機械工程控制基礎-

1緒論1、控制論的中心思想是(B)。A．系統(tǒng)是又元素或子系統(tǒng)組成的B．機械系統(tǒng)與生命系統(tǒng)乃至社會經(jīng)濟系統(tǒng)等都有一個共同的特點，即通過信息的傳遞、加工處理，并利用反饋進行控制C．有些系統(tǒng)可控，有些系統(tǒng)不可控制D．控制系統(tǒng)有兩大類，即開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)2、閉環(huán)控制系統(tǒng)中(C)反饋作用。A．依輸入信號的大小而存在B．不一定存在C．必然存在D．一定不存在3、控制系統(tǒng)依不同的初讀可分為不同的類型，以下(B)的分類是正確的。A．線性系統(tǒng)和離散系統(tǒng)C．功率放大系統(tǒng)和工人控制系統(tǒng)B．開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)D．數(shù)字系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)4、關于反饋的說法正確的是(D)。A．反饋實質(zhì)上就是信號的并聯(lián)B．正反饋就是輸入信號與反饋信號相加C．反饋都是人為加入的5、開環(huán)控制系統(tǒng)的控制信號取決于(A．系統(tǒng)的實際輸出C．輸入與輸出之差D．反饋是輸出以不同的方式對系統(tǒng)作用B．系統(tǒng)的實際輸出與理想輸出之差6、機械工程控制論的研究對象是(D)。A．機床主動傳動系統(tǒng)的控制論問題B．高精度加工機床的控制論問題C．自動控制機床的控制論問題D．機械工程領域中的控制論問題7、對于控制系統(tǒng)，反饋一定存在于(C)中。A．開環(huán)系統(tǒng)B．線性定常系統(tǒng)C．閉環(huán)系統(tǒng)D．線性時變系統(tǒng)8、一下關于信息的說法正確的是(B)。A．不確定性越小的事件信息量越大B．不確定性越大的事件信息量越大C．信號越大的事件信息量越大D．信號越小的事件信息量越大9、以下關于系統(tǒng)模型的說法正確的是(B)。A．每個系統(tǒng)只能有一個數(shù)學模型B．系統(tǒng)動態(tài)模型在一定條件下可簡化為靜態(tài)模型C．動態(tài)模型比靜態(tài)模型好D．靜態(tài)模型比動態(tài)模型好10、機械工程控制論所研究的系統(tǒng)(D)。A．僅限于物理系統(tǒng)B．僅限于機械系統(tǒng)C．僅限于抽象系統(tǒng)D．包括物理系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)1、學習機械工程控制論基礎的目的之一是學會以(A)的觀點對待機械工程問題。A．動力學B．靜力學C．經(jīng)濟學D．生物學2、機械系統(tǒng)、生命系統(tǒng)及社會和經(jīng)濟系統(tǒng)的一個共同的本質(zhì)特性是(B)。2A．都是由元素組成C．都是可以控制的B．通過信息的傳遞、加工處理并利用反饋來控制D．都存在微分環(huán)節(jié)3、機械系統(tǒng)之所以表現(xiàn)動態(tài)特性，主要原因是(D)。A．機械系統(tǒng)是由機械部件組成的B．存在阻尼元件C．存在彈性元件D．存在內(nèi)反饋4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)中存在(C)。A．執(zhí)行環(huán)節(jié)B．運算放大環(huán)節(jié)C．反饋環(huán)節(jié)D．比例環(huán)節(jié)5、閉環(huán)自動控制的工作過程是(C)。A．測量系統(tǒng)輸出的過程B．監(jiān)測系統(tǒng)偏差的過程C．檢測偏差并消除偏差的過程D．使系統(tǒng)輸出不變的過程6、系統(tǒng)和輸入已知，求輸出，并對系統(tǒng)動態(tài)特性進行研究，稱為(B)。A．系統(tǒng)綜合B．系統(tǒng)分析C．系統(tǒng)辨識D．系統(tǒng)設計7、以下關于系統(tǒng)的說法錯誤的是(B)。A．系統(tǒng)是由元素和子系統(tǒng)組成的B．系統(tǒng)的特性僅取決于組成系統(tǒng)的元素C．系統(tǒng)具有動態(tài)特性D．系統(tǒng)內(nèi)存在信息的傳遞與轉(zhuǎn)換8、開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是(D)。A．不能實現(xiàn)計算機控制C．容易引起不穩(wěn)定B．存在信息的反饋D．結(jié)構(gòu)簡單，成本低9、對控制系統(tǒng)的首要要求是(C)。A．系統(tǒng)的經(jīng)濟性B．系統(tǒng)的自動化程度C．系統(tǒng)的穩(wěn)定性D．系統(tǒng)的響應速度10、在下列系統(tǒng)或過程中，不存在反饋的有(C)。A．抽水馬桶B．電飯煲C．并聯(lián)的電燈D．教學過程系統(tǒng)的數(shù)學模型1、某系統(tǒng)的微分方程為?x(t)x(t)+x(t)=x(t)則它是(C)。000iA．線性定常系統(tǒng)B．線性系統(tǒng)C．非線性系統(tǒng)D．非線性時變系統(tǒng)2、一下關于系統(tǒng)數(shù)學模型的說法正確的是(D)。A．只有線性系統(tǒng)才能用數(shù)學模型表示B．所有的系統(tǒng)都可用精確的數(shù)學模型表示C．建立系統(tǒng)數(shù)學模型只能用分析法D．同一系統(tǒng)可以用不同形式的數(shù)學模型進行表示3、某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則該環(huán)節(jié)為(B)。sA．慣性環(huán)節(jié)B．