西南交通大學(xué)全四套機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題試卷

西南交通大學(xué)2002－2003機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共30分)1.機(jī)械工程控制論是研究該領(lǐng)域中系統(tǒng)的()問(wèn)題。A.靜力學(xué)B.能量守恒C.動(dòng)力學(xué)D.物理學(xué)2.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是指()對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有控制作用。A.系統(tǒng)輸入量B.系統(tǒng)輸出量C.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)D.系統(tǒng)的干擾3.若L［f(t)］=F(s)，則L［f(at)］=()。A.F(s)B.F()C.D.F(as)F()4.若L［f(t)］=，則f(t)=()。A.(t-4)5B.(t+4)5C.e4tt5f(t)=(D.e-4tt5)。5.若F(s)=，則A.1B.4C.∞D(zhuǎn).06.已知函數(shù)f(t)=u(t-4)+2u(t+3)，則L［f(t)］=()。A.B.C.e4s+e3se-4s+e3se4s+e-3sD.e-4s+2e3s7.L［∫t0e-3τsinτdτ］=()。A.B.C.D.8.某系統(tǒng)的微分方程為A.線性時(shí)變系統(tǒng)B.非線性系統(tǒng)C.線性定常系統(tǒng)D.非性線時(shí)變系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=，它是(A.延時(shí)環(huán)節(jié)B.比例環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)10.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=(t)+t(t)+4x0(t)=3xi(t)，它是()。)D.積分環(huán)節(jié)，其阻尼比ζ是()。A.B.C.2D.11.圖示系統(tǒng)的微分方程為()。A.m(t)+(k1+k2)y(t)=f(t)B.m(t)+(k1-k2)y(t)=f(t)C.mD.m(t)+((t)+()y(t)=f(t))y(t)=f(t)12.一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的值為()。A.B.12C.-D.13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，則其單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為()。A.e-t/8B.e-t/8C.3(1-e-t/8D.(1-e-t/8))14.圖示系統(tǒng)稱為()型系統(tǒng)。A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲ15.若保持二階系統(tǒng)的ζ不變，提高ωn，則可以()。A.減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間B.提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間C.提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間D.減少超調(diào)量16.已知系統(tǒng)的頻率特性為G(jω)=，則頻率特性的虛部為()。A.B.C.-D.-17.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s)為()。A.sB.C.D.1+s18.圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為()。A.1+sB.C.sD.19.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,則此系統(tǒng)()。A.穩(wěn)定B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定D.穩(wěn)定性不確定)。20.二階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，則說(shuō)明(A.系統(tǒng)響應(yīng)快B.系統(tǒng)響應(yīng)慢C.無(wú)阻尼固有頻率大D.系統(tǒng)的精度差21.若系統(tǒng)的Bode圖在ω=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(如圖所示)，這說(shuō)明系統(tǒng)中有()環(huán)節(jié)。A.B.C.0.2s+1D.5s+122.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，其零、極點(diǎn)是()。A.零點(diǎn)s=-6；極點(diǎn)s=-2,s=-5B.零點(diǎn)s=-2；極點(diǎn)s=-6,s=-5C.零點(diǎn)s=-2，s=-6；極點(diǎn)s=-5D.零點(diǎn)s=2；極點(diǎn)s=6,s=523.系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)kp定義為()。A.B.C.G(s)H(s)G(s)H(s)sG(s)H(s)D.s2G(s)H(s)24.一個(gè)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于()。A.系統(tǒng)的輸入B.系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)C.系統(tǒng)的初始狀態(tài)D.外界干擾25.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的增益K和時(shí)間常數(shù)T依次為()。A.3.75，1.25B.3，0.8C.0.8，3D.1.25，3.7526.一階微分環(huán)節(jié)G(s)=1+Ts，當(dāng)頻率ω=時(shí)，則相頻特性∠G(jω)為()。A.45°B.-45°C.90°D.-90°27.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒(méi)有零點(diǎn)和極點(diǎn)，則該系統(tǒng)稱作(A.非最小相位系統(tǒng)B.最小相位系統(tǒng))。C.不穩(wěn)定系統(tǒng)D.振蕩系統(tǒng)28.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為A.相位滯后校正B.相位超前校正，則它是一種()。C.相位滯后—超前校正D.相位超前—滯后校正29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率ωc=2處提供最大相位超前角的是()。A.C.B.D.30.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率ωc≈10，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(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是()。A.B.C.D.二、填空題(每小題2分，共10分)1.頻率響應(yīng)是_______________響應(yīng)；頻率特性G(jω)與傳遞函數(shù)G(s)的關(guān)系為_(kāi)______________。2.開(kāi)環(huán)穩(wěn)定，閉環(huán)_______；開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定，閉環(huán)_______。3.系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)tr,tp,Mp和ts是根據(jù)系統(tǒng)在_______________時(shí)，對(duì)_______的響應(yīng)得出的。4.設(shè)函數(shù)f(t)，其拉氏變換為F(s)，則拉氏變換的表達(dá)式為_(kāi)______；拉氏逆變換的表達(dá)式為_(kāi)_______。5.二階系統(tǒng)的諧振峰值Mr=_______，諧振頻率ωr=_______。三、簡(jiǎn)答題(每小題4分，共16分)1.