歷年機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題(附答案)

1、全國2002年10月自學(xué)考試機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試卷 、單項(xiàng)選擇題（在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干的括 號內(nèi)。每小題1.5分，共30分） 1.控制工程主要研究并解決的問題之一是（） A. 系統(tǒng)已定，輸入不確定，求系統(tǒng)的輸出 B. 系統(tǒng)已定，輸入已知，求系統(tǒng)的輸出（響應(yīng)） C. 系統(tǒng)已定，規(guī)定系統(tǒng)的輸入 D. 系統(tǒng)不定，輸入已知，求出系統(tǒng)的輸出 （響應(yīng)） 2.f（t）如圖所示 則 L : f(t)為() 1 2t A. - e-2t s B. 2 s 3.已知 F(s)= 1，則 L-1 : F(s)為( s(s 1) C. D. -ts R. A, D. 4.已知 F

2、(s)=L :f(t):,若 F(s)= s 1 2s 1 A.- 2 5.下列系統(tǒng)中為線性系統(tǒng)的微分模型為: B.1 ,則 f(t)| 1 C.1 3 ( =?( ) D.0 12(譽(yù)2X0(t) dxj(t) dt 2 B.16呻 dt2 12讐 24x0 xi(t) C. 16(d x；(t)2 i2dx1(t) 24x0(t) Xj(t) dt2dt 2 D. I6d X(2(t) et 12dX) 241n(t) x0(t) xi (t) dt2dt 6. 對于定?？刂葡到y(tǒng)來說，() A. 表達(dá)系統(tǒng)的微分方程各項(xiàng)系數(shù)不隨時間改變 B. 微分方程的各階微分項(xiàng)的幕為1 C. 不能用微分方

3、程表示 D. 系統(tǒng)總是穩(wěn)定的 7. 系統(tǒng)方框圖如圖所示，則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為() 1 H(s) 1 A G(S)H(S) .1 G(S)H(S) C. 1+G(S) H(S) c G(S) H(S) tB. 1-G(S) D. G(S) 1 G(S)H(S) 8二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 10 A.10B.0.5 9.若系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為 1 2 A. s 2 s 1 ,則系統(tǒng)增益為( (s 0.5)(s 4) C.4 e-2t +2e -t，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為: 31 B. -2C. s22s 1s 5 D.5 ( 2s D.丄 e s s 1 系統(tǒng)的零極點(diǎn)為( (s 1)(s 2) s 1

4、=-1, s 2 =-2,零點(diǎn) S3 =5 S1=1,s 2=2 s 1 =-1, s 2=-2 s 1=1, s 2 =2,零點(diǎn) S3=-5 10.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 A. 極點(diǎn) B. 極點(diǎn) C. 極點(diǎn) D. 極點(diǎn) ( C.單位斜坡 ) D.單位正弦 11. 下列信號中，哪個用來定義二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo) A. 單位階躍B.單位脈沖 12. 系統(tǒng)如圖，其穩(wěn)態(tài)誤差定義為( X,(s) A.e ss= lim SG(S) s 0 B.e ss= lim te(t) s C.e ss= lim e(t) D.e ss=網(wǎng) e 13.某系統(tǒng)傳函數(shù)為 G(s)= k ，則轉(zhuǎn)角頻率為（） s A.- B

5、. C.k/ t D.k t 14. 控制系統(tǒng)中（ A. 系統(tǒng)型次越高， B. 系統(tǒng)型次越高， C. 系統(tǒng)階次越高， D. 系統(tǒng)階次越高， ） 增益 增益 增益 K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越大 K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小 K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小 穩(wěn)態(tài)誤差越大 15. 在設(shè)計控制系統(tǒng)時，穩(wěn)定性判斷（） D.根據(jù)系統(tǒng)而定 A. 不必判斷B.絕對必要C.有時是必要的 16. 系統(tǒng)的正弦響應(yīng)是指（） A. 不論輸入為何種信號，輸出都為正弦時的情況 B. 對系統(tǒng)輸入一系列不同頻率正弦信號時，輸出的響應(yīng)變化情況 C. 對系統(tǒng)輸入一個固定的頻率正弦信號時，輸出的響應(yīng)變化情況 D. 對系統(tǒng)輸入一系列幅值不同的正弦信

