机械工程控制基础第1阶段测试题

1、江南大学现代远程教育第一阶段测试卷考试科目 : 机械工程控制基础 （第一章、第二章） （总分 100 分）时间： 90 分钟学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题 （本题共15 小题，每小题2 分，共 30分。）1、某系统的微分方程为xo (t)xo (t )xo3 (t )xi (t ) 则它是（）。A、线性定常系统B、线性系统C、非线性系统D、非线性时变系统2、开环系统的控制信号取决于（）。A、系统的实际输出B、系统的实际输出与理想输出之差C、输入与输出之差D、输入3、机械工程控制论的研究对象是（）。A、机床主传动系统的控制论问题B、高精度加工机床的

2、控制论问题C、自动控制机床的控制论问题D、机械工程领域中的控制论问题4、对于控制系统，反馈一定存在与于（）。A、开环系统B、线性定常系统C、闭环系统D、线性时变系统5、闭环系统的特点是系统中存在（）。A、执行环节B、运算放大环节C、反馈环节D、比例环节6、开环控制系统的特点是（）。A、不能实行计算机控制B、存在信息反馈C、容易引起不稳定D、结构简单，成本低7、线性定常系统的微分方程为xo (t)2xo (t )3xo (t)4xi (t ) 则该系统极点为（）。A、 s11 j 2; s21 j 2;B、 s12j ; s22 j ;C、 s12 j; s22j ; s30D、以上都对8、系统

3、数学模型是指（）的数学表达式。A、输入信号B、输出信号C、系统的动态特性9、系统传递函数为G(s)=2 / (2sA、 0.5BC、 2D10、下图所属环节为（）。D、系统的特征方程2、 1、无法确定）。A、微分环节B、积分环节C、导前环节D、惯性环节11、以下传递函数属于振荡环节的是（）。A、 G(s)=(2s+1) / (s2+3s+2)B、 G(s)=1 / (s2+3s+2)C、 G(s)=1 / (s2+s+1)D、 G(s)=(2s+1) / (s2+s+1)12、以下关于信息的说法正确的是（）。A、不确定性越小的事件信息量越大B、不确定性越大的事件信息量越大C、越大的事件信息量越

4、大D、越小的事件信息量越大13、某传递函数 G(s)=K1+K2(1/s)+K 3s，则它是由（）组成的。A、比例环节B、微分环节C、惯性环节D、PID 环节14、以下关于系统数学模型说法正确的是（）。A、只有线性系统才能用数学模型表示B、所有系统都可用精确的数学模型表示C、建立系统数学模型只能用分析法D、同一系统可以用不同形式的数学模型进行表示15、在下列系统或过程中不存在反馈的有（）。A、抽水马桶B、电饭煲C、并联的电灯D、教学过程二、填空题 （本题共6 小题，每空1 分，共 10 分）1、 自动控制系统按元件的静态特性分类，可分为：_和 _ 。2、和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。

5、3、线性系统符合叠加原理, 线性系统初始条件为零时, 几个输入信号同时作用在系统上所产生的输出信号等于的和。4、用时域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_。5 、当二阶系统的特征方程的两根为_ 时 , 系统称为临界阻尼系统 ； 两 根 为 _ 时 ， 系 统 称 为 欠 阻 尼 二 阶 系 统 ； 两 根 为_ 时，系统称为过阻尼二阶系统。6、一阶系统1 /(Ts+1)的单位阶跃响应为。三、简答题 ( 本题共 2 小题，每小题5 分，共 10 分 )1、控制系统中常用的典型信号有哪些？2、定值控制系统、伺服系统和程序控制系统各有什么特点？四、计算题 （本题共4 小题，每小题10 分，共

6、40 分）1、下图所示系统中，m1、m2 是质量， k 为弹簧的弹性系数，摩擦力为零， f （ t ）为外力， x1（ t ）、x2（ t ）位移。求系统的微分方程、动态框图和传递函数X 2（ s） /F （ s）。2 、若某线性定常系统在单位阶跃输入作用下，其输出为y(t) 1 e 2t2e t 。试求系统的传递函数。3、系统如图所示，求C（s） /R（ s）。4、求下图所示机械系统的微分方程。图中M 为输入转矩， Cm 为圆周阻尼，J 为转动惯量。五、应用题 （本题共1 小题，每小题10 分，共 10 分）下图为恒温箱的温度自动控制系统，当恒温箱温度变化时，试述系统的调节过程，画出系统的原

7、理方框图，指出系统属于哪一种类型？电压放功率放大器大器电机减速器U Ur - Uf热电偶电阻丝调压器220附：参考答案：一、单项选择题 （本题共15 小题，每小题2 分，共 30 分）1、 C2、 D3、 D4、 C5、 C6、 D7、 A8、 C9、 B10、 D11、 C12、 B13、 D14、 D15、 C二、填空题 （本题共6 小题，每空1 分，共 10 分）1、线性控制系统非线性控制系统2、稳定性快速性3、各输入信号单独作用时所产生的输出信号4、单位阶跃信号5、两相等的负实数根两共轭复数根两不相等的负实数根6、 y(t) 1 - e t/T三、简答题 ( 本题共 2 小题，每小题5

8、 分，共 10 分 )1、答：单位阶跃函数、单位斜坡（速度）函数、单位加速度（抛物线）函数、单位脉冲函数和正弦函数。2、答：定值控制系统的输入量是恒值，不变。伺服系统的输入量是变化的，却变化规律是未知的。程序控制系统的输入量是变化的，变化规律是已知的。各种系统都要求被控量与输入量一致，误差在允许范围内。四、计算题 （本题共4 小题，每小题10 分，共 40 分）f (t ) k (x2 x1 ) m1 x11、解：微分方程是k ( x1x2 ) m2 x2X 2 ( s)k X1 (s) X 2 ( s)取拉普拉斯变换 ,得m2 s2F (s)k X 2 (s)X 1 (s)X 1 ( s)m

9、1 s2化简框图时可按虚线移动分支点。也可用梅森公式，一条前向通路，2 个回路。X 2 (s)kF (s)s2 ( m1m2 s2km1km2 )2、解：由传递函数的定义有1X i (s)s112Y(s)ss2s12s26s2Y( s) / Xi (s)s23s23、解：由图可得G3G 4G3G4G 2G 2G3G 41 G3G 4H 11 G3G4H 11G3G 4H 2 1 G 3G 4H 1 G 2G 3H 2G 21 G3G 4H 1 G 4 G 2G 3G 4C ( s)G1G3G 4H 1 G 2G3H 2G1G 2G3G 41R( s)G1G 2G 3G 41 G3G 4H 1 G 2G 3H2 G1G 2G 3G 4H 31G3G 4H 1 G 2G 3H 2H 314、解：设系统输入为M( 即 M(t) ，输出为 (即 (t) )，分别对圆盘和质块进行动力学分析，MJCmRk(Rx)列写动力学方程如下：k( Rx)mxcx消除中间变量x，即可得到系统动力学方程mJ ( 4)( mCmcJ )( R2kmCmckJ)k(cR2Cm )mMcMkM五、应用题 （本题共 1 小题，每小题 10 分，共 10 分）解：当恒温箱温度低于（高于）设定温度值时，则有UfUr