自动控制工程基础复习题及答案

自动控制工程基础复习题及答案
自动控制工程基础复习题及答案

一、单项选择题:

1. 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )

A .线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入。

B .线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入。

C .线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理。

D .线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理。

2.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的 ( B )

A .代数方程

B .特征方程

C .差分方程

D .状态方程 3. 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 ( D )

A .脉冲函数

B .斜坡函数

C .抛物线函数

D .阶跃函数

4.设控制系统的开环传递函数为G(s)=

)

2s )(1s (s 10

++,该系统为 ( B )

A .0型系统

B .I 型系统

C .II 型系统

D .III 型系统

5.二阶振荡环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为 ( B ) A .-270° B .-180° C .-90° D .0°

6. 根据输入量变化的规律分类,控制系统可分为 ( A )

A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统

B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统

C.最优控制系统和模糊控制系统

D.连续控制系统和离散控制系统

7.采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为 ( C )

A .)s (G 1)

s (G + B .)

s (H )s (G 11+

C .

)

s (H )s (G 1)

s (G +

D .

)

s (H )s (G 1)

s (G -

8. 一阶系统G(s)=

1

+Ts K

的时间常数T 越大,则系统的输出响应达到稳态值的时间 ( A )

A .越长

B .越短

C .不变

D .不定

9.拉氏变换将时间函数变换成 ( D )

A .正弦函数

B .单位阶跃函数

C .单位脉冲函数

D .复变函数 10.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 ( D )

A .系统输出信号与输入信号之比

B .系统输入信号与输出信号之比

C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比

D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

11.若某系统的传递函数为G(s)=1

Ts K

+,则其频率特性的实部R(ω)是 ( A ) A .22T 1K ω+ B .-22T 1K

ω+

C .T 1K ω+

D .-T

1K ω+

12. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A )

A. 90°

B. -90°

C. 0°

D. -180°

13. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( B )

A. 90°

B. -90°

C. 0°

D. -180°

14.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关? ( C )

A.输入信号

B.初始条件

C.系统的结构参数

D.输入信号和初始条件

15. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C )

A.充分条件

B.必要条件

C.充分必要条件

D.以上都不是

16. 有一线性系统,其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时,输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数),输出应为 ( B )

A. a 1y 1(t)+y 2(t)

B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)

C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)

D. y 1(t)+a 2y 2(t)

17. I 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 ( B )

A. -40(dB/dec)

B. -20(dB/dec)

C. 0(dB/dec)

D. +20(dB/dec)

18. 设系统的传递函数为G(s)=25

525

2++s s ,则系统的阻尼比为 ( C )

A.25

B. 5

C. 2

1

D. 1

19.正弦函数sin t ω的拉氏变换是 ( B )

A.ω+s 1

B.2

2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2

2s 1ω

+

20.二阶系统当0<ζ<1时,如果增加ζ,则输出响应的最大超调量%σ将 ( B ) A.增加 B.减小

C.不变

D.不定

21.主导极点的特点是 ( D )

A.距离实轴很远

B.距离实轴很近

C.距离虚轴很远

D.距离虚轴很近 22.余弦函数cos t ω的拉氏变换是 ( C )

A.ω+s 1

B.2

2s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 23.设积分环节的传递函数为G(s)=

s

1

,则其频率特性幅值M(ω)= ( C ) A.

ωK

B.2K ω

C.ω1

D.21ω

24. 比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C )

A.90°

B.-90°

C.0°

D.-180°

25. 奈奎斯特稳定性判据是利用系统的( C )来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。

A.开环幅值频率特性

B.开环相角频率特性

C.开环幅相频率特性

D.闭环幅相频率特性

26. 系统的传递函数 ( C )

A.与输入信号有关

B.与输出信号有关

C.完全由系统的结构和参数决定

D.既由系统的结构和参数决定,也与输入信号有关

27. 一阶系统的阶跃响应, ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡

28. 二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在( D )之间。

A.0°和90°

B.0°和-90°

C.0°和180°

D.0°和-180°

29. 某二阶系统阻尼比为0.2,则系统阶跃响应为 ( C )

A. 发散振荡

B. 单调衰减

C. 衰减振荡

D. 等幅振荡

二、填空题:

1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理,而非线性控制系统则不能。 2.反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 3.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差e ss =__∞___。