6、號時，輸出的響應(yīng)變化情況 （ ） B.開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) D.閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程 17. 勞斯判據(jù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷時是針對 A. 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C.閉環(huán)系統(tǒng)中的開環(huán)傳遞函數(shù)的特征方程 18. 為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕量，可以 B增大系統(tǒng)的增益 D.使用開環(huán)系統(tǒng) A.減小系統(tǒng)的增益 C.減小輸入信號 19. 所謂校正（又稱補(bǔ)償）是指（ B.在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)或改變某些參數(shù) D.使用勞斯判據(jù) A.加入PID校正器 C.使系統(tǒng)穩(wěn)定 20.二階振蕩環(huán)節(jié)G（s）= s ns 2的幅頻特性（ n A. Z越大，諧振峰越高 C. 3越小，諧振峰越高 二、填空題（每空0.5分，共 21閉環(huán)系統(tǒng)是

7、指系統(tǒng)的_ 22. 設(shè)計控制系統(tǒng)基于以下幾個要求: 23. 傳遞函數(shù)通過與 24. 系統(tǒng)在外加激勵作用下，其 _ 25. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對 B. Z越小，諧振峰越高 D. 3越大，諧振峰越高 10分) 對系統(tǒng)有控制作用，或者說，系統(tǒng)中存在的回路。 性、性、性和性。 之間信息的傳遞關(guān)系，來描述系統(tǒng)本身的動態(tài)特征。 隨變化的函數(shù)關(guān)系稱為系統(tǒng)的時間響應(yīng)。 輸入的 26. 若系統(tǒng)傳遞函數(shù) G（S）的所有 統(tǒng)。 O 均在S平面的 ，則系統(tǒng)稱為最小相位系 27. 一個系統(tǒng)穩(wěn)定的必要和充分條件是，其特征方程的所有的根都必須為 。也即穩(wěn)定系統(tǒng)的全部根Si均應(yīng)在復(fù)平面的 28. PID校正器是能夠?qū)崿F(xiàn)P, I和

8、D_ 三、簡答題（每小題5分，共20分） 29. （5分）什么是反饋（包括正反饋和負(fù)反饋）？什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)？ a O 控制作用的校正器。 30.（5分）單位反饋系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為Gk（s）=, a、b、c為大于0 s（bs 1）（cs 1） 的常數(shù)。 試寫出靜態(tài)誤差系數(shù)Kp、Kv和Ka。 （2）當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位斜坡函數(shù)時，系統(tǒng)有無穩(wěn)態(tài)誤差，若有為何值 31. （5分）簡述系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的概念？何為相位裕量?（畫圖說明） 32. （5分）串聯(lián)相位超前校正時瞬態(tài)響應(yīng)作了何種改善？簡述原理。 四、計算題洪40分） 33. （6 分）某系統(tǒng)方框圖如下，求使系統(tǒng)穩(wěn)定的f值范圍。 X. （盼刃

9、34.(6 分）寫出圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并寫出系統(tǒng)的3n和Z。 CzttoQ) 35.（6分）化簡下列方框圖，并寫出傳遞函數(shù)。 XL(s) 36.（6分）某系統(tǒng)如圖 1 Jr-* S(S+1) 試求該系統(tǒng)的峰值時間、最大超調(diào)量(單位階躍輸入) 10 37.(8分)設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)= (2s (s 1) 試求閉環(huán)的Mr, 3r和3d 1000(? 1) 38.(8分)已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10 s s s( 1)(1) 2100 試畫出傳遞函數(shù)對應(yīng)的漸近線幅頻特性曲線； (2) 試畫出相應(yīng)的近似相頻特性曲線； (3) 系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么？ 全國2001年10月機(jī)械

10、工程控制基礎(chǔ)試題 課程代碼：02240 第一部分選擇題 、單項(xiàng)選擇題(本大題共 30小題，每小題1分，共30分)在每小題列出的四個選項(xiàng)中 只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。 1.開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別是(A ) A. 開環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)無控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)有控制作用 B. 開環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)無控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)有控制作用 C. 開環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)有反饋回路 D. 開環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)也不一定有反饋回路 2.若 f(t) 0，0 t 5 s A. s 5s B.- s D.W s 3.已知f(t)

