1、精選優質文檔-傾情為你奉上全國2001年10月機械工程控制基礎試題參考答案課程代碼：02240一、 單項選擇題（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 最終狀態33.負實根或負實部的復數根 復平面的左半平面34.035.正弦輸入 幅頻和相頻三、 簡答題（本大題共4小題，共16

2、分）36.37.td 延遲時間tr 上升時間tp 峰值時間Mp 超調量ts 調節時間 td、tr、tp、ts反映系統的快速性Mp反映系統的相對穩定性。38.定義：是開環頻率特性幅值為1時對負實軸的相位差值。即從原點到奈氏圖與單位圓交點的連線與負實軸的夾角。計算公式：在極坐標下表示為39.相位超前校正特點： 增加相位余量，提高穩定性 增加幅值穿越頻率，提高快速性 增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。四、計算題（本大題共6小題，共44分）40.系統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： 第一列系數大于零，則系統穩定得 又有：2.25 可得：K4 4

3、K5444. 1 245.系統的開環傳遞函數為，解得又 全國2002年10月自學考試機械工程控制基礎試卷課程代碼：02240一、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干的括號內。每小題1.5分，共30分)1.控制工程主要研究并解決的問題之一是( ) A.系統已定，輸入不確定，求系統的輸出 B.系統已定，輸入已知，求系統的輸出(響應) C.系統已定，規定系統的輸入 D.系統不定，輸入已知，求出系統的輸出(響應)2.f(t)如圖所示 則Lf(t)為( ) A.e-2t B. e-2s C. e-2s D. e-ts3.已知F(s)=，則L-1F(s)為( ) 4.已

4、知F(s)=Lf(t)，若F(s)=,則f(t)|t=?( ) A. B.1 C. D.05.下列系統中為線性系統的微分模型為：( ) A. B. C. D.6.對于定常控制系統來說，( ) A.表達系統的微分方程各項系數不隨時間改變 B.微分方程的各階微分項的冪為1 C.不能用微分方程表示 D.系統總是穩定的7.系統方框圖如圖所示，則系統的閉環傳遞函數為( ) A. B. C. 1+G(S)H(S) D.8.二階系統的傳遞函數為,則系統增益為( ) A.10 B.0.5 C.4 D.59.若系統的單位脈沖響應為e-2t+2e-t，則系統的傳遞函數為：( ) A.B.C.D.10.某系統的傳遞

5、函數為系統的零極點為( ) A.極點s1=-1, s2=-2,零點s3=5 B.極點s1=1, s2=2 C.極點s1=-1, s2=-2 D.極點s1=1, s2=2,零點s3=-511.下列信號中，哪個用來定義二階系統的瞬態響應指標( ) A.單位階躍 B.單位脈沖 C.單位斜坡 D.單位正弦12.系統如圖 ，其穩態誤差定義為( ) A.ess=SG(S) B.ess=te(t) C.ess=e(t) D.ess=e(t)13.某系統傳函數為G(s)=，則轉角頻率為( ) A. B. C.k/ D.k14.控制系統中( ) A.系統型次越高，增益K越大，系統穩定誤差越大 B.系統型次越高，

6、增益K越大，系統穩定誤差越小 C.系統階次越高，增益K越大，系統穩定誤差越小 D.系統階次越高，穩態誤差越大15.在設計控制系統時，穩定性判斷( ) A.不必判斷 B.絕對必要 C.有時是必要的 D.根據系統而定16.系統的正弦響應是指( ) A.不論輸入為何種信號，輸出都為正弦時的情況 B.對系統輸入一系列不同頻率正弦信號時，輸出的響應變化情況 C.對系統輸入一個固定的頻率正弦信號時，輸出的響應變化情況 D.對系統輸入一系列幅值不同的正弦信號時，輸出的響應變化情況17.勞斯判據應用于控制系統穩定性判斷時是針對( ) A.閉環系統的傳遞函數 B.開環系統的傳遞函數 C.閉環系統中的開環傳遞函數