4.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时,系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。

6.线性定常系统的传递函数,是在_ 初始条件为零___时,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。

7.函数te -at 的拉氏变换为

2

)

(1

a s +。 8.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。

9.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为__-20__dB /dec 。 10.二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时,响应曲线为等幅振荡。 11.在单位斜坡输入信号作用下,Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。

12.0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ,高度为20lgKp 。 13.单位斜坡函数t 的拉氏变换为

21

s

。 14. 根据系统输入量变化的规律,控制系统可分为__恒值__控制系统、___随动___ 控制系

统和程序控制系统。

15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、__快速性__和准确性。 16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定,与__输入量、扰动量__的形式无关。 17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率w n 。 18. 设系统的频率特性G(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R +。 19. 分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…,这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。

20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21.ω从0变化到+∞时,惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限,形状为___

半___圆。

22. 用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是_正弦函数_。 23.二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 24.G(s)=

1

+Ts K

的环节称为___惯性__环节。 25.系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。

26.线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。 27. 稳定性 、 快速性 和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。

28.二阶系统的典型传递函数是2

222n

n n

w s w s w ++ξ。 29.设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω,则)(R ω称为 实频特性 。

30. 根据控制系统元件的特性,控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 31. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、快速性和_准确性__。

32.二阶振荡环节的谐振频率ωr 与阻尼系数ξ的关系为ωr =ωn 122-ξ。

33.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类,控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。

34.用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。 35.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时,为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。

三、设系统的闭环传递函数为Gc(s)=

ωξωωn

n n

s s 2222++,试求最大超调量σ%=9.6%、峰值

时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。 解:∵%100%2

1?=--ξξπ

σe =9.6%

∴ξ=0.6 ∵t p =

πωξ

n 12

-=0.2

∴ωn =

πξ

t p 131402106

2

2

-=

-=...19.6rad/s

四、设一系统的闭环传递函数为G c (s)=

ωξωωn

n n

s s 2222++,试求最大超调量σ%=5%、调整

时间t s =2秒(△=0.05)时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。

解:∵%100%2

1?=--ξξπ

σe =5%

∴ξ=0.69 ∵t s =

ξ

ωn 3

=2

∴ωn =2.17 rad/s

五、设单位负反馈系统的开环传递函数为 )

6(25

)(+=

s s s G k

求(1)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn ;

(2)系统的峰值时间t p 、超调量σ%、 调整时间t S (△=0.02);

解:系统闭环传递函数2562525)6(25)

6(251)6(25

)(2++=++=++

+=s s s s s s s s s G B

与标准形式对比,可知 62=n w ξ ,252

=n w

故 5=n w , 6.0=ξ

又 46.015122=-?=-=ξn d w w 785.04

==

=

π

π

d

p w t

33.14

%

5.9%100%100%2

2

6.016.01==

=?=?=----n

s w t e

e

ξσπ

ξ

ξπ

六、某系统如下图所示,试求其无阻尼自然频率ωn ,阻尼比ζ,超调量σ%,峰值时间p

t ,

调整时间s t (△=0.02)。

解: 对于上图所示系统,首先应求出其传递函数,化成标准形式,然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。

()()()()

()04.008.022********

.04501001450100

2++=++=?+++=s s s s s s s s s X s X i o 与标准形式对比,可知 08.02=n w ξ ,04

.02

=n w

()()

()s t s t e

e

s rad n

s n p n 1002

.02.04

4

03.162

.012.01%

7.52%2

.0/2.02

2

2.012

.012

2

=?=

≈-=

-=≈====-?-

--

?ωπ

?

ωπσ?ωπ?

π?

七、已知单位负反馈系统的开环传递函数如下: )

2(100

)(+=

s s s G K

求:(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ;

(2)试求输入为t t r 31)(+=时,系统的稳态误差。 解:(1)将传递函数化成标准形式

)

15.0(50

)2(100)(+=+=

s s s s s G K

可见,v =1,这是一个I 型系统 开环增益K =50;

(2)讨论输入信号,t t r 31)(+=,即A =1,B =3 根据表3—4,误差06.006.0050

3

111=+=+∞+=++=

V p ss K B K A e

八、 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下: )

2.0)(1.0(2

)(2

++=

s s s s G K 求:(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ;

