大工《機械工程控制基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題

大工2018年春《機械工程控制基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題一、單項選擇題（本大題共40小題，每小題2分，共80分）題號12345678910答案BDAADACCAB題號11121314151617181920答案DCCCBABCDA題號21222324252627282930答案BDABCCABDB題號31323334353637383940答案CABDBCABDB1、當(dāng)二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點分布在s平面的虛軸上時，系統(tǒng)的阻尼?為（ 。A．?<0 B．?=0 C．0<?<1 D．?≧12、已知函數(shù)

F(s)

s1s(sa)，則f(t)的終值f()（ 。A．0

?3、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

G(s)

100s212s100

，則無阻尼自然頻率

n等于（ 。A．10rad/s B．0.1rad/s C．1rad/s 4、作為一個控制系統(tǒng)，一般來說（ 。A．開環(huán)不振蕩 B．閉環(huán)不振蕩 C．開環(huán)一定振蕩 閉環(huán)一定振5、系統(tǒng)不穩(wěn)定時，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ 。A．+? B．-? C．0 D．以上都不對6、一階單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

Ks(sK)則該系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍（ 。A．K＞0

B．K＞1

D．K＞－17、某一系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)加速度誤差為一常數(shù)，則該系統(tǒng)為（ ）系統(tǒng)。A．0型 B．I型 C．Ⅱ型 D．以上選項都不8、以下關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差的說法正確的是（ 。穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù) 穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)輸入和干C．穩(wěn)態(tài)偏差與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、輸入和干擾等有關(guān)D．系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差為0?9在直流電動機的電樞回路中以電流為輸出電壓為輸入兩者之間的傳遞函數(shù)（ 。A．比例環(huán)節(jié) B．積分環(huán)節(jié) C．慣性環(huán)節(jié) 微分環(huán)10、自動控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有（ 。A．給定元件 B．檢測元件 C．放大元件 執(zhí)行元件11、在階躍函數(shù)輸入作用下，阻尼比（ ）的二階系統(tǒng)，其響應(yīng)具有減幅振蕩特性。A．ζ＝0 B．ζ>1 C．ζ＝1 D．0<ζ<1G(s) K12、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

Ts1，則該系統(tǒng)時間響應(yīng)的快速性（ 。A．與K有關(guān) B．與K和T有關(guān) C．與T有關(guān) D．與輸入信號大小有關(guān)13、一階閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

8(s3)s(2s3)(s2)，則該系統(tǒng)為（ 。型系統(tǒng)，開環(huán)增益為8 B．I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為8C．I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為4 型系統(tǒng)，開環(huán)增益為14、線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（ 。A．線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無外加輸入B．線性系統(tǒng)無外加輸入，非線性系統(tǒng)有外加輸入C．線性系統(tǒng)滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)不滿足疊加原理D．線性系統(tǒng)不滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)滿足疊加原理15、令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的（ 。A．代數(shù)方程 B．特征方程 C．差分方程 D．狀態(tài)方、單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為。1B．s2

1s

1s、奈奎斯特判:依據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)極坐標圖與（ ）點之間的位置關(guān)系對閉環(huán)系統(tǒng)的定性作出判別。A．(-1,1) B．(-1,0) C．(0,1) D．(0,0)、采用負反饋形式連接后，則。A．一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定 B．系統(tǒng)動態(tài)性能一定會提C．需要調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，來改善系統(tǒng)性能D．一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后消除19、如果系統(tǒng)特征方程的根落在虛軸上，則系統(tǒng)處于（??????????）狀態(tài)。A．穩(wěn)定的 B．發(fā)散的 C．偏離平衡的 D．臨界穩(wěn)定20、如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)（ 。A．不能工作 B．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大C．可以工作但過渡過程時間長21、串聯(lián)相位滯后校正通常用于（ A．提高系統(tǒng)的快速性C．減少系統(tǒng)的阻尼

D．可以正常工作B．提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D．減少系統(tǒng)的固有頻率22F(s)

4s1s2s

，則limf(t)=（ 。t0A．1 B．0 C．∞ 23、積分環(huán)節(jié)的相頻特性為（ 。A．-90o B．90o C．0o 、對于影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，下列說法正確的是。A．系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性互不影響B(tài)．為獲得滿意的系統(tǒng)性能，需要綜合考慮阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率C．阻尼比可以無限制增大來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D．以上選項都不對25、對于斜坡輸入信號r(t)RtⅠ型系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ 。1 RA．0 B．1k C．k D．∞26、直接對控制對象進行操作的元件，稱為（ 。C．執(zhí)行元件