積分環(huán)節(jié)C．微分環(huán)節(jié)D．比例環(huán)節(jié)4、系統(tǒng)的單位脈沖響應函數(shù)為w(t)=0.1t則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為(A)。0.10.1B．s121s5、關于疊加原理說法正確的是(C)。A．對于作用于系統(tǒng)共同一點的幾個作用才能用疊加原理求系統(tǒng)的總輸出3B．疊加原理只是用于線性定常系統(tǒng)C．疊加原理只是用于線形系統(tǒng)D．疊加原理適用于所有系統(tǒng)6、關于線形系統(tǒng)說法正確的是(C)。A．都可以用傳遞函數(shù)表示B．只能用傳遞函數(shù)表示C．可以用不同的模型表示D．都是穩(wěn)定的7、設一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其時間常數(shù)和增益分別是(C)。32353D55228、設一個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為.exs則該系統(tǒng)可看成為由(A)串聯(lián)而成。A．慣性環(huán)節(jié)與延時環(huán)節(jié)B．比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)與延時環(huán)節(jié)C．慣性環(huán)節(jié)與導前環(huán)節(jié)D．比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)與導前環(huán)節(jié)9、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(B)。A．與外界無關C．完全反應了系統(tǒng)的動態(tài)特特性B．反映了系統(tǒng)、輸入、輸出三者之間的關系D．與系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關000i(A)。A．s=1+j2;s=1j2B．s=2+j;s=2j1212C．s=2+j;s=2j;s=0D．以上都是231、以下幾個微分方程表示的系統(tǒng)中，屬于線性定常系統(tǒng)的是(C)。00i00i000i00iA．不能在頻域內(nèi)判別其穩(wěn)定性B．不能在時域內(nèi)判別其穩(wěn)定性C．若有多個輸入，則輸出是多個輸入共同作用的結(jié)果D．每個輸入所引起的輸出不可單獨計算3、系統(tǒng)數(shù)學模型是指(C)的數(shù)學表達式。A．輸入信號B．輸出信號C．系統(tǒng)的動態(tài)特性D．系統(tǒng)的特征方程4、某傳遞函數(shù)G(s)=K+K+KS,則它是由(D)組成的。S32A．比例+積分環(huán)節(jié)C．比例+慣性環(huán)節(jié)B．比例+微分環(huán)節(jié)D．比例+積分+微分環(huán)節(jié)47、右圖所示環(huán)節(jié)屬于(7、右圖所示環(huán)節(jié)屬于(D)。A．微分環(huán)節(jié)B．積分環(huán)節(jié)C．導前環(huán)節(jié)D．慣性環(huán)節(jié)8、以下傳遞函數(shù)屬于振蕩環(huán)節(jié)的是(C)。5、傳遞函數(shù)G(s)=2s+1的零點、極點和比例系數(shù)分別是(D)。121212126、系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=,則系數(shù)的放大系數(shù)為(B)。A．0.5B．1C．2D．無法確定s9、已知閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖如下，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為(C)。10、系統(tǒng)如圖所示，以下傳遞函數(shù)中，錯誤的是(C)。54412121212第三章時間響應分析1、以下關于線性系統(tǒng)時間響應的說法正確的是(C)。A．時間響應就是系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)值B．由單位階躍響應和單位脈沖響應組成C．由強迫響應和自由響應組成D．與系統(tǒng)初始狀態(tài)無關2、系統(tǒng)的單位脈沖響應函數(shù)為w(t)=3e一0.2t則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為(A)。ss3、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,若容許誤差為2%，則其調(diào)整時間為(B)。ABCD.54、已知機械熊挺難過的傳遞函數(shù)為G(s)=,則系統(tǒng)的阻尼比為(A)。nnnnnn6、二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時間為(C)。A．系統(tǒng)的階躍響應曲線第一次達到穩(wěn)態(tài)值的98%的時間B．系統(tǒng)的階躍響應曲線達到穩(wěn)態(tài)值的時間C．系統(tǒng)的階躍響應曲線第一次達到穩(wěn)態(tài)值的時間D時間7、以下二階欠阻尼系統(tǒng)性能指標只與其阻尼比有關的是(D)。A．上升時間B．峰值時間C．調(diào)整時間D．最大超調(diào)量68、以下關于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差的說法正確的是(C)。A．穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B．穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)輸入和干擾C．穩(wěn)態(tài)偏差與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、輸入和干擾等有關D．系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差為09、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=500,則在單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤ks(s+1)(s+5)差為(D)。BCD10、以下系統(tǒng)中存在主導極點的是(D)。1、線性系統(tǒng)對輸入信號的時間響應(C)。A．只與輸入信號有關B．只與系統(tǒng)本身的固有特性有關C．反映系統(tǒng)本身的固有特性及輸入作用下的行為D．會隨干擾信號所引起的輸出而變化2、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,則其單位脈沖響應曲線在t=0時的切線斜率為(C)。t3、線性系統(tǒng)的單位斜坡響應為x(t)=tT+TeT則該系統(tǒng)的單位脈沖響應為(D)。04、已知典型二階系統(tǒng)的阻尼比為=0.5,則系統(tǒng)的單位階躍響應呈現(xiàn)為(C)。A．等幅的振蕩B．發(fā)散的振蕩C．收斂的振蕩D．恒值nnn6、要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時間，可以采取的措施是(Dnnnn77、要想減少二階欠阻尼系統(tǒng)的最大超調(diào)量，可以采取的措施是(A)。nnnn8、已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=7,則系統(tǒng)的增益和型次分別是(C)。Ks(s+)29、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為(C)的單位反饋系統(tǒng)，在輸入x(t)=1+4t作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為0。isKs(s+5)Ks(s+2)Ks2(s+2)sKs(s+2)(s+5)10、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為(D)的單位反饋系統(tǒng)，在輸入x(t)=1+4t2作用下的誤差最小。isKs(s+5)Ks2(s+2)Ks2(s+5)Ks2(s+2)(s+5)第四章頻率特性分析第一組1、一下說法正確的是(C)。A．時間響應只能分析系統(tǒng)的瞬態(tài)特性B．頻率特性只能分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性C．時間響應分析和頻率特性分析都能揭示系統(tǒng)動態(tài)特性D．頻率特性沒有量綱2、以下關于頻率特性與傳遞函數(shù)的描述，錯誤的是(D)。A．都是系統(tǒng)的數(shù)學模型B．都與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關C．與單位脈沖響應函數(shù)存在一定的數(shù)學變換關系D．與系統(tǒng)的微分方程無關3、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,則其頻率特性為(D)。C．G(j)=3D．G(j)=3(0.2j)284、已知某環(huán)節(jié)頻率特性Nyquist圖如圖所示，則該環(huán)節(jié)為(C)。A．比例環(huán)節(jié)B．微分環(huán)節(jié)D．慣性環(huán)節(jié)5、已知系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的Nyquist圖如圖所示，則該系統(tǒng)的型次為(C)。D．無法確定為(B)。A．比例環(huán)節(jié)B．微分環(huán)節(jié)D．慣性環(huán)節(jié)系統(tǒng)包含(B)個積分環(huán)節(jié)。8、已知最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性圖如圖所示，則系統(tǒng)不包含(C)。A．比例環(huán)節(jié)B．積分環(huán)節(jié)C．二階微分環(huán)節(jié)D．慣性環(huán)節(jié)9、二階振蕩系統(tǒng)的阻尼比0<<0.707，則無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率和謝nd振頻率之間的關系是(C)。rA．<<B．<<C．<<D．<<ndrnrdrdndnr910、以下系統(tǒng)中屬于最小相位系統(tǒng)的是(B)。第二組ts+1ioooo2、已知某環(huán)節(jié)頻率特性的Nyquist圖為一單位圓，則該環(huán)節(jié)的幅頻特性為(B)。3、二3、二階振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=則其謝振頻率為(B)。4、已知系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的Nyquist圖如圖所示，則該系統(tǒng)的型次為(B)。15、系統(tǒng)G(s)=的Nyquist圖為(B)。，該環(huán)節(jié)為(D)。A．比例環(huán)節(jié)B．微分環(huán)節(jié)C．積分環(huán)節(jié)D．