11、 05t1,其 Lf(t)( C ) A. s 05s2 2 B. 05s 1 D. 2s 1 1 C. 2 2s s 4.下列函數(shù)既可用初值定理求其初始值又可用終值定理求其終值的為( 5s A. 2B. 2 s 25s 16 D. C. s 2s 2 A. 1 r 2 B. 1 (s 2)2 C. D. 1 (s 2)2 5.若 f(t) te2t，則 Lf(t)( B ) 6. 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（ C ） A. 線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為常數(shù)，而非線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為時變函數(shù) B. 線性系統(tǒng)只有一個外加輸入，而非線性系統(tǒng)有多個外加輸入 C. 線性系統(tǒng)滿足迭加原理，非線性

12、系統(tǒng)不滿足迭加原理 D. 線性系統(tǒng)在實(shí)際系統(tǒng)中普遍存在，而非線性系統(tǒng)在實(shí)際中存在較少 7. 系統(tǒng)方框圖如圖示，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（B ） 10 A. - 5s 1 20s B. - 5s 1 10 C. 2s（5s 1） C. 2s 8.二階系統(tǒng)的極點(diǎn)分別為6 05,%4，系統(tǒng)增益為 5，則其傳遞函數(shù)為（D ） A. 2 (s 05)(s 4) B. 2 (s 05)(s 4) C. 5 (s 05)(s 4) D. 10 (s 05)(s 4) 則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為（ A. 5e 2t B. 5t D.5 C. 5e2t 10. 二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時間tr定義為（C A. 單

13、位階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時間 B. 單位階躍響應(yīng)從穩(wěn)態(tài)值的 10%上升到90%所需的時間 C. 單位階躍響應(yīng)從零第一次上升到穩(wěn)態(tài)值時所需的時間 D. 單位階躍響應(yīng)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的 50%所需的時間 11.系統(tǒng)類型 A. 系統(tǒng)型次 B. 系統(tǒng)型次 C. 系統(tǒng)型次 D. 系統(tǒng)型次 、開環(huán)增益K對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響為( 越高，開環(huán)增益 越低，開環(huán)增益 越高，開環(huán)增益 越低，開環(huán)增益 12. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(9 K越大, K越大, K越小, K越小, K A ) 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小 Ts 1，則該系統(tǒng)時間響應(yīng)的快速性( A.與K有關(guān) C.與T

14、有關(guān) B.與K和T有關(guān) D.與輸入信號大小有關(guān) 13. 一閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)s(2：(s3)(? 2)，則該系統(tǒng)為 A.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為8 C.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為 4 14.瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)是根據(jù)哪一種輸入信號作用下的瞬態(tài)響應(yīng)定義的( A.單位脈沖函數(shù) C.單位正弦函數(shù) B.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為 D.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為 B.單位階躍函數(shù) D.單位斜坡函數(shù) 5.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)2 Ks 2s A.無阻尼自然頻率 n增大， 阻尼比 增大 B.無阻尼自然頻率 n增大， 阻尼比 減小 C.無阻尼自然頻率 n減小， 阻尼比 減小 D.無阻尼自然頻率 n減小， 阻尼

15、比 增大 ) ，當(dāng)K增大時，其(C 16.所謂最小相位系統(tǒng)是指(B A. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均在S平面左半平面 B. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 C. 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 D. 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在 S平面左半平面 S平面右半平面 S平面右半平面 17. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)，則其截止頻率b為(A ) s 2 A. 2 rad/s C.5 rad/s B.0.5 rad/s D.10 rad/s 18. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 K G(s) srr，則其相位角()可表達(dá)為( ,1十 A. tg T 1 C. 90 tg T 1 B. 90 tg