7、的特征方程 D.閉環系統的特征方程18.為了增加系統的穩定性裕量，可以( ) A.減小系統的增益 B.增大系統的增益 C.減小輸入信號 D.使用開環系統19.所謂校正(又稱補償)是指( ) A.加入PID校正器 B.在系統中增加新的環節或改變某些參數 C.使系統穩定 D.使用勞斯判據20.二階振蕩環節G(s)=的幅頻特性（ ） A.越大，諧振峰越高 B.越小，諧振峰越高 C.n越小，諧振峰越高 D.n越大，諧振峰越高二、填空題(每空0.5分，共10分)21.閉環系統是指系統的_對系統有控制作用，或者說，系統中存在_的回路。22.設計控制系統基于以下幾個要求：_性、_性、_性和_性。23.傳遞函

8、數通過_與_之間信息的傳遞關系，來描述系統本身的動態特征。24.系統在外加激勵作用下，其_隨_變化的函數關系稱為系統的時間響應。25.頻率響應是系統對_輸入的_。26.若系統傳遞函數G(S)的所有_均在S平面的_，則系統稱為最小相位系統。27.一個系統穩定的必要和充分條件是，其特征方程的所有的根都必須為_或_。也即穩定系統的全部根Si均應在復平面的_。28.PID校正器是能夠實現P_，I 和D_控制作用的校正器。三、簡答題(每小題5分，共20分)29.(5分)什么是反饋(包括正反饋和負反饋)?什么是閉環控制系統?30.(5分)單位反饋系統的前向通道傳遞函數為Gk(s)=，a、b、c為大于0的常

9、數。(1)試寫出靜態誤差系數Kp、Kv和Ka。(2)當系統輸入為單位斜坡函數時，系統有無穩態誤差，若有為何值?31.(5分)簡述系統相對穩定性的概念?何為相位裕量?(畫圖說明)32.(5分)串聯相位超前校正時瞬態響應作了何種改善?簡述原理。四、計算題(共40分)33.(6分)某系統方框圖如下，求使系統穩定的f值范圍。34.(6分)寫出圖示系統的傳遞函數，并寫出系統的n和。35.(6分)化簡下列方框圖，并寫出傳遞函數。36.(6分)某系統如圖 試求該系統的峰值時間、最大超調量(單位階躍輸入)37.(8分)設單位反饋系統的開環傳遞函數G(s)=試求閉環的Mr,r 和d38.(8分)已知系統開環傳遞

10、函數為G(s)=(1)試畫出傳遞函數對應的漸近線幅頻特性曲線；(2)試畫出相應的近似相頻特性曲線；(3)系統是否穩定，為什么?全國2001年10月機械工程控制基礎試題課程代碼：02240第一部分 選擇題一、 單項選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。1. 開環系統與閉環系統最本質的區別是（ ）A.開環系統的輸出對系統無控制作用，閉環系統的輸出對系統有控制作用B.開環系統的輸入對系統無控制作用，閉環系統的輸入對系統有控制作用C.開環系統不一定有反饋回路，閉環系統有反饋回路D.開環系統不一定有反饋

11、回路，閉環系統也不一定有反饋回路2. 若，則（ ）A.B.C.D.3. 已知其（ ）A.B.C.D.4. 下列函數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，則（ ）A.B.C.D.6. 線性系統與非線性系統的根本區別在于（ ）A.線性系統微分方程的系數為常數，而非線性系統微分方程的系數為時變函數B.線性系統只有一個外加輸入，而非線性系統有多個外加輸入C.線性系統滿足迭加原理，非線性系統不滿足迭加原理D.線性系統在實際系統中普遍存在，而非線性系統在實際中存在較少7. 系統方框圖如圖示，則該系統的開環傳遞函數為（ ）A. B.C.D.8. 二階系統的極點分別

