機械工程控制基礎(chǔ)考試題及答案

1光陰不可輕性2．反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和__反饋量__的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系 4．當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是__負數(shù)__時，5.方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和__反饋_連6．線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在_初始條件為零___時，系統(tǒng)輸出 信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。7．函數(shù)te-at的拉氏變換為1。 (s+a)2而變化的函數(shù)關(guān)系稱為__相頻特性__。9．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__－2光陰不可輕t變換為1。___隨動___控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。16.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，與__輸入量、擾 17.決定二階系統(tǒng)動態(tài)性能的兩個重要參數(shù)是阻尼系數(shù)ξ和_無阻尼 這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的__積分__環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。20.線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是它的特征方程式的所有根均在復(fù)22.用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是_正弦函數(shù)_。 25．系統(tǒng)輸出量的實際值與_輸出量的希望值__之間的偏差稱為誤差。 26．線性控制系統(tǒng)其輸出量與輸入量間的關(guān)系可以用___線性微分__ 3光陰不可輕28．二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是w2n。 nn 29．設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j)=R(j)+jI()，則R()稱為實頻特性。30.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為__線性__控制系統(tǒng)、快速性和_準確性__。 35.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)ξ=__0.707____時，為最佳阻尼系數(shù)。這時系 統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。1.傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng),在初始條件為零的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。 2.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程。3.判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點是系統(tǒng)特征方程的根必須為負實根或負實部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。4光陰不可輕速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為∞。5.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻6.如果系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是(漸進)穩(wěn)定的系統(tǒng)。7.傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關(guān)，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的線性定常系統(tǒng)。8.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的 開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。 9.如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為離散(數(shù)字)控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。10.反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以ωc(截止頻率)附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)定性和快速性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。11.對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和精確或準確性。 單項選擇題：1.當系統(tǒng)的輸入和輸出已知時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為)A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識5ssC.3ssC.3D.3C.系統(tǒng)校正D.自適應(yīng)控制2.反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有()A.反饋回路C環(huán)節(jié)B.慣性環(huán)節(jié)DPIDA.1B.1C.2D.25.若F(s)=4，則Limf(t)=()2s+1t)0A.4B.2CD.∞0A.aB.1CD.1A.3B.1ese2sssA.線性系統(tǒng)B.線性定常系統(tǒng)C.非線性系統(tǒng)D.非線性時變系統(tǒng)6光陰不可輕C環(huán)節(jié)B.延時環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)10.圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為()AA.111.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=3,其無阻尼固有頻率ωn是ss100)ABC.2.5D.2512.一階系統(tǒng)K的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為()A.KB.KTC.KD.KTT2T213.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=K,則其單位階躍響應(yīng)函數(shù)為()T+1sA.1eKt/TB.Ket/TC.K(1－e－t/T)D.(1－e－Kt/T)TT14.圖示系統(tǒng)稱為()型A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲj7CC.90°D.1816.對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所A.1+TsB.1)B.1D.1值范圍為()19.典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時間與()有關(guān)。A.增益B.誤差帶C.增益和阻尼比DD.阻尼比和無阻尼固有頻率8BD光陰不可輕BD轉(zhuǎn)折(如圖所示)，這說明系統(tǒng)中有s22.一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為3(s+2),則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次依次為()23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=Ke一ts，其幅頻特性|G(jω)|應(yīng)為1+Ts)AKKKKKK24.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ，等于()A.系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)B.臨界阻尼系數(shù)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比C.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比D.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)的倒數(shù)9光陰不可輕相位角，則相位裕度為()26.單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=4，則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為()A.10B.5C.4D.045s固有頻率ωn與諧振頻率ωr的關(guān)系為()28.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)B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D.減少系統(tǒng)的固有頻率29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率ωc=4處提供最大相位超前角的是()裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過適當調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是()AsBsCsD.4s+11.B2.A3.A4.B5.B6.C光陰不可輕21.D22.A23.D24.C25.C26.A27.C2.一個單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為K，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征3.二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其調(diào)整時間ts與阻尼比、_______和4.極坐標圖(Nyquist圖)與對數(shù)坐標圖(Bode圖)之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐4率4.0分貝線－180°線5.本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入光陰不可輕1．