機械控制工程基礎試題和答案

1、.一、單項選擇題（在每小題的四個被選答案中，選出一個正確的答案，并將其答案按順序寫在答題紙上，每小題2 分，共 40 分）1 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是A 不必利用輸出的反饋信息B 利用輸入與輸出之間的偏差對系統(tǒng)進行控制C 不一定有反饋回路D 任何時刻輸入與輸出之間偏差總是零，因此不是用偏差來控制的2線性系統(tǒng)與非線性系統(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3 L f (t)sb2s2b2 ，則 f (t )Asin btb cosbtB

2、b sin btcosbtCsin btcosbtDb sin btb cosbt4已知F ( s)1，且 a0 ，則f ( )s( sa)A 0B1C1D 12aa5已知函數(shù) f (t) 如右圖所示，則F (s)A1s1sB1s213s e2s2 eses22sC1(ses1s13s3 s)2ee2ses22D1 (e s1 e s2e s )s2s6某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G( s)(s 10)( s，其零、極點是10)( s 3)A 零點B 零點s10 ， s3 ；極點s10s10 ， s3 ；極點s10word 范文.C零點s10 ；極點s10， s3D 沒有零點；極點 s 37某典型環(huán)節(jié)的

3、傳遞函數(shù)為G (s)Ts ，它是A一階慣性環(huán)節(jié)B二階慣性環(huán)節(jié)C一階微分環(huán)節(jié)D二階微分環(huán)節(jié)8系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)的有關。A輸入信號B輸出信號C輸入信號和輸出信號D本身的結構與參數(shù)9系統(tǒng)的單位脈沖響應函數(shù)g(t )10 sin 4t ，則系統(tǒng)的單位階躍響應函數(shù)為A 40cos4tB40C 2.5(cos 4t 1)D101616s2s210對于二階欠阻尼系統(tǒng)來說，它的阻尼比和固有頻率A 前者影響調整時間，后者不影響B(tài) 后者影響調整時間，前者不影響C 兩者都影響調整時間D 兩者都不影響調整時間111典型一階慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)可在單位階躍輸入的響應曲線上求得，Ts1時間常數(shù)是A響應曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的

4、95%所對應的時間B 響應曲線上升到穩(wěn)態(tài)值所用的時間C 響應曲線在坐標原點的切線斜率D 響應曲線在坐標原點的切線斜率的倒數(shù)12已知 G ( s)G1 (s)G 2 ( s) ，且已分別測試得到：G1 ( j ) 的幅頻特性G1 ( j)A1 ( ) ，相頻 G1 ( j)1()G2 ( j ) 的幅頻特性G2 ( j)2 ，相頻 G2 ( j )0.1則j 0.11 ( )A G ( j ) 2A1 ( ) eword 范文.BG ( j ) 2 A1 ( ) e j 1 ( ) 0.1 C G( j ) 2 A1 ( ) e j 1 ( ) 0.1 D G( j ) 2 A1 ( ) e j

5、 0 .11 ( )13已知 G (s)k，其相頻特性為(10.2s)(1 0.8s)Aarctg 0.16Barctg 0.2arctg 0.8C( arctg 0.2arctg 0.8 )Darctg 0.2arctg 0.814若系統(tǒng)的 Bode 圖在1 處出現(xiàn)轉折（如圖所示） ，其漸近線由20db / dec轉到0db / dec，這說明系統(tǒng)中有一個環(huán)節(jié)是As1B1s1C11 s12D1s221 s2115設某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：G (s)10，則此閉環(huán)系統(tǒng)s2 (3s 1)A穩(wěn)定B不穩(wěn)定C臨界穩(wěn)定D滿足穩(wěn)定的必要條件16 ( c ) 為開環(huán)頻率特性幅值等于1 時的相位角，則相位裕度等

6、于A180( C )B(C )word 范文.C180( C )D(C) 18017系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)坐標圖（Bode 圖）與極坐標圖（Nyquist 圖）之間的對應關系為A Bode圖上的零分貝線對應于Nyquist圖上的 (1, j 0) 點B Bode圖上的 180 線對應于Nyquist圖的負實軸C Bode圖上的負分貝值對應于Nyquist圖負實軸上 (, 1)區(qū)間D Bode圖上的正分貝值對應于Nyquist圖正實軸18若已知某系統(tǒng)串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為sa ，其中 a bsb則它是一種A相位滯后超前校正B相位滯后校正C相位超前校正D相位超前滯后校正19從某系統(tǒng)的Bode 圖上，已知