12、為，系統增益為5，則其傳遞函數為（ ）A.B.C.D.9. 某系統的傳遞函數為，則該系統的單位脈沖響應函數為（ ）A.B.C.D.10. 二階欠阻尼系統的上升時間定義為（ ）A.單位階躍響應達到穩態值所需的時間B.單位階躍響應從穩態值的10%上升到90%所需的時間C.單位階躍響應從零第一次上升到穩態值時所需的時間D.單位階躍響應達到其穩態值的50%所需的時間11. 系統類型、開環增益對系統穩態誤差的影響為（ ）A.系統型次越高，開環增益K越大，系統穩態誤差越小B.系統型次越低，開環增益K越大，系統穩態誤差越小C.系統型次越高，開環增益K越小，系統穩態誤差越小D.系統型次越低，開環增益K越小，系

13、統穩態誤差越小12. 一系統的傳遞函數為，則該系統時間響應的快速性（ ）A.與K有關B.與K和T有關C.與T有關D.與輸入信號大小有關13. 一閉環系統的開環傳遞函數為，則該系統為（ ）A.0型系統，開環增益為8B.I型系統，開環增益為8C.I型系統，開環增益為4D.0型系統，開環增益為414. 瞬態響應的性能指標是根據哪一種輸入信號作用下的瞬態響應定義的（ ）A.單位脈沖函數B.單位階躍函數C.單位正弦函數D.單位斜坡函數15.二階系統的傳遞函數為 ，當K增大時，其（ ）A.無阻尼自然頻率增大，阻尼比增大B.無阻尼自然頻率增大，阻尼比減小C.無阻尼自然頻率減小，阻尼比減小D.無阻尼自然頻率減

14、小，阻尼比增大16. 所謂最小相位系統是指（ ）A.系統傳遞函數的極點均在S平面左半平面B.系統開環傳遞函數的所有零點和極點均在S平面左半平面C.系統閉環傳遞函數的所有零點和極點均在S平面右半平面D.系統開環傳遞函數的所有零點和極點均在S平面右半平面17. 一系統的傳遞函數為，則其截止頻率為（ ）A. 2B.0.5C.5D.1018. 一系統的傳遞函數為，則其相位角可表達為（ ）A.B.C.D.19. 一系統的傳遞函數為，當輸入時，則其穩態輸出的幅值為（ ）A.B.C.2D.420. 延時環節，其相頻特性和幅頻特性的變化規律是（ ）A. dBB. dBC. dBD. dB21. 一單位反饋系統

15、的開環傳遞函數為，當K增大時，對系統性能能的影響是（ ）A.穩定性降低B.頻寬降低C.階躍輸入誤差增大D.階躍輸入誤差減小22. 一單位反饋系統的開環Bode圖已知，其幅頻特性在低頻段是一條斜率為的漸近直線，且延長線與0dB線的交點頻率為，則當輸入為時，其穩態誤差為（ ）A.0.1B.0.2C.0D.0.523. 利用乃奎斯特穩定性判據判斷系統的穩定性時，中的Z表示意義為（ ）A.開環傳遞函數零點在S左半平面的個數B.開環傳遞函數零點在S右半平面的個數C.閉環傳遞函數零點在S右半平面的個數D.閉環特征方程的根在S右半平面的個數24. 關于勞斯胡爾維茨穩定性判據和乃奎斯特穩定性判據，以下敘述中正

16、確的是（ ）A.勞斯胡爾維茨判據屬代數判據，是用來判斷開環系統穩定性的B.乃奎斯特判據屬幾何判據，是用來判斷閉環系統穩定性的C.乃奎斯特判據是用來判斷開環系統穩定性的D.以上敘述均不正確25.以下頻域性能指標中根據開環系統來定義的是（ ） 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. 一單位反饋系統的開環傳遞函數為，則該系統穩定的K值范圍為（ ）A.K0B.K1C.0K10D. K127. 對于開環頻率特性曲線與閉環系統性能之間的關系，以下敘述中不正確的有（ ）A.開環頻率特性的低頻段表征了閉環系統的穩定性B.中頻段表征了閉環系統的動態特性C.高頻段表征了閉環

