2019秋季西南大學(xué)網(wǎng)教-0933《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》

西南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院課程代碼：0933學(xué)年學(xué)季：20192單項(xiàng)選擇題1、對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應(yīng)的傳遞函數(shù)為（）。1.9/52.-9/53.04.∞1.增加2.不變3.減小4.不定4、某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，該環(huán)節(jié)是（）。1.微分環(huán)節(jié)2.一階微分環(huán)節(jié)3.慣性環(huán)節(jié)4.積分環(huán)節(jié)5、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則影響系統(tǒng)時間響應(yīng)快速性的因素是（）。1.K2.K和T3.輸入信號大小4.T6、某控制系統(tǒng)的方框圖如圖所示，則該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差表達(dá)式為（）。1.9、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)（）。1.幅相特性曲線是一條與虛軸平行的直線，所以閉環(huán)是穩(wěn)定的2.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3.幅相特性曲線是一條與實(shí)軸平行的直線，所以閉環(huán)是不穩(wěn)定的4.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1.線性定常系統(tǒng)2.非線性系統(tǒng)3.非線性時變系統(tǒng)4.線性時變系統(tǒng)15、傳遞函數(shù)的極點(diǎn)是（）。1.2，32.-23.-34.-2，-316、系統(tǒng)方框圖如圖所示，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為（）。1.1.穩(wěn)定性不確定2.不穩(wěn)定3.穩(wěn)定4.臨界穩(wěn)定19、當(dāng)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（）。1.最優(yōu)控制2.系統(tǒng)校正3.自適應(yīng)控制4.系統(tǒng)辯識20、某系統(tǒng)的微分方程為，該系統(tǒng)是（）。1.B.線性時變系統(tǒng)2.線性定常系統(tǒng)3.非線性時變系統(tǒng)4.非線性系統(tǒng)21、以下指標(biāo)中，不能反映系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標(biāo)的是（）。1.相位穿越頻率2.上升時間3.調(diào)整時間4.峰值時間23、瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)中，延遲時間的定義是（1.單位階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時間）。2.單位階躍響應(yīng)從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時間3.單位階躍響應(yīng)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間4.單位階躍響應(yīng)從零開始第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時間25、若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)都在復(fù)平面的左半平面，則該系統(tǒng)稱為（）。1.最小相位系統(tǒng)2.振蕩系統(tǒng)振蕩系統(tǒng)3.非最小相位系統(tǒng)4.不穩(wěn)定系統(tǒng)26、系統(tǒng)的靜態(tài)加速度誤差系數(shù)Ka定義為（）。1.27、作為控制系統(tǒng)，一般（）。1.閉環(huán)一定振蕩2.閉環(huán)不振蕩3.開環(huán)不振蕩4.開環(huán)一定振蕩28、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的增益K和時間常數(shù)T依次為（）。1.0.8，32.1.25，3.753.3，0.84.3.75，1.2529、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次為（）。1.25，0型2.100，Ⅰ型3.100，Ⅱ型4.25，Ⅱ型30、控制論的中心思想是（）。1.一門既與技術(shù)科學(xué)又與基礎(chǔ)科學(xué)緊密相關(guān)的邊緣學(xué)科2.通過信息的傳遞、加工處理和反饋來進(jìn)行控制3.對生產(chǎn)力的發(fā)展、生產(chǎn)效率的提高具有重大影響4.抓住一切通訊和控制系統(tǒng)所共有的特點(diǎn)主觀題31、控制系統(tǒng)在輸入信號的作用下，輸出量隨時間變化的函數(shù)稱為系統(tǒng)的。參考答案：時間響應(yīng)32、若前向通道的傳遞函數(shù)為，反饋通道的傳遞函數(shù)為，則開環(huán)傳遞函數(shù)為。參考答案：33、若系統(tǒng)傳遞函數(shù)有一個或一個以上的極點(diǎn)位于s平面的右半平面內(nèi)，則系統(tǒng)。。參考答案：不穩(wěn)定34、一單位反饋控制系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為參考答案：35、在系統(tǒng)頻率特性的伯德圖上，在開環(huán)對數(shù)頻率特性為正值的頻率范圍內(nèi)，沿著ω增加的方向，對數(shù)相頻特性曲線自上而下穿越-180°線（相角減?。Q為。參考答案：負(fù)穿越36、若系統(tǒng)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在s平面的左半平面內(nèi)，則該系統(tǒng)稱為；若系統(tǒng)傳遞函數(shù)有零點(diǎn)或極點(diǎn)在s平面的右半平面內(nèi)，則該系統(tǒng)稱為非最小相位系統(tǒng)。參考答案：最小相位系統(tǒng)37、二階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。