(2)试求输入为2

425)(t t t r ++=时,系统的稳态误差。 解:(1)将传递函数化成标准形式

)

15)(110(100

)2.0)(1.0(2)(2

2++=++=

s s s s s s s G K 可见,v =2,这是一个II 型系统 开环增益K =100;

(2)讨论输入信号,2

425)(t t t r ++=,即A =5,B =2, C=4 根据表3—4,误差04.004.000100

4

2151=++=+∞+∞+=+++=

a V p ss K C K B K A e

九、 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下: )

11.0)(12.0(20

)(++=

s s s G K

求:(1) 试确定系统的型次v 和开环增益K ;

(2)试求输入为2

252)(t t t r ++=时,系统的稳态误差。 解:(1)该传递函数已经为标准形式 可见,v =0,这是一个0型系统 开环增益K =20;

(2)讨论输入信号,2252)(t t t r ++=,即A =2,B =5,C=2 根据表3—4,误差∞=∞+∞+=+++=+++=21

2

020520121Ka C K B K A e V p ss

十、设系统特征方程为

s 4+2s 3+3s 2+4s+5=0

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a 4=1,a 3=2,a 2=3,a 1=4,a 0=5均大于零,且有

53100420053100424=

?

021>=?

0241322>=?-?=?

0124145224323<-=??-??-??=? 060)12(5534<-=-?=?=?

所以,此系统是不稳定的。

十一、设系统特征方程为

0310126234=++++s s s s

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a 4=1,a 3=6,a 2=12,a 1=10,a 0=3均大于零,且有

3

1210

010600

3

121001064=

?

061>=?

0621011262>=?-?=?

051210110366101263>=??-??-??=? 015365123334>=?=?=?

所以,此系统是稳定的。

十二、设系统特征方程为

03425234=++++s s s s

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

解:用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a 4=1,a 3=5,a 2=2,a 1=4,a 0=3均大于零, 且有

3

2100450032100454=

?

051>=? 0641252>=?-?=? 0514143554253<-=??-??-??=? 0153)51(3334<-=-?=?=?

所以,此系统是不稳定的。

十三、设系统特征方程为

0164223=+++s s s

试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。 解:(1)用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别,a 3=2,a 2=4,a 1=6,a 0=1均大于零,且有

1

400620143=?

61210441640

2212640

4321>=??-??-??=?>=?-?=?>=?

所以,此系统是稳定的。

十四、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。

)

102.0(30

)(+=

s s s G

解:该系统开环增益K =30;

有一个积分环节,即v =1;低频渐近线通过(1,20lg30)这点,斜率为-20dB/dec ;

有一个惯性环节,对应转折频率为5002

.01

1==w ,斜率增加-20dB/dec 。 系统对数幅频特性曲线如下所示。

十五、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。

)

101.0)(11.0(100

)(++=

s s s s G

解:该系统开环增益K =100;

有一个积分环节,即v =1;低频渐近线通过(1,20lg100)这点,即通过(1,40)这

20lg30

点斜率为-20dB/dec ;

有两个惯性环节,对应转折频率为101.011==w ,10001

.01

2==w ,斜率分别增加-20dB/dec

系统对数幅频特性曲线如下所示。

十六、设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。

11.0)(+=s s G

解:该系统开环增益K =1;

无积分、微分环节,即v =0,低频渐近线通过(1,20lg1)这点,即通过(1,0)这点斜率为0dB/dec ;

有一个一阶微分环节,对应转折频率为101

.01

1==w ,斜率增加20dB/dec 。 系统对数幅频特性曲线如下所示。

十七、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。

解:

十八、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。

解:

十九、如下图所示,将方框图化简,并求出其传递函数。

解:

控制工程基础期末考试题

一、填空题 1.控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。 2.脉冲响应函数是t e t g 532)(--=,系统的传递函数为___2s ?3S+5____ 。 3.响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间,称为峰值时间t p 。 4.对于一阶系统的阶跃响应,其主要动态性能指标是___T _____,T 越大,快速性越___差____。 5.惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。 二、选择题 1.热处理加热炉的炉温控制系统属于:A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2.适合应用传递函数描述的系统是( C )。 A 、单输入,单输出的定常系统; B 、单输入,单输出的线性时变系统; C 、单输入,单输出的线性定常系统; D 、非线性系统。 3.脉冲响应函数是t e t g 532)(--=,系统的传递函数为: A A.)5(32+-s s B.) 5(32-+s s C.)5(32+- s D. )5(32++s s 4.实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹,那么必然存在( C ) A .闭环零点 B .开环零点 C .分离点 D .虚根 5. 在高阶系统中,动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点,与其它非主导极点相比,主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离(实部长度) 要( A ) A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6.一阶系统的动态性能指标主要是( C ) A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B )个数对系统进行分类。