反饋元件D控制系統(tǒng)對單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過程中響應(yīng)曲線第一次達到穩(wěn)態(tài)值的50%所需時間為（ 。A．延遲時間 B．上升時間C．峰值時間 調(diào)整時間28、機械工程控制理論的研究對象是機械工程系統(tǒng)中的（ 。A．靜態(tài)特性 B．動態(tài)特性C．穩(wěn)態(tài)特性 D．以上選項都不對29、傳遞函數(shù)是（ 。A．實變量函數(shù) B．實定量函數(shù)C．復(fù)定量函數(shù) 復(fù)變量函數(shù)30、奈奎斯特判據(jù)是一種（ 。A．代數(shù)判據(jù) B．幾何判據(jù)C．微分判據(jù) D．以上選項都不對31、通過系統(tǒng)的輸入和輸出來確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，這個過程稱為（ 。A．系統(tǒng)分析 B．系統(tǒng)最優(yōu)控制C．系統(tǒng)辨識 D．以上選項都不對32、系統(tǒng)穩(wěn)定與否由系統(tǒng)特征根的（ ）決定。A．實部 B．虛部C．模 D．以上選項都不對33、波德圖的橫坐標和縱坐標分別采用的是（ 。A．對數(shù)分度、對數(shù)分度 B．對數(shù)分度、線性分度C．線性分度、對數(shù)分度 D．線性分度、線性分34、頻率特性和頻率響應(yīng)（ 。C．只有區(qū)別沒有聯(lián)系

只有聯(lián)系沒有區(qū)別D、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指（ ）過程的振蕩傾向和系統(tǒng)能否恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。C．常態(tài)

動態(tài)D36（??????????）屬于線性系統(tǒng)的性質(zhì)。A．齊次性 B．疊加性C．A和B都對 D．以上選項都不對、齒輪系統(tǒng)中的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速的關(guān)系屬于。C．慣性環(huán)節(jié)

積分環(huán)節(jié)D、系統(tǒng)特征方程的各項系數(shù)符號一致，是系統(tǒng)穩(wěn)定的。C．充要條件

必要條件D39、頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)對（??????????）輸入的穩(wěn)態(tài)輸出。階躍C

斜坡D、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)形式與系統(tǒng)阻尼比。A．沒有關(guān)系 B．關(guān)系密切有時相關(guān)、有時不相關(guān) D．以上選項都不對二、填空題（本大題共51小空，每小空2分，共102分）答案：好增大快7．0 ∞指數(shù)瞬態(tài)響應(yīng) 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)串聯(lián) 并聯(lián) 反饋聯(lián)接靜態(tài)位置誤差系數(shù) 靜態(tài)速度誤差系數(shù)動態(tài)誤差 穩(wěn)態(tài)誤差阻尼比 無阻尼自然頻率階躍 斜坡 加速度理論分析法 實驗法微分方程 傳遞函數(shù) 狀態(tài)方快四 半圓19．0 ∞?阻尼比 大