參考答案：38、一般對機(jī)械控制工程系統(tǒng)有三方面的性能要求，即穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和。參考答案：快速性39、若系統(tǒng)傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)均位于s平面的左半平面內(nèi)，則系統(tǒng)。參考答案：穩(wěn)定40、頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括和相頻特性兩種特性。參考答案：幅頻特性41、延時環(huán)節(jié)頻率特性的奈氏圖是。參考答案：單位圓42、二階系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)是。參考答案：振蕩環(huán)節(jié)43、給系統(tǒng)加入外界的擾動，，系統(tǒng)在足夠長的時間內(nèi)能恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)或者趨于一個給定的新的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。參考答案：當(dāng)擾動消除后44、是正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。參考答案：頻率響應(yīng)45、當(dāng)系統(tǒng)為Ⅱ型系統(tǒng)時，其奈氏圖起始于相位角為的無窮遠(yuǎn)處，其漸近線為一條平行于實(shí)軸的直線。參考答案：-180°46、頻域性能指標(biāo)是根據(jù)控制系統(tǒng)的性能要求制定的。參考答案：閉環(huán)47、傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的，與外界輸入無關(guān)。參考答案：動態(tài)特性48、當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù)的奈氏曲線離點(diǎn)越遠(yuǎn)，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越；開環(huán)奈氏曲線離點(diǎn)越近，則其閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越低。參考答案：高49、在伯德圖上，幅值裕量表示為當(dāng)系統(tǒng)相頻特性曲線達(dá)到時，幅值距零分貝線的距離。參考答案：50、凡是幾個環(huán)節(jié)的輸入相同，輸出相加或者相減的連接形式稱為。參考答案：并聯(lián)連接51、在輸入端加一正弦信號，線性系統(tǒng)輸出端得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值和相位要改變，而不發(fā)生改變。參考答案：頻率52、系統(tǒng)沒有積分環(huán)節(jié)時，該系統(tǒng)稱為系統(tǒng)。參考答案：0型53、二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其超調(diào)量與有關(guān)。參考答案：阻尼比54、比例環(huán)節(jié)頻率特性的奈氏圖為實(shí)軸上的。參考答案：一個點(diǎn)55、對單位反饋系統(tǒng)來說，偏差與誤差。參考答案：相同56、比例環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線為平行于橫坐標(biāo)的。參考答案：水平直線57、在單輸入單輸出系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析或者頻率響應(yīng)分析中，采用的數(shù)學(xué)模型是。參考答案：傳遞函數(shù)58、機(jī)械工程控制論是研究以為對象的控制論。參考答案：機(jī)械工程技術(shù)59、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的型次、輸入信號和有關(guān)。參考答案：開環(huán)增益60、當(dāng)系統(tǒng)為0型系統(tǒng)時，其奈氏圖起始于上某一點(diǎn)。參考答案：正實(shí)軸61、影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素有系統(tǒng)開環(huán)增益、、延時環(huán)節(jié)及非最小相位環(huán)節(jié)等。表示方法。參考答案：積分環(huán)節(jié)62、系統(tǒng)方框圖是系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的功能和信號流向的參考答案：圖解63、峰值時間是單位階躍響應(yīng)越過終值達(dá)到所需的時間。參考答案：第一個峰值64、傳遞函數(shù)是指，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。參考答案：在初始條件為零時65、二階振蕩環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)是。參考答案：66、若二階系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率為，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生阻尼振蕩時，其振蕩頻率為。參考答案：67、單回路系統(tǒng)開環(huán)的對數(shù)幅頻特性可以用各環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性的縱坐標(biāo)值的辦法得到。參考答案：相加68、傳遞函數(shù)表示系統(tǒng)，與外界輸入無關(guān)。參考答案：本身的動態(tài)特性69、奈氏圖上的單位圓對應(yīng)于伯德圖上的；奈氏圖上的負(fù)實(shí)軸相當(dāng)于伯德圖中的-180°線。參考答案：零分貝線70、某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，該典型環(huán)節(jié)稱為環(huán)節(jié)。參考答案：二階微分71、繪制系統(tǒng)伯德圖的步驟有哪些？