機械控制工程基礎(chǔ)考試A卷答案

《機械控制工程根底》考試題考試時間120分鐘課程機械工程控制根底試卷A卷學號班級姓名題號一二三四五六七八九十總分得分閱卷人一、填空(每空1分，共10分)1、自動控制是在沒有人直接參與的情況下，利用控制器使生產(chǎn)工程或被控制對象的某一物理量按預(yù)期的規(guī)律運行。2、控制系統(tǒng)的根本聯(lián)接方式有串聯(lián)、并聯(lián)和反應(yīng)聯(lián)接。3、內(nèi)反應(yīng)是形成機械系統(tǒng)動態(tài)特性的根本原因，為到達某種目的而人為參加的反應(yīng)稱為外反應(yīng)。4、極坐標圖(Nyquist圖)與對數(shù)坐標圖(Bode圖)之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐標圖上的單位圓對應(yīng)于Bode圖上的0分貝線；極坐標圖上的負實軸對應(yīng)于Bode圖上的－180°線。二、選擇題(10×2分=20分)1、反應(yīng)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有(A)A、反應(yīng)回路B、慣性環(huán)節(jié)C、積分環(huán)節(jié)D、PID調(diào)節(jié)器2、自動控制系統(tǒng)按照有無反應(yīng)來分，可以分為(D)A、開環(huán)系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)B、閉環(huán)系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)C、恒值控制系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)D、開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)3、當系統(tǒng)的輸入和輸出時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為(B)A、最優(yōu)控制B、系統(tǒng)辯識C、系統(tǒng)校正D、自適應(yīng)控制4、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在零初始條件下，其(B)的Laplace變換之比。A、輸入與輸出B、輸出與輸入C、輸出與偏差D、輸出與誤差5、瞬態(tài)響應(yīng)的幾個性能指標中，不能反映系統(tǒng)時間響應(yīng)的快速性的是(B)A上升時間trB最大超調(diào)量MpC調(diào)整時間tsD峰值時間tp6、設(shè)ωc為幅值穿越(交界)頻率，φ(ωc)為開環(huán)頻率特性幅值為1時的相位角，那么相位裕度為(C)A180°－φ(ωc) Bφ(ωc)C180°+φ(ωc) D90°+φ(ωc)7、穩(wěn)定性裕量中，G(jω)H(jω)曲線與單位圓相交時的頻率是(B)A相位交界頻率B幅值交界頻率C截止頻率D相位穿越頻率8、以下哪一項不是控制系統(tǒng)的性能指標(C)A時域性能指標B頻域性能指標C穩(wěn)定性裕量指標D綜合性能指標9、某系統(tǒng)的微分方程為,它是(C)A線性系統(tǒng) B線性定常系統(tǒng)C非線性系統(tǒng) D非線性時變系統(tǒng)10、相位超前校正網(wǎng)絡(luò)的作用是以下的哪一項(B)A系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性得到提高B增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度C系統(tǒng)的帶寬下降D系統(tǒng)的上升時間和調(diào)整時間加長三、簡答題(每題7分，共42分)1.什么是線性系統(tǒng)，其最重要的特性是什么？答：如果系統(tǒng)的數(shù)學模型是線性的，這種系統(tǒng)就叫做線性系統(tǒng)。最重要的特點是適用于疊加原理〔輸出和輸入成正比〕。2.什么是時間響應(yīng)？按照控制作用的特點可將系統(tǒng)分為哪幾類？答：時間響應(yīng)是指控制系統(tǒng)在輸入作用下，被控量〔即系統(tǒng)輸出〕隨時間的變化情況。按照控制作用的特點可將系統(tǒng)分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。3.對控制系統(tǒng)的根本要求是什么？答：1〕系統(tǒng)的穩(wěn)定性。是系統(tǒng)工作的首要條件。2〕系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。3〕系統(tǒng)響應(yīng)的準確性。4.控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義是什么？答：系統(tǒng)的穩(wěn)定性指系統(tǒng)在擾動作用下偏離平衡位置，當干擾撤消后，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)回到平衡位置的能力。5.系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是什么？答：系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)所有的特征根的實部全部小于零，或系統(tǒng)傳遞函數(shù)的所有極點均分布在s平面的左半平面內(nèi)。6.寫出六種典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。答：1〕比例環(huán)節(jié)(放大環(huán)節(jié))2〕慣性環(huán)節(jié)3〕微分環(huán)節(jié)4〕積分環(huán)節(jié)5〕振蕩環(huán)節(jié)6〕延時環(huán)節(jié)四、試說明如圖1所示液面自動控制系統(tǒng)的工作原理并判斷系統(tǒng)類型?！?分〕水通過閥門控制而進入水箱，當水位不斷上升時，通過浮子，經(jīng)過杠桿機構(gòu)使閥門關(guān)小，減小進水流量。當水位下降時，通過浮子反應(yīng)，經(jīng)杠桿機構(gòu)使閥門開大。這一系統(tǒng)是用浮子作為控制器來比擬實際液面高度和理想液面高度，并通過杠桿機構(gòu)來控制閥門的開度，對偏差進行修正，從而保持液面高度不變。這是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。五、求以下微分方程的傳遞函數(shù)。(10分)解：在零初始條件下進行Laplace變換：所以，六、假設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖如下圖