已知系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)為g(t)=3e-2t+7e-6t，t≥0，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2.已知系統(tǒng)如果希望系統(tǒng)的阻尼比ζ=0.707，K0應(yīng)取何值?3.已知系統(tǒng)請(qǐng)寫出R(s)與N(s)共同作用時(shí)C(s)的表達(dá)式。4.已知系統(tǒng)請(qǐng)分別計(jì)算當(dāng)R(s)=1/s、N(s)=1/s時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。四、計(jì)算題(共44分)1.(7分)用極坐標(biāo)表示系統(tǒng)G(s)=的頻率特性(要求在ω→∞、ω=0、ω=ωn等點(diǎn)準(zhǔn)確表示，其余定性畫出)。2.(7分)已知系統(tǒng)求C(s)/N(s)及C(s)/R(s)3.(7分)已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，請(qǐng)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode圖)表示系統(tǒng)的頻率特性。4.(8分)求如圖所示機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，其中X為輸入位移，Y為輸出位移。5.(8分)某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為γ≥30°。，試設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的串聯(lián)校正裝置使Kv=10、相位裕度6.(7分)已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，請(qǐng)用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。西南交通大學(xué)2003－2004機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其號(hào)碼填在題干的括號(hào)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(wèn)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e-2t則L［f(t)］為()e-2se-tsA.B.e-2sC.D.3.已知F(s)=，則L-1［F(s)］為()4.已知F(s)=L［f(t)］，若F(s)=,則f(t)|t=?()A.B.1C.D.05.下列系統(tǒng)中為線性系統(tǒng)的微分模型為：()A.B.C.D.6.對(duì)于定?？刂葡到y(tǒng)來(lái)說(shuō)，()A.表達(dá)系統(tǒng)的微分方程各項(xiàng)系數(shù)不隨時(shí)間改變B.微分方程的各階微分項(xiàng)的冪為1C.不能用微分方程表示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()A.B.C.1+G(S)·H(S)D.8.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,則系統(tǒng)增益為()A.10B.0.5C.4D.59.若系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為e-2t+2e-t，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：()A.B.C.D.10.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的零極點(diǎn)為()A.極點(diǎn)s1=-1,s2=-2,零點(diǎn)s3=5B.極點(diǎn)s1=1,s2=2C.極點(diǎn)s1=-1,s2=-2D.極點(diǎn)s1=1,s2=2,零點(diǎn)s3=-511.下列信號(hào)中，哪個(gè)用來(lái)定義二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)()A.單位階躍12.系統(tǒng)如圖B.單位脈沖C.單位斜坡D.單位正弦，其穩(wěn)態(tài)誤差定義為()A.ess=C.ess=SG(S)B.ess=te(t)e(t)D.ess=e(t)13.某系統(tǒng)傳函數(shù)為G(s)=，則轉(zhuǎn)角頻率為()A.B.τC.k/τD.kτ14.控制系統(tǒng)中()A.系統(tǒng)型次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越大B.系統(tǒng)型次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小C.系統(tǒng)階次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小D.系統(tǒng)階次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越大15.在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，穩(wěn)定性判斷()A.不必判斷16.系統(tǒng)的正弦響應(yīng)是指()A.不論輸入為何種信號(hào)，輸出都為正弦時(shí)的情況B.絕對(duì)必要C.有時(shí)是必要的D.根據(jù)系統(tǒng)而定B.對(duì)系統(tǒng)輸入一系列不同頻率正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況C.對(duì)系統(tǒng)輸入一個(gè)固定的頻率正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況D.對(duì)系統(tǒng)輸入一系列幅值不同的正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況17.勞斯判據(jù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷時(shí)是針對(duì)()A.閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)B.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C.閉環(huán)系統(tǒng)中的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的特征方程D.閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程18.為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕量，可以()A.減小系統(tǒng)的增益C.減小輸入信號(hào)B.增大系統(tǒng)的增益D.使用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)19.所謂校正(又稱補(bǔ)償)是指()A.加入PID校正器C.使系統(tǒng)穩(wěn)定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)20.二階振蕩環(huán)節(jié)G(s)=的幅頻特性（）A.ζ越大，諧振峰越高C.ωn越小，諧振峰越高B.ζ越小，諧振峰越高D.ωn越大，諧振峰越高二、填空題(每空0.5分，共10分)21.閉環(huán)系統(tǒng)是指系統(tǒng)的________對(duì)系統(tǒng)有控制作用，或者說(shuō)，系統(tǒng)中存在________的回路。22.設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)基于以下幾個(gè)要求：________性、________性、________性和________性。23.傳遞函數(shù)通過(guò)________與________之間信息的傳遞關(guān)系，來(lái)描述系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特征。24.系統(tǒng)在外加激勵(lì)作用下，其________隨________變化的函數(shù)關(guān)系稱為系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。25.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)________輸入的________。26.若系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(S)的所有________均在S平面的________，則系統(tǒng)稱為最小相位系統(tǒng)。