靜態(tài)加速度誤差系數(shù)負數(shù)實頻特性 虛頻特性疊加24．-20慣性相頻特性27．1/s228．∞ 029．極 對數(shù)30．1/s31．0.70732．積分1、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在t＝0處的斜率越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快2、一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤單位斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差越小3、系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標曲線與負實軸相交處的頻率。4、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性越 。5、欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號隨阻尼比減小振蕩幅度 。6、慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率越大其輸出響應(yīng)越 。7、Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差為 ，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于 。8、當(dāng)輸入量發(fā)生突變時，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不會突變，而是按 曲線變化。9、穩(wěn)定系統(tǒng)的時間響應(yīng)分與 。10、控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式、 。11、靜態(tài)誤差系數(shù)包和 。12、系統(tǒng)的誤差可以分。13、二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)的性能和 決定。14、位置誤差、速度誤差、加速度誤差分別指輸入輸入所引起的輸出上的誤差。15、建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法有 和 兩種。16、工程上常用的數(shù)學(xué)模型包括 、 ?和 。、一階系統(tǒng)的時間常數(shù)越小，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度。18ω從0變化+∞時慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖?象限形狀? 。19、Ⅰ型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 ，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤為? 。20、在二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標中，最大超調(diào)量僅有關(guān)，當(dāng)它越小時，最超調(diào)量越 。21、當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是 時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。22、設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j)Re()jIm()，則)稱為 ，)為 。23、線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應(yīng)用 原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。24、積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為 dB/dec。25環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s) k 。Ts126、線性定常系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為 。、單位斜坡函數(shù)的拉氏變換。28、在單位斜坡輸入信號作用下型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，II型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 。29、用頻率特性分析法研究控制系統(tǒng)時，常采用的圖示法坐標圖示法標圖示法。30、單位階躍函數(shù)的拉式變換。31、二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù) = 時，為最佳阻尼系數(shù)。這時系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性較理想。32、分析穩(wěn)態(tài)誤差時，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)I型系統(tǒng)II型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)包含環(huán)節(jié)數(shù)目來分類的。三、判斷題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）題號12345678910答案√×√×√√×√×√題號1112131415答案√×√×√1、如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是線性的，這種系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。2、控制系統(tǒng)對單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過程中，響應(yīng)曲線超過其穩(wěn)態(tài)值而達到第一個峰值所需的時間叫做調(diào)整時間。3、線性系統(tǒng)的微分方程中，無論是因變量、自變量或它們的導(dǎo)數(shù)，它們的次數(shù)都不高于一次。4、系統(tǒng)特征方程的各項系數(shù)均不為零，是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。5、自動控制理論主要由經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制論和智能控制論組成的。6、拉式變換的初值定理可確定系統(tǒng)或元件的初始狀態(tài)。7、若系統(tǒng)特征根的實部全都小于0，系統(tǒng)不穩(wěn)定。8、能用一階微分方程描述的系統(tǒng)稱為一階系統(tǒng)。9、勞斯判據(jù)是一種幾何判據(jù)。10、框圖是系統(tǒng)中各元件功能和信號流向的圖解表示。11、所謂系統(tǒng)，是指同類事物按一定的關(guān)系組成的整體。12、?一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為Ts。13、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)所決定，與輸入信號的形式無關(guān)。14、同一個線性系統(tǒng)對不同幅值階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)時間不同。15、波德判據(jù)是奈奎斯特判據(jù)的另一種描述法。四、簡答題（本大題共11小題，每小題10分，共110分）1、何謂開環(huán)控制系統(tǒng)？何謂閉環(huán)控制系統(tǒng)？答案：當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)的輸入不受系統(tǒng)的輸出影響時，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。2、何謂控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？何謂穩(wěn)態(tài)誤差？答案：狀態(tài)，這個系統(tǒng)就是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)不穩(wěn)定?，F(xiàn)偏差，這種偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點是什么？答案：生控制作用來減小這一偏差。容易引起振蕩，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。4、用極坐標圖表示頻率特性的優(yōu)缺點是什么？答案：優(yōu)點:在一幅圖上同時給出了系統(tǒng)在整個頻率域的實頻特性、虛頻特性、幅頻特性和相頻特性。它比較簡潔直觀地表明了系統(tǒng)的頻率特性。缺點:不能明顯地表示出系統(tǒng)傳遞函數(shù)中各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的作用，繪制較麻煩。5、控制工程主要研究并解決的問題是什么？答案：（1）系統(tǒng)分析（2）系統(tǒng)最優(yōu)控制（3）系統(tǒng)辨識6、減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有哪些？答案：提高系統(tǒng)的開環(huán)增益；增加系統(tǒng)的型號；復(fù)合控制；前饋控制7、何謂結(jié)構(gòu)框圖？何謂函數(shù)框圖？答案：號流向，主要用來說明系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理?？驁D單元連接起來，主要用來說明環(huán)節(jié)特性、信號流向及變量關(guān)系，便于分析系統(tǒng)。8、用框圖表示系統(tǒng)的優(yōu)點是什么？答案：只要依據(jù)信號的流向，將各環(huán)節(jié)的框圖連接起來，就能容易地構(gòu)成整個系統(tǒng)；通過框圖可以評價每個環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響，便于對系統(tǒng)進行分析和研究。9、用波德圖表示頻率特性的優(yōu)點是什么？答案：根據(jù)對數(shù)的特性，采用對數(shù)坐標以后，乘除法運算就轉(zhuǎn)化為加減法運算；度：與均勻分度相比，橫坐標的對數(shù)分度便于在較寬的頻率范圍內(nèi)研究頻率特性；縱坐標單位為分貝，可以減小對數(shù)幅頻特性的斜率。10、繪制系統(tǒng)方框圖的方法是什么？答案：①列出描述系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運動方程式；②假定初始條件等于零，對方程式進行拉氏變換，求出環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，并將它們以方塊的形式表示出來；③將這些方塊單元結(jié)合在一起，以組成系統(tǒng)的完整方框圖。11、建立線性微分方程式的步驟是什么？答案：首先將系統(tǒng)劃分為若干個環(huán)節(jié)。寫出每一環(huán)節(jié)（或元件）輸出信號和輸入信號相互關(guān)系的運動方程式。消去中間變量，最后得到只包含輸入量和輸出量的方程式；化成標準形式，即輸出量和輸入量各占方程式的一側(cè)，且各階導(dǎo)數(shù)項按降冪排列。五、計算題（本大題共4小題，每小題20分，共80分）1、設(shè)某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時系數(shù)K的取值范圍。RR(s)＋Ks0.1sC(s)－10.2s圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解：由結(jié)構(gòu)圖寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)為C(s)

Ks(0.1s

K(0.2s1) 10K(s5)R(s)

K1s(0.1s1)(0.2s

0.02s30.3s2sK s315s250s50K系統(tǒng)閉環(huán)特征方程式為s315s250s50K0列出羅斯表如下：s3 1s2 15s1 155s0 50K

5050K00

（3分）為使系統(tǒng)穩(wěn)定，羅斯表中第一列各項系數(shù)必須為正數(shù)，即 0 0 0K1所以有： 即得 1550K0可見，只要0K15就能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。2、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Gs Ks4s12s1K解：該系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為s4s12s1K8s36s2sK0列勞斯表為s3 8 1s2 6 Ks1 68K6s0 K要使系統(tǒng)穩(wěn)定，勞斯表第一列應(yīng)該大于0，得68K0K0為使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定應(yīng)滿足0K34