机械控制工程基础第五章练习习题及解答

题型:选择题 题目:关于系统稳定的说法错误的是【】 A.线性系统稳定性与输入无关 B.线性系统稳定性与系统初始状态无关 C.非线性系统稳定性与系统初始状态无关 D.非线性系统稳定性与系统初始状态有关 分析与提示:线性系统稳定性与输入无关;非线性系统稳定性与系统初始状态有关。 答案:C 习题二 题型:填空题 题目:判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为或为具有负实部的复数,即系统的特征根必须全部在是系统稳定的充要条件。 分析与提示:判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实数或为具有负实部的复数,即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 答案:负实数、复平面的左半平面 习题三 题型:选择题 题目:一个线性系统稳定与否取决于【】 A.系统的结构和参数 B.系统的输入 C.系统的干扰 D.系统的初始状态 分析与提示:线性系统稳定与否取决于系统本身的结构和参数。 答案:A 习题四 题型:填空题 题目:若系统在的影响下,响应随着时间的推移,逐渐衰减并回到平衡位置,则称该系统是稳定的 分析与提示:若系统在初始状态的影响下(零输入),响应随着时间的推移,逐渐衰减并趋向于零(回到平衡位置),则称该系统是稳定的;反之,若系统的零输入响应发散,则系统是不稳定的。 答案:初始状态 习题五 题型:填空题 题目:系统的稳定决定于的解。 分析与提示:系统的稳定决定于特征方程的解。 答案:特征方程

题型:填空题 题目:胡尔维兹(Hurwitz )判据、劳斯(Routh )判据又称为 判据。 分析与提示:胡尔维兹(Hurwitz )判据、劳斯(Routh )判据,又称为代数稳定性判据。 答案:代数稳定性 习题二 题型:填空题 题目:利用胡尔维兹判据,则系统稳定的充要条件为:特征方程的各项系数均为 ;各阶子行列式都 。 分析与提示:胡尔维兹判据系统稳定的充要条件为:特征方程的各项系数均为正;各阶子行列式都大于零。 答案:正、大于零 习题三 题型:计算题 题目:系统的特征方程为 010532234=++++s s s s 用胡尔维兹判据判别系统的稳定性。 分析与提示:利用胡尔维兹判据,其各阶系数均大于零,计算子行列式。 答案:(1)特征方程的各项系数为 10,5,3,1,201234=====a a a a a 均为正值。 (2) 0131>==?a 0714232 4 132<-=-== ?a a a a a a a a 不满足胡尔维兹行列式全部为正的条件,所以系统不稳定 习题四 题型:计算题 题目:单位反馈系统的开环传递函数为 ()()() 125.011.0++= s s s K s G 利用胡尔维兹判据求使系统稳定的K 值范围。 分析与提示:利用胡尔维兹判据,其各阶系数均大于零,计算子行列式,反求出K 的范围。 答案:系统的闭环特征方程为 ()()0125.011.0=+++K s s s

控制工程基础2006年期末试题

清华大学本科生考试试题专用纸 考试课程 控制工程基础 (卷) 年 月 日 . 设有一个系统如图所示,, , (),当系统受到输入信号t t x i sin 5)(= 的作用时,试求系统的稳态输出)(t x o 。(分 ) i x o x K K D 图 . 设一单位反馈系统的开环传递函数为 ) 11.0(100 )(+= s s s G 现有三种串联校正装置,均为最小相位的,它们的对数幅频特性渐近线如图所示。 若要使系统的稳态误差不变,而减小超调量,加快系统的动态响应速度,应选取哪种校正装置?系统的相角裕量约增加多少?(分) ) L (w ) (d B ) () ) L (w ) (d B ) ) L (w ) (d B ) () ()