7、其剪切頻率c 200 ，則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過適當調整增益使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是A0.5s 1B0.05s 10.05s10.1s1CD0.5s10.0005s10.5s10.005s120 下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率c1 處提供最大相位超前角的是0.5s12s1A1B12s0.5s2.5s10.4s1C1D10.4s2.5s二、簡答題（ 1,2小題每題7 分， 3,4 小題每題 8 分，共計30 分）word 范文.11 試求一階系統(tǒng)的單位階躍響應c(t ) ，畫出近似響應曲線，并標出時間常數(shù)T 的值。0.5s1K，且

8、K 1,T0 ，試繪制其極坐標近似圖（Nyguist 圖）。2 已知傳遞函數(shù)為 G (s)s2 (Ts1)3 某系統(tǒng) Bode 圖如下圖（ 1）系統(tǒng)穩(wěn)定與否？如果穩(wěn)定，穩(wěn)定程度如何？（ 2）在答題紙上重新畫出該圖，并標出相位余量、幅值余量 kg (db ) 、剪切頻率c ，相位穿越頻率 g 。K4 已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G ( s) ，系統(tǒng)穩(wěn)定的 K 值范圍。 s(s 4)( s 5)三、綜合計算題（每題16 分，共 80 分）1 如右圖所示的電路系統(tǒng)，輸入 u1( t) ，輸出電壓 u2 (t ) 。（ 1） 建立系統(tǒng)的微分方程組；（ 2） 求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2某系統(tǒng)方塊圖如圖所示

9、，簡化該方塊圖，求出傳遞Y (s) 。X ( s)word 范文.3系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示，a) 求系統(tǒng)的單位階躍響應；b)當輸入正弦信號x(t)10 sin 10t 時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應；c) 求系統(tǒng)的阻尼比和固有圓頻率。4系統(tǒng)方塊圖如圖所示，輸入r (t ) 1( t) ， n(t )11(t ) 。2求系統(tǒng)在 r (t) 、 n(t ) 各自單獨作用下的穩(wěn)態(tài)誤差和兩者共同作用時的穩(wěn)態(tài)誤差。word 范文.5 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G K(s)100(0.2s1)，1)( s210 ss( s100)在答題紙上按照下圖所給比例，畫出 Bode 圖的幅頻圖和相頻圖（幅頻圖用漸近線表示即可，但

10、必須注明各轉角頻率、各直線的斜率；相頻圖不要求十分精確）word 范文.一、單項選擇題（在每小題的四個被選答案中，選出一個正確的答案，并將其答案按順序寫在答題紙上，每小題2 分，共 40 分）1. B2. C3. B4.C 5.C 6.C 7.C 8.D 9.C10. C11. D12. C13. C14. A15. B16. A17. B 18. C19. B20. D二、簡答題（1,2 小題每題7 分， 3,4小題每題 8 分，共計30 分）1， 解：C( s)G ( s) R(s)110.5s1s10.5s 0.5s 1 c(t ) 1 e 2t圖如右所示。2， 解：3， 解：穩(wěn)定。但相

11、位穩(wěn)定余量小，即穩(wěn)定程度不好。, K g (db),c ,g 如圖所示。4， 解：系統(tǒng)的特征方程為：s39s220sK0Routh 陣如右所示，由Routh 判據(jù)得：0K180word 范文.二、綜合計算題（每題16 分，共 80 分）1， 解：設流過R1 的電流為 i1 ( t) ，流過 R2 的電流為 i2 ( t)u1 (t)1i 1( t) i2(t ) dtR1i1(t )C1則：1i1 (t ) i 2 (t) dtR2 i2 (t )u2 (t )C1u2 (t)1i 2 (t )dtC2對上式進行零初始條件拉氏變換得：U 1 (s)R1I1(s)1 I 1( s)I 2 (s)

12、C1 s1 I1 (s)I 2 (s)R2 I 2 ( s)U 2 (s)C1 sU 2 (s)1I 2 ( s)C2 s消去中間變量I 1( s), I 2 (s) ，得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：U 2 (s)1G ( s)U 1 (s)R1R2C1C2 s(R1C1R2C2R1C 2 )s12， 解：word 范文.所以Y (s)G1( s)G2 ( s)G3 (s)G (s)1 G3 (s)G1 (s)G3 (s)H ( s)X (s)3， 解：a)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：G ( s)100.1s2s10110Y ( s)0.1s2s10從而s1(s5)5s(s5)2(55)2所以yt)1e 5tcos5t5 e 5tsin 5t(555b)y (t)X 0 G( j ) sin(t)101010(100.1 102 )210 2sin(10tarctg10 0.1 102 )10sin(10t90 )c)2 n10 ，2100n所以：n10 ，0.5