16、T D. tg 1T 為（A A. 2 B. 2/2 D.4 C.2 20. 延時環(huán)節(jié) S( 0），其相頻特性和幅頻特性的變化規(guī)律是（ A. 90 , L( dB B. ,L( dB C. 90 , L( dB D. ,L( dB 21. 一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(S) s(s 1)(s 2)，當(dāng) K增大時，對系統(tǒng)性 B.頻寬降彳氐 D.階躍輸入誤差減小 圖已知，其幅頻特性在低頻段是一條斜率為 則當(dāng)輸入為 能能的影響是（A ） A. 穩(wěn)定性降低 C. 階躍輸入誤差增大 22. 一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)Bode 20dB/ dec的漸近直線，且延長線與0dB線的交點(diǎn)頻率為 r（t） 05t

17、時，其穩(wěn)態(tài)誤差為（A ） A.0.1 C.0 23. 利用乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性時， （D ） A. 開環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在 B. 開環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在 C. 閉環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在 D. 閉環(huán)特征方程的根在 B.0.2 D.0.5 Z P N中的Z 表示意義為 S左半平面的個數(shù) S右半平面的個數(shù) S右半平面的個數(shù) S右半平面的個數(shù) 24. 關(guān)于勞斯一胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)和乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)，以下敘述中正確的是 A. 勞斯一胡爾維茨判據(jù)屬代數(shù)判據(jù)，是用來判斷開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的 B. 乃奎斯特判據(jù)屬幾何判據(jù)，是用來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的 C. 乃奎斯特判據(jù)是用來判斷開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的 D. 以上敘述均

18、不正確 25.以下頻域性能指標(biāo)中根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)來定義的是（ A.截止頻率b B. 諧振頻率r與諧振峰值 Mr 26. 一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(S) 尹，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的 K值范圍為 (A ) A.K 0B.K 1 C.0 v K V 10D. K - 1 27. 對于開環(huán)頻率特性曲線與閉環(huán)系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，以下敘述中不正確的有 (A ) A. 開環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 B. 中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特性 C. 高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的抗干擾能力 D低頻段的增益應(yīng)充分大，以保證穩(wěn)態(tài)誤差的要求 28. 以下性能指標(biāo)中不能反映系統(tǒng)響應(yīng)速度的指標(biāo)為(D ) A.上升時間tr

19、B.調(diào)整時間ts C.幅值穿越頻率cD.相位穿越頻率 g 29. 當(dāng)系統(tǒng)采用串聯(lián)校正時，校正環(huán)節(jié)為Gc(S)旦丄，則該校正環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影 2s 1 響是(D ) A. 增大開環(huán)幅值穿越頻率c B. 增大穩(wěn)態(tài)誤差 C. 減小穩(wěn)態(tài)誤差 D. 穩(wěn)態(tài)誤差不變，響應(yīng)速度降低 As 1 30. 串聯(lián)校正環(huán)節(jié) Gc(s)，關(guān)于A與B之間關(guān)系的正確描述為(A ) Bs 1 A. 若G c(s)為超前校正環(huán)節(jié)，則A B 0 B. 若Gc(s)為滯后校正環(huán)節(jié)，貝UA B 0 C. 若G c(s)為超前一滯后校正環(huán)節(jié)，則A豐B D. 若Gc(s)為PID校正環(huán)節(jié)，則 A=0 , B 0 第二部分非選擇題 、填空

20、題(本大題共 5小題，每小題2分，共10分) 31. 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)輸岀量的 拉氏變換與 輸入量的拉氏變換之比。 32. 瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始專 狀態(tài)到最終狀態(tài) 狀態(tài)的響應(yīng)過程。 33. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即 0 ，在 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。 34. 珀型系統(tǒng)G(s)市在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 35. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。 三、簡答題（共16分） 1 36. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 r，