图 . 对任意二阶环节进行校正,如图,如果使用控制器, , 均为实数,是否可以实现闭环极点的任意配置?试证明之。(分) 图 . 一个未知传递函数的被控系统,先未经校正,构成单位反馈闭环。经过测试,得知闭环系统的单位阶跃响应如图所示。 问:() 系统的开环低频增益是多少?(分) () 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统,试写出其近似闭环传递函数;(分) ()如果采用形式的串联校正()I c 1 K G s s =+,在什么范围内时,对原开环系统 相位裕量的改变约在 5.7~0-??之间?(分) 17/8 图 .已知计算机控制系统如图所示,采用数字比例控制()D z K =,其中>。设采样周期 (i X s ) z 图 ()试求系统的闭环脉冲传递函数() ()() o c i X z G z X z =; (分) ()试判断系统稳定的值范围; (分) ()当系统干扰()1()n t t =时,试求系统由干扰引起的稳态误差。 (分)

《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438

《控制工程基础》期末复习题 一、选择题 1、采用负反馈形式连接后,则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定; B 、系统动态性能一定会提高; C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除; D 、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点; B 、在积分环节外加单位负反馈; C 、增加开环零点; D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ,则系统 ( ) A 、稳定; B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C 、临界稳定; D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ,说明 ( ) A 、 型别2

8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>,则下列说法正确的是 ( )。 A 、不稳定; B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定; C 、稳定; D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为1011001 s s ++,则该校正装置属于( )。 A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断 10、下列串联校正装置的传递函数中,能在1c ω=处提供最大相位超前角的是: A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、210.51s s ++ D 、0.11101 s s ++ 11、关于传递函数,错误的说法是 ( ) A 传递函数只适用于线性定常系统; B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C 传递函数一般是为复变量s 的真分式; D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 12、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A 、增加积分环节 B 、提高系统的开环增益K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿 13、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5) s s ++,则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 50 B 、25 C 、10 D 、5 15、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点,则说明该系统( ) 。 A 、含两个理想微分环节 B 、含两个积分环节 C 、位置误差系数为0 D 、速度误差系数为0 16、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 17、已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是( ) A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+) C 、2(1)K s s s +- D 、(1)(2) K s s s -- 18、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是 ( )。

西安交通大学17年3月课程考试《机械控制工程基础》作业考核试题

西安交通大学17年3月课程考试《机械控制工程基础》作业考核试题 一、单选题(共30 道试题,共60 分。) 1. 一个系统稳定的充要条件是系统的全部极点都在[S]平面的() A. 右半平面内 B. 上半平面内 C. 左半平面内 D. 下半平面内 正确答案: 2. 拉氏变换将时间函数变换成() A. 正弦函数 B. 单位阶跃函数 C. 单位脉冲函数 D. 复变函数 正确答案: 3. 一阶系统的阶跃响应,( ) A. 当时间常数T较大时有振荡 B. 当时间常数T较小时有振荡 C. 有振荡 D. 无振荡 正确答案: 4. 系统稳定的必要和充分条件是其特征方程的所有的根都必须为() A. 负实数或为具有负实部的复数 B. 正实数 C. 具有正实数的复数 D. 具有负实数的复数 正确答案: 5. 一个线性系统稳定与否取决于() A. 系统的结构和参数 B. 系统的输入 C. 系统的干扰 D. 系统的初始状态 正确答案: 6. 关于系统模型的说法,正确的是() A. 每个系统只有一种数据模型 B. 动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C. 动态模型比静态模型好

D. 静态模型比动态模型好 正确答案: 7. 最小相位系统的定义为:系统开环传递函数G(s)的所有零点和极点均在s平面的() A. 左半平面 B. 左半平面 C. 上半平面 D. 下半平面 正确答案: 8. 二阶欠阻尼系统的上升时间为() A. 阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B. 阶跃响应曲线达到稳定值的时 C. 阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D. 阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 正确答案: 9. 系统的传递函数() A. 与外界无关 B. 反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C. 完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 正确答案: 10. 线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下() A. 系统输出信号与输入信号之比 B. 系统输入信号与输出信号之比 C. 系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D. 系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 正确答案: 11. 某线性定常系统,当输入为单位阶跃函数时,该系统的传递函数为( ) A. sY(s) B. s+Y(s) C. s-Y(s) D. ssY(s) 正确答案: 12. 二阶系统的阻尼比ζ,等于( ) A. 系统的粘性阻尼系数 B. 临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比 C. 系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比 D. 系统粘性阻尼系数的倒数 正确答案: 13. 关于反馈的说法,正确的是() A. 反馈实质上就是信号的并联 B. 反馈都是人为加入的 C. 正反馈就是输入信号与反馈相加 D. 反馈就是输出以不同方式作用于系统 正确答案:

机械控制工程基础期末试卷 答案2

一. 填空题(每小题2.5分,共25分) 1. 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 快速性 和 准确性 。 2. 按系统有无反馈,通常可将控制系统分为 开环系统 和 闭环系统 。 3. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。 4. 误差响应 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度,它用来衡量系统 控制精度的程度。 5. 一阶系统 1 1 Ts 的单位阶跃响应的表达是 。 6. 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频域性能指标 。 7. 频率响应是线性定常系统对 谐波 输入的稳态响应。 8. 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数,而且与 的类型有关。 9. 脉冲信号可以用来反映系统的 。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 。 二. 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统(10分) 电压放大 功率放大 可逆电机 + -自偶调压器~220V U f +给定毫 伏信号 + -电炉热电偶加热器 U e U g 炉温控制系统 减速器 - 图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成,且画出原理方框图,说明其工作原理。 三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程, 并求该电路的传递函数(10分) 图2 R u 0 u i L C u 0 u i C u 0 u i R (a) (b) (c)

四、求拉氏变换与反变换(10分) 1.求[0.5]t te -(5分) 2.求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ (5分) 五、化简图3所示的框图,并求出闭环传递函数(10分)

机械控制工程基础试题及答案

一、单项选择题(在每小题的四个被选答案中,选出一个正确的答案,并将其 答案按顺序写在答题纸上,每小题2分,共40分) 1. 闭环控制系统的特点是 A 不必利用输出的反馈信息 B 利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制 C 不一定有反馈回路 D 任何时刻输入与输出之间偏差总是零,因此不是用偏差来控制的 2.线性系统与非线性系统的根本区别在于 A 线性系统有外加输入,非线性系统无外加输入 B 线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入 C 线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理 D 线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理 3. 2 22 )]([b s b s t f L ++=,则)(t f A bt b bt cos sin + B bt bt b cos sin + C bt bt cos sin + D bt b bt b cos sin + 4.已知 ) (1 )(a s s s F += ,且0>a ,则 )(∞f A 0 B a 21 C a 1 D 1 5.已知函数)(t f 如右图所示,则 )(s F A s s e s e s --+2211 B s s e s s 213 212+-- C )22121(1332s s s s se e e se s ------+ D )221(1s s s e e s e s ----+ 6.某系统的传递函数为 ) 3)(10() 10()(+++= s s s s G ,其零、极点是 A 零点 10-=s ,3-=s ;极点 10-=s B 零点 10=s ,3=s ;极点 10=s

C 零点 10-=s ;极点 10-=s ,3-=s D 没有零点;极点 3 =s

机械控制工程基础复习题及参考答案

一、单项选择题: 1. 某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为 A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡 2. 一阶系统G(s)=1 +Ts K 的时间常数T 越小,则系统的输出响应达到稳态值的时间 A .越长 B .越短 C .不变 D .不定 3. 传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关? A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 4.惯性环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为 A .-270° B .-180° C .-90° D .0° 5.设积分环节的传递函数为G(s)= s 1 ,则其频率特性幅值M(ω)= A. ωK B. 2K ω C. ω1 D. 21ω 6. 有一线性系统,其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时,输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数),输出应为 A. a 1y 1(t)+y 2(t) B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t) C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t) D. y 1(t)+a 2y 2(t) 7.拉氏变换将时间函数变换成 A .正弦函数 B .单位阶跃函数 C .单位脉冲函数 D .复变函数 8.二阶系统当0<ζ<1时,如果减小ζ,则输出响应的最大超调量%σ将 A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 9.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 A .系统输出信号与输入信号之比 B .系统输入信号与输出信号之比 C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 10.余弦函数cos t ω的拉氏变换是 A.ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω + 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec) 13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的

《控制工程基础》试卷3及详细答案()