17、系統的抗干擾能力D.低頻段的增益應充分大，以保證穩態誤差的要求28. 以下性能指標中不能反映系統響應速度的指標為（ ）A.上升時間B.調整時間C.幅值穿越頻率D.相位穿越頻率29. 當系統采用串聯校正時，校正環節為，則該校正環節對系統性能的影響是（ ）A.增大開環幅值穿越頻率B.增大穩態誤差C.減小穩態誤差D.穩態誤差不變，響應速度降低30. 串聯校正環節，關于A與B之間關系的正確描述為（ ）A.若Gc(s)為超前校正環節，則AB0B.若Gc(s)為滯后校正環節，則AB0C.若Gc(s)為超前滯后校正環節，則ABD.若Gc(s)為PID校正環節，則A=0，B0第二部分 非選擇題二、填空題（本大

18、題共5小題，每小題2分，共10分）31.傳遞函數的定義是對于線性定常系統,在 的條件下，系統輸出量的拉氏變換與 之比。32.瞬態響應是系統受到外加作用激勵后，從 狀態到 狀態的響應過程。33.判別系統穩定性的出發點是系統特征方程的根必須為 ，即系統的特征根必須全部在 是系統穩定的充要條件。34.I型系統在單位階躍輸入下，穩態誤差為 ，在單位加速度輸入下，穩態誤差為 。35.頻率響應是系統對 的穩態響應，頻率特性包括 兩種特性。三、簡答題（共16分）36.二階系統的傳遞函數為，試在左圖中標出系統的特征根在S平面上的位置，在右圖中標出單位階躍曲線。37.時域動態性能指標有哪些？它們反映系統哪些方面

19、的性能？38.簡述相位裕量的定義、計算公式，并在極坐標上表示出來。39.簡述串聯相位超前校正的特點。四、計算題（本大題共6小題，共44分）40.（7分）機械系統如圖所示，其中，外力f(t)為系統的輸入，位移x(t)為系統的輸出，m為小車質量，k為彈簧的彈性系數，B為阻尼器的阻尼系數，試求系統的傳遞函數（忽略小車與地面的摩擦）。41.（7分）已知系統結構如圖，試求傳遞函數及42.（7分）系統如圖所示，為單位階躍函數，試求：1. 系統的阻尼比和無阻尼自然頻率2. 動態性能指標：超調量Mp和調節時間43.（8分）如圖所示系統，試確定使系統穩定且在單位斜坡輸入下時，K的數值。 44.（7分）已知開環最

20、小相位系統的對數幅頻特性如圖所示。1. 寫出開環傳遞函數G(s)的表達式；2. 概略繪制系統的乃奈斯特圖。45.（8分）已知單位反饋系統的閉環傳遞函數，試求系統的相位裕量和幅值裕量kg2005年10月全國自考機械工程控制基礎試卷專心-專注-專業2005年10月自考機械工程控制基礎答案浙江省2002年1月機械工程控制基礎試題課程代碼：02240一、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。每小題1分，共30分)1.當系統的輸入和輸出已知時，求系統結構與參數的問題，稱為( ) A.最優控制B.系統辯識 C.系統校正D.自適應控制2.反饋控制系統是指

21、系統中有( ) A.反饋回路B.慣性環節 C.積分環節D.PID調節器3.( )=,(a為常數)。 A. LeatB. Leat C. Le(ta)D. Le(t+a)4.Lt2e2t=( ) A. B. C. D. 5.若F(s)=，則=( ) A. 4B. 2 C. 0D. 6.已知f(t)=eat,(a為實數)，則L=( )A. B. C. D. 7.f(t)= ，則Lf(t)=( ) A. B. C. D. 8.某系統的微分方程為,它是( ) A.線性系統B.線性定常系統 C.非線性系統D.非線性時變系統9.某環節的傳遞函數為G(s)=e2s，它是( ) A.比例環節B.延時環節 C.