27.一個(gè)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_(kāi)_______或________。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三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分)和D________控制作用的校正器。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)?30.(5分)單位反饋系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為Gk(s)=(1)試寫出靜態(tài)誤差系數(shù)Kp、Kv和Ka。，a、b、c為大于0的常數(shù)。(2)當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)有無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差，若有為何值?31.(5分)簡(jiǎn)述系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念?何為相位裕量?(畫圖說(shuō)明)32.(5分)串聯(lián)相位超前校正時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)作了何種改善?簡(jiǎn)述原理。四、計(jì)算題(共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。34.(6分)寫出圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并寫出系統(tǒng)的ωn和ζ。35.(6分)化簡(jiǎn)下列方框圖，并寫出傳遞函數(shù)。36.(6分)某系統(tǒng)如圖試求該系統(tǒng)的峰值時(shí)間、最大超調(diào)量(單位階躍輸入)37.(8分)設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=試求閉環(huán)的Mr,ωr和ωd38.(8分)已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=(1)試畫出傳遞函數(shù)對(duì)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?西南交通大學(xué)2004－2005年機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程代碼：02240第一部分選擇題一、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(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別是（）A.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的輸出對(duì)系統(tǒng)無(wú)控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸出對(duì)系統(tǒng)有控制作用B.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的輸入對(duì)系統(tǒng)無(wú)控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸入對(duì)系統(tǒng)有控制作用C.開(kāi)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(kāi)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，則（）A.C.B.D.3.已知其（）A.B.D.C.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（）A.B.C.D.5.若A.，則（）B.D.C.6.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)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(shí)變函數(shù)B.線性系統(tǒng)只有一個(gè)外加輸入，而非線性系統(tǒng)有多個(gè)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)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(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（）A.B.C.D.8.二階系統(tǒng)的極點(diǎn)分別為，系統(tǒng)增益為5，則其傳遞函數(shù)為（）A.C.B.D.9.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為（）A.C.B.D.10.二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時(shí)間定義為（）A.單位階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)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(shí)間C.單位階躍響應(yīng)從零第一次上升到穩(wěn)態(tài)值時(shí)所需的時(shí)間D.單位階躍響應(yīng)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時(shí)間11.系統(tǒng)類型、開(kāi)環(huán)增益對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響為（）A.系統(tǒng)型次越高，開(kāi)環(huán)增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小B.系統(tǒng)型次越低，開(kāi)環(huán)增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小C.系統(tǒng)型次越高，開(kāi)環(huán)增益K越小，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小D.系統(tǒng)型次越低，開(kāi)環(huán)增益K越小，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小12.一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)時(shí)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(hào)大小有關(guān)13.一閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)為（）A.0型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8B.I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8C.I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為4D.0型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為414.瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)是根據(jù)哪一種輸入信號(hào)作用下的瞬態(tài)響應(yīng)定義的（）A.單位脈沖函數(shù)B.單位階躍函數(shù)C.單位正弦函數(shù)D.單位斜坡函數(shù)15.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)K增大時(shí)，其（）A.無(wú)阻尼自然頻率增大，阻尼比增大B.無(wú)阻尼自然頻率增大，阻尼比減小C.無(wú)阻尼自然頻率減小，阻尼比減小D.無(wú)阻尼自然頻率減小，阻尼比增大16.所謂最小相位系統(tǒng)是指（）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(kāi)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C.系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在S平面右半平面D.