慣性環(huán)節(jié)7、已知最想相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性圖如圖所示，則系統(tǒng)包含(B)個積分環(huán)節(jié)。8、已知最小相位系對數(shù)幅頻特性如題7圖所示，則系統(tǒng)不包含(D)。A．比例環(huán)節(jié)B．積分環(huán)節(jié)C．導前環(huán)節(jié)D．振蕩環(huán)節(jié)9、二階振蕩系統(tǒng)G9、二階振蕩系統(tǒng)G(s)=n其中，阻尼比0<<0.707，則無阻尼固有頻nn率和諧振頻率之間的關系是(D)。nrdnrnrnern10、一下關于頻率特性、傳遞函數(shù)和單位脈沖響應函數(shù)的說法錯誤的是(B)。AGjGsB．G(s)=F[w(t)]s=j答：控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出，能按照要求的參考輸入或控制輸入進行調(diào)節(jié)的。開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造簡單，不存在不穩(wěn)定問題、輸出量不用測量；閉環(huán)系統(tǒng)有反饋、控制精度高、結(jié)構(gòu)復雜、設計時需要校核穩(wěn)定性。輸入無關；(2)對于物理可實現(xiàn)系統(tǒng)，傳遞函數(shù)分母中s的階數(shù)必不少于分子中s的階數(shù)；(3)傳遞函數(shù)不說明系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，不同的物理結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，只要他們的動態(tài)特性相同，其傳遞函數(shù)相同。答：系統(tǒng)的類型、開環(huán)增益和輸入信號。4．傳遞函數(shù)的典型環(huán)節(jié)主要有哪幾種？答：(1)比例環(huán)節(jié)K；(2)積分環(huán)節(jié)1/s(3)微分環(huán)節(jié)s(4)慣性環(huán)節(jié)1/(Ts+1)(5)一階微分環(huán)節(jié)Ts+1TsaTs7)二階微分環(huán)節(jié)T2s2+2aTs+1(8)延時環(huán)節(jié)e-ts答：數(shù)學模型是系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學表達式。建立數(shù)學模型是分析、研究一個動態(tài)特性的前提。一個合理的數(shù)學模型應以最簡化的形式，準確地描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。答：對控制系統(tǒng)的基本要求有系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應的快速性和響應的準確性等，其中系統(tǒng)的穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)工作的首要條件。在參數(shù)已知的情況下分析和評定系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。答：當系統(tǒng)已定，并且輸入知道時，求出系統(tǒng)的輸出(響應)，并且通過輸出來研究系統(tǒng)本身的有關問題答：機械工程系統(tǒng)在外加作用激勵下，其輸出量隨時間變化的函數(shù)關系稱之為系統(tǒng)的時間響應，通過時間響應的分析可以揭示系統(tǒng)本事的動態(tài)特性。9.在頻率特性的圖形表示方法中，常用的方法有哪幾種？答：(1)對數(shù)坐標圖或稱伯德圖(2)極坐標圖或稱乃奎斯特圖(3)對數(shù)幅-相圖。10.傳遞函數(shù)的定義是什么？一個物理可實現(xiàn)的系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)有什么特征？答：線性定?？刂葡到y(tǒng)，當初始條件為零時，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比稱為系m相位滯后校正】優(yōu)點：提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度；提高系統(tǒng)相對穩(wěn)定性。缺點：降低系統(tǒng)響應速度。12.最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性有何異同？答：最小相位與非最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性相同，兩者對數(shù)相頻特性不同，非最小相位系統(tǒng)的相角變化絕對值比最小相位系統(tǒng)相角變化絕對值大。13.系統(tǒng)時間響應的瞬態(tài)響應反映哪方面的性能？而穩(wěn)態(tài)響應反映哪方面的性能？確性。1sK2K解：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：(s)C(s)s1K11K2R(s)1K1K2sK1K2s1sKK1可見，時間常數(shù)T0.1secKK(1)調(diào)節(jié)時間t3T0.3sec(5％誤差)s30.330.3(2)已知t3T，所以KsKK2tKs1.2由實驗測得二階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線c(t)如題3-8圖所示，試計算其系統(tǒng)參數(shù)和。.nopo12，可求得：ln2oo0.456(也可查圖3-16而得)o2ln2oot17.65rads