一、填空题(每题1分,共15分) 1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面,即:、和,其中最基本的要求是。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为() G s,则该系统的开环传递函数为。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有、等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用、、等方法。 5、自动控制系统有两种基本控 制方式,当控制装置与受控对 象之间只有顺向作用而无反 向联系时,称 为;当控制 装置与受控对象之间不但有 顺向作用而且还有反向联系 时,称为。 6、设系统的开环传递函数为 12 (1)(1) K s T s T s ++ ,则其开环幅频特性为,相频 特性 为 。 7、最小相位系统是指 。 二、选择题(每题2分,共20分) 1、关于奈氏判据及其辅助函数F(s)= 1 + G(s)H(s),错误的说法是( ) A、 F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点 C、 F(s)的零点数与极点数相同 D、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点 2、已知负反馈系统的开环传递函数 为 2 21 () 6100 s G s s s + = ++ ,则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A、261000 s s ++= B、2 (6100)(21)0 s s s ++++= C、2610010 s s +++= D、与是否为单位反馈系统有关 3、一阶系统的闭环极点越靠近S

平面原点,则 ( ) 。 A、准确度越高 B、准 确度越低 C、响应速度越快 D、响 应速度越慢 4、已知系统的开环传递函数为 100 (0.11)(5) s s ++ ,则该系统的开环增 益为 ( )。 A、 100 B、1000 C、20 D、不能确定 5、若两个系统的根轨迹相同,则有 相同的: A、闭环零点和极点 B、开环零 点 C、闭环极点 D、阶跃响 应 6、下列串联校正装置的传递函数 中,能在1 c ω=处提供最大相位超前 角的是 ( )。 A、101 1 s s + + B、 101 0.11 s s + + C、 21 0.51 s s + + D、 0.11 101 s s + + 7、下列哪种措施对提高系统的稳定 性没有效果 ( )。 A、增加开环极点; B、在积分环节外加单位负反馈; C、增加开环零点; D、引入串联超前校正装置。 8、关于线性系统稳定性的判定,下列观点正确的是 ( )。 A、线性系统稳定的充分必要条件是:系统闭环特征方程的各项系 数都为正数; B、无论是开环极点或是闭环极 点处于右半S平面,系统不稳定; C、如果系统闭环系统特征方程 某项系数为负数,系统不稳定; D、当系统的相角裕度大于零, 幅值裕度大于1时,系统不稳定。 9、关于系统频域校正,下列观点错 误的是( ) A、一个设计良好的系统,相角裕度 应为45度左右; B、开环频率特性,在中频段对数幅 频特性斜率应为20/ dB dec -; C、低频段,系统的开环增益主要由 系统动态性能要求决定; D、利用超前网络进行串联校正,是 利用超前网络的相角超前特性。 10、已知单位反馈系统的开环传递 函数为 22 10(21) () (6100) s G s s s s + = ++ ,当输 入信号是2 ()22 r t t t =++时, 系统的稳态误差是( ) A、 0 B、∞ C、 10 D、 20 三、(10分)建立图示系统的数学 模型,并以传递函数形式表示。

机械控制工程基础_习题集含答案

《机械控制工程基础》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 所有 习题 【说明】:本课程《机械控制工程基础》(编号为09010)共有单选题,计算题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。 一、单选题 1. t e 2-的拉氏变换为( )。 A. s 21; B. 15 .0+s ; C. 21+s ; D. 2 1s e 2- 2. )(t f 的拉氏变换为) 2(6 ][+= s s s F ,则)(t f 为( )。 A. t e 23-; B. t e 21--; C. )1(32t e --; D. t e 26- 3. 脉冲函数的拉氏变换为( )。 A. 0 ; B. ∞; C. 常数; D. 变量 4. ()t t f δ5)(=,则=)]([t f L ( )。 A. 5 ; B. 1 ; C. 0 ; D. s 5 5. 已知) 52)(2(3 3)(22+++++=s s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( )。 A. ∞ ; B. 0 ; C. 0.6 ; D. 0.3

