过1点的直线

c通过0=0点的直线

D-20dB/dec,通过3=0点的直线

★标准答案：A

6.在下列系统或过程中，不存在反馈的有（）（2分）

A.抽水马桶B.电饭煲C.并联的电灯D.教学过程

★标准答案：C

7.传递函数的（）反映了系统本身与外界无关的固有特性（2分）

A.分母B.分子C.系数

★标准答案：A

8.某典型环节的传递函数为&仁）=1//，则该环节为（）（2分）

A.惯性环节B.积分环节C微分环节D.比例环节

★标准答案：B

。|.

9.某环节频率特性Nyquist图如图所示，则该环节是（）'（2分）

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

E410（$+4）

Cr（S）=-------------

10.一闭环系统的开环传递函数为s（2s+4）（s+2）,则该系统为（）（2分）

A0型系统，开环增益为10B.I型系统，开环增益为10

C.I型系统，开环增益为5D.0型系统，开环增益为5

★标准答案：C

二、多选题（共10题，每题3分洪30分）

1.判断系统稳定性可采用以下方法（）（3分）

A.Routh判据B.Nyquist判据

C.Bode判据D.串联校正

★标准答案：A,B,C

2.关于开环传递函数学⑻、闭环传递函数学⑸和辆助函数F（s）=l+GMs）,三者之间的

关系是（）（3分）

A.三者的零点相同

B.G（s）的极点与£（s）=l+G^s）的零点相同

C.4⑸的极点与f（s）=1+G^（s）的极点相同

D.G/（s）的零点与F（s）=1+G^（s）的零点相同

★标准答案：B,C

3.下列那些属于二阶系统响应的性能指标（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间与

C.最大超调量

D.调整时间与

E.振荡次数N

★标准答案：A,B,C,D,E

4.下列哪些参数为二阶振荡环节的特征参数（）（3分）

A.4

B.?

cA

D.%

★标准答案：A,B

5.传递函数具有以下性质：）（3分）

A.传递函数是在拉氏变换的基础上导出的，而拉氏变换是一种线性积分变换，因比传递函数

只适应于线性定常系统

B.传递函数是在零初始条件下定义的，因此，传递函数原则上不能反映系统在非零初始条件

下的全部运动规律

C.传递函数只表示输出量与输入量的关系，是一种函数关系。

D.同一个系统，当输入量和输出量的选择不相同时，可能会有不同的传递函数

E.不同的物理系统可以有相同的传递函数

★标准答案：A,B,C,D,E

6.要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是（）（3分）

A.%不变，减小4

B.J不变，增大巴

C.%不变，增大6

D.4不变，减小以

★标准答案：A,B

7.下列说法正确的是（）（3分）

A.对于。型系统，当系统的输入为单位恒速输入时，系统的稳态偏差为8

B.对于0型系统，当系统的输入为单位恒加速输入时，系统的稳态偏差为8

C.对于II型系统，当系统的输入为单位阶跃输入时，系统的稳态偏差为0

D.对于H型系统，当系统的输入为单位恒速输入时，系统的稳态偏差为（）

★标准答案：A,B,C,D

8.下列哪些内容可以反映系统的瞬态性能（）（3分）

A.上升时间4

B.峰值时间与

C.最大超调量"，

D.调整时间与

E.延迟时间〃

★标准答案：A,B,C,D,E

9.下列哪些说法是正确的：）（3分）

2

A「一阶系统的传递函数为s+0.25,其时间常数为0.25

B.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。

C.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的

系统是稳定系统。

D.我们把输出量直接式间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作闭环控制系统。

★标准答案：C,D

10.下列说法正确的是（）（3分）

A.时域分析通过阶跃或脉冲输入下系统的时间响应来研究系统的性能

B.时域分析通过正弦输入下系统的时间响应来研究系统的性能

C.频域分析是以阶跃或脉冲信号作为基本输入信号来分析系统的性能

D.频域分析是以正弦信号作为基木输入信号来分析系统的性能

★标准答案：A,D

三、判断题（共10题，每题2分，共20分）

1.在因右半面上有极点和（或）零点的传递函数则称为非最小相位传递函数。（）（2分）

（）

★标准答案：正确

2.增大系统开环增益K值，可使系统精度提高。（）（2分）（）

★标准答案：正确

3.对于同一个系统，当输入量和输出量的选择不相同时，可能会有不同的传递函数。（）（2

分）（）

★标准答案：正确

4