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在S平面右半平面17.一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其截止頻率為（）A.2B.0.5C.5D.1018.一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其相位角可表達(dá)為（）A.C.B.D.19.一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入時(shí)，則其穩(wěn)態(tài)輸出的幅值為（）A.B.C.2D.420.延時(shí)環(huán)節(jié)，其相頻特性和幅頻特性的變化規(guī)律是（）A.B.C.D.dBdBdBdB21.一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)K增大時(shí)，對(duì)系統(tǒng)性能能的影響是（）A.穩(wěn)定性降低B.頻寬降低C.階躍輸入誤差增大D.階躍輸入誤差減小22.一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)Bode圖已知，其幅頻特性在低頻段是一條斜率為的漸近直線，且延長(zhǎng)線與0dB線的交點(diǎn)頻率為，則當(dāng)輸入為時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（）A.0.1B.0.2C.0D.0.523.利用乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，A.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S左半平面的個(gè)數(shù)B.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S右半平面的個(gè)數(shù)C.閉環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S右半平面的個(gè)數(shù)D.閉環(huán)特征方程的根在S右半平面的個(gè)數(shù)中的Z表示意義為（）24.關(guān)于勞斯—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—胡爾維茨判據(jù)屬代數(shù)判據(jù)，是用來(lái)判斷開(kāi)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(lái)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的C.乃奎斯特判據(jù)是用來(lái)判斷開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的D.以上敘述均不正確25.以下頻域性能指標(biāo)中根據(jù)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)來(lái)定義的是（）A.截止頻率B.諧振頻率與諧振峰值C.頻帶寬度D.相位裕量與幅值裕量kg26.一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為（）A.K＞0B.K＞1C.0＜K＜10D.K＞－127.對(duì)于開(kāi)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.開(kāi)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(dòng)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（）A.上升時(shí)間B.調(diào)整時(shí)間C.幅值穿越頻率D.相位穿越頻率29.當(dāng)系統(tǒng)采用串聯(lián)校正時(shí)，校正環(huán)節(jié)為，則該校正環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響是（）A.增大開(kāi)環(huán)幅值穿越頻率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30.串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，關(guān)于A與B之間關(guān)系的正確描述為（）A.若Gc(s)為超前校正環(huán)節(jié)，則A＞B＞0B.若Gc(s)為滯后校正環(huán)節(jié)，則A＞B＞0C.若Gc(s)為超前—滯后校正環(huán)節(jié)，則A≠BD.若Gc(s)為PID校正環(huán)節(jié)，則A=0，B＞0第二部分非選擇題二、填空題（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(duì)于線性定常系統(tǒng),在的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與之比。32.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從狀態(tài)到狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)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，即系統(tǒng)的特征根必須全部在是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。34.I型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為兩種特性。。35.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)三、簡(jiǎn)答題（共16分）36.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，試在左圖中標(biāo)出系統(tǒng)的特征根在S平面上的位置，在右圖中標(biāo)出單位階躍曲線。37.時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有哪些？它們反映系統(tǒng)哪些方面的性能？38.簡(jiǎn)述相位裕量的定義、計(jì)算公式，并在極坐標(biāo)上表示出來(lái)。39.簡(jiǎn)述串聯(lián)相位超前校正的特點(diǎn)。四、計(jì)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，位移x(t)為系統(tǒng)的輸出，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)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（忽略小車與地面的摩擦）。41.（7分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，試求傳遞函數(shù)及42.（7分）系統(tǒng)如圖所示，為單位階躍函數(shù)，試求：1.系統(tǒng)的阻尼比和無(wú)阻尼自然頻率2.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間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44.（7分）已知開(kāi)環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。1.寫出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的表達(dá)式；時(shí)，K的數(shù)值。2.概略繪制系統(tǒng)的乃奈斯特圖。45.（8分）已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，試求系統(tǒng)的相位裕量和幅值裕量kg機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題參考答案課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）1.A2.B3.C4.D5.B6.C7.B8.D9.A10.C11.A12.C13.C14.B15.C16.B17.A18.B19.A20.D21.A22.A23.D24.B25.D26.A27.A28.D29.D30.A二、填空題（本大題共5小題，每空1分，共10分）31.初始條件為零輸入量的拉氏變換32.初始狀態(tài)最終狀態(tài)33.負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根復(fù)平面的左半平面34.035.