21、試在左圖中標(biāo)出系統(tǒng)的特征根在S平面上的位置, s s 1 在右圖中標(biāo)出單位階躍曲線。 解: n 0.5 I 1 f 1 *Nw 0 37. 時域動態(tài)性能指標(biāo)有哪些？它們反映系統(tǒng)哪些方面的性能? 解：td tr tp Mp ts 延遲時間 上升時間 峰值時間 超調(diào)量 調(diào)節(jié)時間 td、tr、tp、ts反映系統(tǒng)的快速性 Mp反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。 38. 簡述相位裕量的定義、計算公式，并在極坐標(biāo)上表示出來。 解：定義：是開環(huán)頻率特性幅值為1時對負(fù)實(shí)軸的相位差值。即從原點(diǎn)到奈氏圖與單位 圓交點(diǎn)的連線與負(fù)實(shí)軸的夾角。 計算公式： 180( c) 39. 簡述串聯(lián)相位超前校正的特點(diǎn)。 解：相位超前校正特點(diǎn)

22、： 增加相位余量，提高穩(wěn)定性 增加幅值穿越頻率c，提高快速性 增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。 位移 x（t）為系統(tǒng)的輸出， 試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（忽 四、計算題（本大題共 6小題，共44分） 40. （ 7分）機(jī)械系統(tǒng)如圖所示，其中，外力f（t）為系統(tǒng)的輸入, m為小車質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù), 略小車與地面的摩擦） 解：系統(tǒng)的微分方程為 f（t）臨 KX（t） d2x dt2 d2x dt2 BdX dt Kx(t) f(t) 拉氏變換得：（零初始條件） ms2X(s) BsX(s) KX (s) F(s) X(s)1 2 F(s) ms Bs K 41.

23、 ( 7分)已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，試求傳遞函數(shù)C(S)及C(S) R(s) N(s) 解： LiG2H1, L 2 G1G2H2 C(s) G1G2 R(s) 1 G2H1G1G2H2 R 1 11 G2H1 C(s) 1 g2h1 N(s) 1 G2H1 G1G2H2 42. (7分)系統(tǒng)如圖所示，r(t) 1t為單位階躍函數(shù)，試求: 1.系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 n 2.動態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量 Mp和調(diào)節(jié)時間ts(5) M 2 2. Mp e 1100% 16.5% ts 0.5 2 3(s) 43. （8分）如圖所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下ess 4 44. （ 7分）已

24、知開環(huán)最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖所示。 1.寫出開環(huán)傳遞函數(shù) G（s）的表達(dá)式； 1 G(s) 100 s(s 0.01)(s 100) K 20 lg 80dB K 100 2.概略繪制系統(tǒng)的乃奈 斯特圖。 45. 幅值裕量kg 解：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s) -W(s) 1 W(s) s 1 |G(j c)| 1，解得c 180 ( c) 180 tg 1 c 180 60 120 Kg 得分 評卷人 復(fù)査人 2-已知HD十：切其反變換為人門= B.閉環(huán)不掘蕩 D.閉環(huán)一定振蕩 2005年10月全國自考機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試卷 2005年下半年高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試 機(jī)械工程

25、控制基礎(chǔ)試卷 課程代碼2240） 本試卷分為兩部分，第一部分為選擇題J頁至3頁，第二部分為非選擇JR.4頁至7頁，共7 頁;選擇題30分菲選擇題70分。滿分】00分；考試時間為150分鐘。 總分 題號 一 三 四 核分人 題分 30 20 20 30 復(fù)査人 得分 1 第一部分選擇題（共30分） 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小JH毎小越2分，共30分 在毎小通列出的四個備選頊中只有一個是符合的, 清將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、蟄選或未選均無分。 L作為控制系統(tǒng)一般 A.開環(huán)不振蕩 C.開環(huán)定振蕩 3系統(tǒng)方框圖如圖所示，其傳遞西數(shù)為 G i + G?( 1 * G) B. 4. 1 + G

26、| GG C G,1- GJ 1 - G + gxg2 已知系統(tǒng)的單位脈沖輸入時的響應(yīng)為g(0 =0.1(1寸人則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是 D. 人 ai(-37Ti) B. 0. 1 G O1(37VT) D01(3771) 6. 7. 8. 控制系統(tǒng)(如圖)的穩(wěn)態(tài)誤差表達(dá)式為S = D t!o 1 + G(3)H(7) 一系統(tǒng)在干擾單獨(dú)作用下的謀差函數(shù)在輸入信號單獨(dú)作用下的誤 差函數(shù)舔八拾毎莽則系統(tǒng)總的穩(wěn)態(tài)誤差-= B. 0 D. 8 二階欠阻尼系統(tǒng)的性能指標(biāo):上升時間、峰值時間和調(diào)整時間,反映了系統(tǒng)的 B.響應(yīng)的快速性 A.穩(wěn)定性 D.相對穩(wěn)定性 C.精度 某一系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)加速度偏差為一常數(shù)，則此