參考答案：系統(tǒng)開環(huán)伯德圖的作圖步驟如下：1）將傳遞函數(shù)G(s)化成典型環(huán)節(jié)組成形式，并令s=jω，求得G(jω)；2）計(jì)算各基本環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率，并標(biāo)在橫軸上，同時標(biāo)明各轉(zhuǎn)角頻率對應(yīng)的基本環(huán)節(jié)漸近線的斜率；3）分別畫出各典型環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線和對數(shù)相頻特性曲線；4）將各環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線的漸進(jìn)線進(jìn)行疊加，得到系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性漸進(jìn)線；5）如有必要，可對上述折線加以修正，一般在轉(zhuǎn)角頻率處修正；6）將各環(huán)節(jié)的對數(shù)相頻特性曲線進(jìn)行疊加，得到系統(tǒng)的對數(shù)相頻特性曲線。72、控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)主要有哪幾種？參考答案：73、時間響應(yīng)由哪兩部分組成？各部分的定義是什么？參考答案：任一系統(tǒng)的時間響應(yīng)都是由瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成。系統(tǒng)在某一輸入信號的作用下，系統(tǒng)的輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過程稱為瞬態(tài)響應(yīng)；在某一輸入信號的作用后，時間趨于無窮大時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。瞬態(tài)響應(yīng)直接反映了系統(tǒng)的動態(tài)特性。穩(wěn)態(tài)響應(yīng)偏離希望輸出值的程度可用以衡量系統(tǒng)的精確程度。74、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？參考答案：時域動態(tài)性能指標(biāo)有tdtrtp延遲時間上升時間峰值時間Mp超調(diào)量tsN調(diào)節(jié)時間振蕩次數(shù)td、tr、tp、ts反映系統(tǒng)的快速性，Mp、N反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。75、傳遞函數(shù)的特點(diǎn)有哪些？參考答案：傳遞函數(shù)的特點(diǎn)如下：（1）傳遞函數(shù)是線性定常系統(tǒng)的微分方程經(jīng)拉氏變換得到的，而拉氏變換是一種線性積分運(yùn)算，因此傳遞函數(shù)只能用于描述線性定常系統(tǒng)。（2）傳遞函數(shù)是在零初始條件下定義的，即在零時刻之前系統(tǒng)對所給定的平衡工作點(diǎn)是處于相對靜止?fàn)顟B(tài)的，故它不能反映在非零初始條件下系統(tǒng)的運(yùn)動情況。（3）傳遞函數(shù)是通過輸入和輸出之間的關(guān)系來描述系統(tǒng)本身特性的，傳遞函數(shù)中各項(xiàng)系數(shù)完全取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，且與微分方程中各項(xiàng)系數(shù)對應(yīng)相等，而系統(tǒng)本身特性與輸入量無關(guān)，故傳遞函數(shù)可以描述系統(tǒng)的動態(tài)特性，與輸入量的大小和形式無關(guān)。（4）傳遞函數(shù)不說明所描述系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，不同的物理系統(tǒng)，只要它們的動態(tài)特性相同，就可以用同一傳遞函數(shù)來表示。也就是說，兩個完全不同的系統(tǒng)（如一個是機(jī)械系統(tǒng)，另一個是電氣系統(tǒng)），只要它們的動態(tài)特性一樣，就可以有完全相同的傳遞函數(shù)。這是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)。（5）傳遞函數(shù)只描述系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的外部輸入、輸出特性，而不能反映其內(nèi)部所有的信息。同一個物理系統(tǒng)，取不同的變量作為輸入和輸出時，得到的傳遞函數(shù)可能不同。一個傳遞函數(shù)只能描述一個輸入對一個輸出的關(guān)系，至于信號傳遞過程中的中間量，用一個傳遞函數(shù)無法全面反映。（6）傳遞函數(shù)分母中的階數(shù)必不小于分子中的階數(shù)，即，因?yàn)閷?shí)際系統(tǒng)或元件總具有慣性。例如，對單自由度二階機(jī)械振動系統(tǒng)而言，輸入力后先要克服慣性，產(chǎn)生加速度，再產(chǎn)生速度，然后才可能有位移輸出，而與輸入有關(guān)的項(xiàng)的階次是不可能高于二階的。（7）傳遞函數(shù)可以有量綱，也可以無量綱。如在機(jī)械系統(tǒng)中，若輸出是位移，單位為，輸入為力，單位為，則傳遞函數(shù)的量綱為；若輸出為位移，單位為，輸入也為位移，單位為，則為無量綱。77、控制系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)有哪些？參考答案：控制系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)包括開環(huán)頻域性能指標(biāo)和閉環(huán)頻域性能指標(biāo)。開環(huán)頻域性能指標(biāo)包括：開環(huán)截止頻率(幅值穿越頻率)相角穿越頻率相位裕量幅值裕量閉環(huán)頻域性能指標(biāo)包括：截止頻率帶寬諧振峰值諧振頻率剪切率78、什么是拉氏變換的卷積定理？參考答案：參考答案：因?yàn)槭菃挝环答伩刂葡到y(tǒng)，所以閉環(huán)傳遞函數(shù)為（1分）該系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)形式的二階系統(tǒng)。（1分）將其與二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行比較得（2分）解之得，（1分）故系統(tǒng)的上升時間為（2分）系統(tǒng)的峰值時間為（2分）系統(tǒng)的調(diào)整峰值時間為（允許誤差為（允許誤差為）（2分））（2分）或者系統(tǒng)的最大超調(diào)量為參考答案：作業(yè)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)4.docx81、某機(jī)械系統(tǒng)如圖所示，其中，外力f(t)為系統(tǒng)的輸入，位移x(t)為系統(tǒng)的輸出，m為物體的質(zhì)量，K為彈簧的彈性