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)滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理。D．線性系統(tǒng)不滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)滿足迭加原理。2．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(B)A．代數(shù)方程C方程B．特征方程D．狀態(tài)方程(D)A．脈沖函數(shù)C．拋物線函數(shù)B．斜坡函數(shù)D．階躍函數(shù)(B)(B)光陰不可輕(A)A.恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B.反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)C.最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)D.連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)函數(shù)為H(s)，則其等效傳遞函數(shù)為(C)穩(wěn)態(tài)值的時間(A)A．越長B．越短D定9．拉氏變換將時間函數(shù)變換成(D)A．正弦函數(shù)C．單位脈沖函數(shù)B．單位階躍函數(shù)D．復(fù)變函數(shù)光陰不可輕(D)A．系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B．系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C．系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D．系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比(A)12.微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=(A)A.90°B.-90°13.積分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=(B)A.90°B.-90°14.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能，它與下列哪項因素有關(guān)？(C)C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)B.初始條件D.輸入信號和初始條件15.系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的光陰不可輕(C)A.充分條件B.必要條件C.充分必要條件D.utut別為y1(t)和 (B)(B)(C)ABCD.1219．正弦函數(shù)sint的拉氏變換是(B) C.sD.1將(B)光陰不可輕A.增加B.減小C.不變D.不定21．主導(dǎo)極點的特點是(D)A.距離實軸很遠C.距離虛軸很遠B.距離實軸很近D.距離虛軸很近22．余弦函數(shù)cost的拉氏變換是(C)A.1B.C.sD.123．設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=1，則其頻率特性幅值M()=s(C)A.KB.K2C.1D.1224.比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移θ(ω)=(C)25.奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是利用系統(tǒng)的(C)來判據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定別準則。A.開環(huán)幅值頻率特性C.開環(huán)幅相頻率特性B.開環(huán)相角頻率特性26.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)光陰不可輕(C)A.與輸入信號有關(guān)B.與輸出信號有關(guān)C.完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定D.既由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，也與輸入信號有關(guān)27.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，(D)A間常數(shù)T較大時有振蕩B.當時間常數(shù)T較小時有振蕩C.有振蕩D.無振蕩28.二階振蕩環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性相位移θ(ω)在(D)之間。(C)A.發(fā)散振蕩B.單調(diào)衰減C.衰減振蕩D.等幅振蕩當系統(tǒng)受到輸入信號x(t)=5sint的作用時，試求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出x(t)。io光陰不可輕KDKxixoXo(s)=(k+kDs+kk=0.015s+1i1212o三．一個未知傳遞函數(shù)的被控系統(tǒng)，構(gòu)成單位反饋閉環(huán)。經(jīng)過測試，(2)如果用主導(dǎo)極點的概念用低階系統(tǒng)近似該系統(tǒng)，試寫出其近似11t(1)K0=7，K=71+K800Xs7i光陰不可輕X(s)N(s)i+Xi(s)+-+Xi(s)+-2-122L=_GH,L=_GGH121212211X(s)11X(s)1212i211221121o=21o=2121122n光陰不可輕nnppt=3=3=3(s)nn3166K9K0|G(jO)|=2=1，解得O=3ccO2+1cccc光陰不可輕 三、設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=s2+2ns+，試求最大超調(diào)量σ％=9.6%、峰值時間tp=0.2秒時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)ξ和ωn四、設(shè)一系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=，試求最大超調(diào)量σ％=5%、調(diào)整時間ts=2秒(△=0.05)時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)ξnn五、設(shè)單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=25ks(s+6)求(1)系統(tǒng)的阻尼比ζ和無阻尼自然頻率ωn；tp調(diào)整時間tS(△=0.02)；解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)==25=25光陰不可輕與標準形式對比，可知nnn又dn幾幾t===0.785pw4d 4t==1.33n六、某系統(tǒng)如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率ωn，阻尼比ζ，超后可用公式求出各項特征量及瞬態(tài)響應(yīng)指標。與標準形式對比，可知nnn0.2tppnt4sn七、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下：G(s)100Ks(s2)(2)試求輸入為r(t)13t時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)將傳遞函數(shù)化成標準形式G(s)10050Ks(s2)s(0.5s1)(2)討論輸入信號，r(t)13t，即A＝1，B＝3eAB1300.060.06pVG(s)2Ks2(s0.1)(s0.2)光陰不可輕(2)試求輸入為r(t)=5+2t+4t2時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)將傳遞函數(shù)化成標準形式G(sG(s)==(2)討論輸入信號，r(t)=5+2t+4t2，即A＝5，B＝2,C=4根據(jù)表3—4，誤差e=A+B+C=5+2+4=0+0+0.04=0.04ss1+KKK1+100pVaG(s)=20K(0.2s+1)(0.1s+1)(2)試求輸入為r(t)=2+5t+2t2時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：(1)該傳遞函數(shù)已經(jīng)為標準形式C=+e=+ss1+KpBC2522+=++=++=KKa1+200021V十、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。光陰不可輕均大于零，且有==4=2>012343所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十一、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。均大于零，且有11230=4011230=406100=6>0123光陰不可輕43所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十二、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。有=4=5>012343所以，此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。十三、設(shè)系統(tǒng)特征方程為試用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判別該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。光陰不可輕零，且有=2=263123所以，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。十四、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。G(有一個積分環(huán)節(jié)，即v＝1；低頻漸近線通過(1，20lg30)這點，有一個慣性環(huán)節(jié)，對應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為w=1=50，斜率增加－系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。20lg300光陰不可輕十五、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。有一個積分環(huán)節(jié)，即v＝1；低頻漸近線通過(1，20lg100)這點，系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性曲線如下所示。十六、設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試繪制系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線。無積分、微分環(huán)節(jié)，即v＝0，低頻漸近線通過(1，20lg1)這點，有