27、系統(tǒng)是系統(tǒng)。 B.有一積分環(huán)節(jié)的 A. 0型 D.沒有積分環(huán)節(jié)的 某控制元件的對數(shù)幅頻特性曲線(如圖)，則它的傳遞函數(shù)為G(s) IQs 20s 4-1 c 0. 1D “ 0. 05s + I0.05j + 1 10. 幅相頻率特性曲線與對數(shù)頻率特性曲線的關(guān)系是 A.綢相頻率特性曲線上的單位圓相當(dāng)于對數(shù)頻率特性曲線上的-20分貝線 B-幅相頻率待性曲線上的單位圓相當(dāng)于對數(shù)頻率待性曲線上的+20分貝線 C. 福相頻率待性曲線上的單位圓相當(dāng)于對數(shù)頻率特性曲線上的苓分貝線 D. 幅相頻率特性曲線上的單位圓相當(dāng)于對數(shù)頻率特性曲線上的+ 1分貝線 11已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為一 ，則系統(tǒng)的開環(huán)增益以及

28、型次為 s (0. Is + 1)(5$ + 4) 【 】 A. 25, n 型B. 100, n 型 C. 100, I 型D. 25,0 型 12. 設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) = 1 +0.3$,其【】 A. 幅相待性曲線是一條與虛軸平行的直線，所以閉環(huán)是穩(wěn)定的 B. 幅相特性曲線是一條與實(shí)軸平行的直線，所以閉環(huán)是穩(wěn)定的 C. 幅相特性曲線是一條與虛軸平行的直線,所以閉環(huán)是不穩(wěn)定的 D. 幅相特性曲線是一條與實(shí)釉平行的宜線,所以閉環(huán)是不穩(wěn)定的 13. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G($)*2),則系統(tǒng)穩(wěn)定時的開環(huán)增益 K值的范圍是【 A. 0 K 6C. 1 K 2D. 0 K 6

29、14. 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，通過增大開環(huán)增益K可使【】 A. 系統(tǒng)的精度提高，并且穩(wěn)定性也提高 B. 系統(tǒng)的精度下降,但穩(wěn)定性提高 C. 系統(tǒng)的精度下降,穩(wěn)定性也下降 D系統(tǒng)的精度提高,但穩(wěn)定性下降 15若要增大系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量，又不降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度，通?？梢圆捎谩尽?A.相應(yīng)滯后校正B.提高增益 * C.相位超前校正D.順饋校正 得分 評卷人 復(fù)査人 第二部分非選擇題(共70分) 二、填空題(本大題共10小麵,毎小題2分共20分) 請?jiān)跉靶☆}的空格中填上正確答案。錯填不填均無分。 16. 若時間函數(shù)f(t)的拉氏變換為F(s),當(dāng)FQ)二時(i) =o 孑 +( 17. 傳遞函數(shù)表示系統(tǒng)

30、，與外界輸入無關(guān)。 18. 型如?齊;再+ (0“1)的典型環(huán)節(jié)稱為環(huán)節(jié)。 19. 當(dāng)時間趨于無窮大時系統(tǒng)的輸出稱為。 20. 若二階系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率為3當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生阻尼振蕩時，其振蕩頻率為 21. 22. 23. 24. 25. 對于線性系統(tǒng)當(dāng)在其輸入端加-個正弦信號時，輸出瑞得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的幅值和相位 要改變，而不發(fā)生變化。 系統(tǒng)頻率特性為e 在伯德圖上,幅值裕最表示為當(dāng)系統(tǒng)相頻特性曲線達(dá)到 線的距離。 系統(tǒng)在下的穩(wěn)態(tài)誤差，反映了系統(tǒng)抗干擾的能力。 順饋校正的特點(diǎn)是在就對它進(jìn)行近似補(bǔ)償。 幅值距零分貝 得分 評卷人 復(fù)査人 三簡答題(本大題共5小題毎小題4分共20分) 26典型二階系統(tǒng)阻