22、慣性環節D.微分環節10.圖示系統的傳遞函數為( ) A. B. C. RCs+1 D. 11.二階系統的傳遞函數為G(s)=,其無阻尼固有頻率n是( ) A. 10B. 5C. 2.5D. 2512.一階系統的單位脈沖響應曲線在t=0處的斜率為( ) A. B. KTC. D. 13.某系統的傳遞函數G(s)=,則其單位階躍響應函數為( ) A. B. C. K(1et/T)D. (1eKt/T)14.圖示系統稱為( )型系統。 A. 0 B. C. D. 15.延時環節G(s)=es的相頻特性G(j)等于( ) A. B. C.D.16.對數幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應的傳遞函數G(s

23、)為( ) A. 1+TsB. C. D. (1+Ts)217.圖示對應的環節為( ) A. Ts B. C. 1+Ts D. 18.設系統的特征方程為D(s)=s3+14s2+40s+40=0，則此系統穩定的值范圍為( ) A. 0B. 014D. 019.典型二階振蕩環節的峰值時間與( )有關。 A.增益B.誤差帶 C.增益和阻尼比D.阻尼比和無阻尼固有頻率20.若系統的Bode圖在=5處出現轉折(如圖所示)，這說明系統中有( )環節。 A. 5s+1B. (5s+1)2 C. 0.2s+1D. 21.某系統的傳遞函數為G(s)=,其零、極點是( ) A.零點s=0.25,s=3;極點s=

24、7,s=2B.零點s=7,s=2;極點s=0.25,s=3 C.零點s=7,s=2;極點s=1,s=3D.零點s=7,s=2;極點s=0.25,s=322.一系統的開環傳遞函數為,則系統的開環增益和型次依次為( ) A. 0.4，B. 0.4，C. 3，D. 3，23.已知系統的傳遞函數G(s)=，其幅頻特性G(j)應為( ) A. B. C. D. 24.二階系統的阻尼比，等于( ) A.系統的粘性阻尼系數 B.臨界阻尼系數與系統粘性阻尼系數之比 C.系統粘性阻尼系數與臨界阻尼系數之比 D.系統粘性阻尼系數的倒數25.設c為幅值穿越(交界)頻率，(c)為開環頻率特性幅值為1時的相位角，則相位

25、裕度為( ) A. 180(c)B. (c) C. 180+(c)D. 90+(c)26.單位反饋控制系統的開環傳遞函數為G(s)=，則系統在r(t)=2t輸入作用下，其穩態誤差為( ) A. B. C. D. 027.二階系統的傳遞函數為G(s)=,在0時，其無阻尼固有頻率n與諧振頻率r的關系為( ) A. nrD. 兩者無關28.串聯相位滯后校正通常用于( ) A.提高系統的快速性B.提高系統的穩態精度 C.減少系統的阻尼D.減少系統的固有頻率29.下列串聯校正裝置的傳遞函數中，能在頻率c=4處提供最大相位超前角的是( ) A. B. C. D. 30.從某系統的Bode圖上，已知其剪切頻

26、率c40，則下列串聯校正裝置的傳遞函數中能在基本保持原系統穩定性及頻帶寬的前提下，通過適當調整增益使穩態誤差減至最小的是( ) A. B. C. D. 二、填空題(每小題2分，共10分)1.系統的穩態誤差與系統開環傳遞函數的增益、_和_有關。2.一個單位反饋系統的前向傳遞函數為，則該閉環系統的特征方程為_開環增益為_。3.二階系統在階躍信號作用下，其調整時間ts與阻尼比、_和_有關。4.極坐標圖(Nyquist圖)與對數坐標圖(Bode圖)之間對應關系為：極坐標圖上的單位圓對應于Bode圖上的_；極坐標圖上的負實軸對應于Bode圖上的_。5.系統傳遞函數只與_有關，與_無關。三、簡答題(共16分)1.(4分)已知系統的傳遞函數為，求系統的脈沖響應表達式。2.(4分)已知單位反饋系統的開環傳遞函數為，試問該系統為幾型系統?系統的單位階躍響應穩態值為多少?3.(4分)已知二階欠阻尼系統的單位階躍響應如下，如果將阻尼比增大(但不超過1)，請用文字和圖形定性說明其單位階躍響應的變化。4.(4分)已知各系統的零點(o)、極點(x)分布分別如圖所示，請問各個系統是否有非主導極點，