正弦輸入幅頻和相頻三、簡(jiǎn)答題（本大題共4小題，共16分）36.37.td延遲時(shí)間tr上升時(shí)間tpMp超調(diào)量ts峰值時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間td、tr、tp、ts反映系統(tǒng)的快速性Mp反映系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。38.定義：是開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)對(duì)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(jì)算公式：在極坐標(biāo)下表示為39.相位超前校正特點(diǎn)：1增加相位余量，提高穩(wěn)定性2增加幅值穿越頻率，提高快速性3增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）40.系統(tǒng)的微分方程為拉氏變換得：（零初始條件）41.42.1．2．43.由勞斯判據(jù)：第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得又有：≤2.25可得：K≥44≤K＜5444.1．2．45.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，解得又西南交通大學(xué)2005－2006機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共30分)1.當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出已知時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問(wèn)題，稱為()A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識(shí)D.自適應(yīng)控制)C.系統(tǒng)校正2.反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有(A.反饋回路B.慣性環(huán)節(jié)D.PID調(diào)節(jié)器C.積分環(huán)節(jié)3.()=,(a為常數(shù))。A.L［e－at］B.L［eat］C.L［e－(t－a)4.L［t2e2t］=(A.］D.L［e－(t+a)］)B.D.C.5.若F(s)=，則=()A.4B.2C.0D.∞6.已知f(t)=eat,(a為實(shí)數(shù))，則L［］=()A.C.B.D.7.f(t)=，則L［f(t)］=()A.C.B.D.8.某系統(tǒng)的微分方程為A.線性系統(tǒng),它是(B.線性定常系統(tǒng)D.非線性時(shí)變系統(tǒng))C.非線性系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=e－2s，它是()A.比例環(huán)節(jié)B.延時(shí)環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)10.圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為()A.B.C.RCs+1D.11.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其無(wú)阻尼固有頻率ωn是()A.10B.5C.2.5D.2512.一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為()A.B.KTC.D.13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=,則其單位階躍響應(yīng)函數(shù)為()A.B.)C.K(1－e－t/TD.(1－e－Kt/T)14.圖示系統(tǒng)稱為()型系統(tǒng)。A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲ15.延時(shí)環(huán)節(jié)G(s)=e－τs的相頻特性∠G(jω)等于()A.τωB.–τωC.９０°D.１８０°16.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s)為(A.1+Ts)B.C.D.(1+Ts)217.圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為()A.TsB.C.1+TsD.18.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的τ值范圍為()A.τ>0B.0<τ<14C.τ>14D.τ<0)有關(guān)。19.典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時(shí)間與(A.增益B.誤差帶D.阻尼比和無(wú)阻尼固有頻率C.增益和阻尼比20.若系統(tǒng)的Bode圖在ω=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(如圖所示)，這說(shuō)明系統(tǒng)中有)環(huán)節(jié)。(A.5s+1B.(5s+1)2D.C.0.2s+121.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其零、極點(diǎn)是()A.零點(diǎn)s=－0.25,s=3;極點(diǎn)s=－7,s=2C.零點(diǎn)s=－7,s=2;極點(diǎn)s=－1,s=3B.零點(diǎn)s=7,s=－2;極點(diǎn)s=0.25,s=3D.零點(diǎn)s=－7,s=2;極點(diǎn)s=－0.25,s=322.一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為,則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和型次依次為()A.0.4，ⅠB.0.4，ⅡC.3，ⅠD.3，Ⅱ23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，其幅頻特性｜G(jω)｜應(yīng)為()A.C.B.D.24.二階系統(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)25.設(shè)ωc為幅值穿越(交界)頻率，φ(ωc)為開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)的相位角，則相位裕度為()A.180°－φ(ωc)B.φ(ωc)C.180°+φ(ωc)D.90°+φ(ωc)26.單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為()A.B.C.D.027.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=系為(,在0＜ζ＜時(shí)，其無(wú)阻尼固有頻率ωn與諧振頻率ωr的關(guān))A.ωn<ωrB.ωn=ωrC.ωn>ωr)D.兩者無(wú)關(guān)28.串聯(lián)相位滯后校正通常用于(A.提高系統(tǒng)的快速性B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D.減少系統(tǒng)的固有頻率C.減少系統(tǒng)的阻尼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()A.B.C.D.30.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率ωc≈40，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(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是()A.B.C.D.二、填空題(每小題2分，共10分)1.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益、_______和_______有關(guān)。2.一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為_(kāi)______。，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為_(kāi)______開(kāi)環(huán)增益為3.二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下，其調(diào)整時(shí)間ts與阻尼比、_______