31、尼比01時，試問閉環(huán)極點(diǎn)分布如何？單位階躍響應(yīng)的特征是什 么？ 27.巳知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G（9）=（荷書，其中K為開環(huán)增益.T為時間常數(shù)。試問：當(dāng) r（t）時，要滅小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差J應(yīng)調(diào)整哪個參數(shù)為什么？ 28. 當(dāng)G（8）=G）時,試說明Bode圖匚（3）和匚（3）以及5（3）和5（3）的關(guān)系。 29-當(dāng)單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G二斜其中a、b均為大于0的常數(shù)，試何要 保證系統(tǒng)穩(wěn)定時e、b應(yīng)滿足什么條件？ 30. 簡述串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)的作用是什么? 得分 評卷人 復(fù)査人 四綜合應(yīng)用題(本大題共4小題,31、33毎小題7分.32、34毎小 題8分共30分) 31. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，試求紹，韶

32、32. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 (1) 試求系統(tǒng)穩(wěn)定時K值范圍； (2) 當(dāng)K = 10fr(t) =t時，求穩(wěn)態(tài)誤差e. K s(s+l)(0.1s+l) C(s) R(s)+, 33. 單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二諾茹,試求 (1) 閉環(huán)傳遞函數(shù)； (2) 阻尼比【和無阻尼自然頻率3.； (3) 8=5時的調(diào)確時間tt. 34已知最小相位系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖。 (1) 試寫岀傳遞函數(shù)G(s)； (2) 求。和相角裕*7- 2005年下半年髙等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題答案及評分參考 （課程代碼2240） 單項(xiàng)選擇通（本大題共15小越毎小題2分，共30分） L A

33、2. D 3. C 4* A 5. C 6. B 7* B 8. C 9. D 10. C II. A 12. A 13. D 14. D 15. C 二填空題（本大H共10小氐毎小題2分共20分） 【6七詫攻 17.本身的動態(tài)特性18.二階振蕩 19.穩(wěn)壺響應(yīng) 20仙=/ -【咕21.頻率 22,輸出與輸人的付氏變換之比23, -180時 24.擾動作用 25.干擾引起誤差之前 三、簡答題（本大題共5小理,每小題4分共20分） 26.典3!二階系統(tǒng)時對應(yīng)的二個閉環(huán)扱點(diǎn)為負(fù)的共輒見根（2分），其單何階 躍響應(yīng)是衰孩振蕩曲線（2分九 27.當(dāng)r（t） =t時懇統(tǒng)穩(wěn)鑫俁差“吉4（2分） 因此強(qiáng)縝小

34、j,只有增大開環(huán)增益K（而與T無關(guān)（2分） 隘當(dāng)CZ2爲(wèi)時有碩張寸也Te叫則 ALt（）=（）（2分） （pj（m） = -）（2分） 29.當(dāng) %）二 嚴(yán)、，則閉環(huán)特征方畏為D（“+（b）* + l =0（2分） 翌使系統(tǒng)穗進(jìn)，則要瑣b-BA0即b#（2分 軸.吊聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)的作用是:利用翅前校止環(huán)節(jié)的相頻特性物（3）0來提髙系蜒 的梢角裕量卄降低系統(tǒng)的超調(diào)量。（2分）利用超前校正環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性 L.（）中、高頻段上抬的特點(diǎn)，便較正后的開環(huán)對數(shù)福頻特性上抬便g增大，提 高系址抉速性* （2分）但超前校正會增加系統(tǒng)的髙頻干擾亠 四、編合應(yīng)用廈（本玄JH共4小題JI J3毎小壓7分J2J4毎小通8分，共30分） 3L解題方袪不限 fnC（s）_ GtC3分子 1 分 JR（） _l+G1GJ+G1卿 2 分 15 R(S) +GfGj +G3 32. U)閉環(huán)特征方程為 D(s) =0. J + E. Is1 + + k =0 列Mo