6. 已知) 45(3 2)(22++++=s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( )。 A. 0 ; B. ∞ ; C. 0.75 ; D. 3 7. 已知s n e s a s F τ-= 2 )(其反变换f (t)为( )。 A. )(ττa t n a -?; B. )(τn t a -?; C. τn te a -?; D. )(1 τn t a -? 8. 已知) 1(1 )(+= s s s F ,其反变换f (t)为( )。 A. t e -1; B. t e -+1; C. t e --1; D. 1--t e 9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为( )。 A. s e s 224 2-+ ; B. 4)4(22++s ; C. 4)1(2 ++s s ; D. s e s s 22 4 -+ 10. 图示函数的拉氏变换为( )。 a 0 τ t A. )1(12s e s a ττ--; B. )1(12s e s a ττ--; C. )1(1s e s a ττ--;D. )1(12 s e s a ττ- 11. 若)(∞f =0,则][s F 可能是以下( )。 A. 91-s ; B. 9 2+s s ; C. 91+s ; D. 9 1 2+s 12. 开环与闭环结合在一起的系统称为( )。 A.复合控制系统; B.开式控制系统; C.闭和控制系统; D.正反馈控制系统

控制工程基础期末试题

控制工程基础期末试题 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,,共20分) 1.如果系统中加入一个微分负反馈,将使系统的超调量σp( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 2.运算放大器具有_____的优点。( ) A.输入阻抗高,输出阻抗低 B.输入阻抗低,输出阻抗高 C.输入阻抗高,输出阻抗高 D.输入、输出阻抗都低 3.在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( ) A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.无法反映 4.设开环系统频率特性G(jω)= ,当ω=1rad/s时,其频率特性幅值M(1)=( ) A. B.4 C. D.2 5.设开环传递函数G(s)H(s)= ,α>0,K>0,随着K增大,闭环系统 ( ) A.相对稳定性变差,快速性不变 B.相对稳定性变好,快速性不变 C.相对稳定性不变,快速性变好 D.相对稳定性变差,快速性变差 6.对于一阶、二阶系统来说,系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 7.开环传递函数为G(s)H(s)=, 则实轴上的根轨迹为( ) A.〔-4,∞) B.〔-4,0〕 C.(-∞,-4) D. 〔0,∞〕 8.进行串联滞后校正后,校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率的关系,通常是( ) A.ωc= B.ωc> C.ωc< D.ωc与无关 9.PID控制规律是____控制规律的英文缩写。( ) A.比例与微分 B.比例与积分 C.积分与微分 D.比例、积分与微分 10.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 二、填空题(本大题共10小题,每小空1分,共15分) 1.根轨迹全部在根平面的__________部分时,系统总是稳定的。 2.设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω),则相频特性∠G(jω)=__________。 3.随动系统中常用的典型输入信号是__________和__________。 4.超前校正装置的最大超前角处对应的频率ωm=__________。 5.根据系统给定值信号特点,控制系统可分为__________控制系统、__________控制系统和程序控制系统。

2020年春季学期《机械控制工程基础》在线考核试题_10.doc

1.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0,则此系统稳定的τ 值范围为() A.τ>0 B.0<τ<14 C.τ>14 D.τ<0 【参考答案】: B 2.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为() A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.无差系统 D.有差系统 【参考答案】: B 3.若系统无开环右极点且其开环极座标曲线只穿越实轴上区间(-1, +∞),则该闭环系统一定() A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.不一定稳定 【参考答案】: A 4.控制框图的等效变换原则是变换前后的() A.输入量和反馈量保持不变 B.输出量和反馈量保持不变 C.输入量和干扰量保持不变 D.输入量和输出量保持不变 【参考答案】: D 5.以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统其精度比较为() A.开环高 B.闭环高 C.相差不多 D.一样高 【参考答案】: B 6.PID调节器的积分部分消除系统的() A.瞬态误差 B.干扰误差 C.累计误差 D.稳态误差 【参考答案】: D

7.对惯性环节进行位置负反馈校正,校正后系统的() A.增益下降,快速性变差 B.时间常数下降,快速性变好 C.增益下降,稳定性变差 D.时间常数下降,快速性变差 【参考答案】: B 8.Ⅰ型系统的速度静差系数等于() A.0 B.开环放大系数 C.∞ D.时间常数 【参考答案】: B 9.自动控制系统的()是系统正常工作的先决条件。 A.稳定性 B.动态特性 C.稳态特性 D.精确度 【参考答案】: A 10.理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为() A.20dB/dec ,通过ω=1点的直线 B.-20dB/dec ,通过ω=1点的直线 C.- 20dB/dec ,通过ω=0点的直线 D.20dB/dec ,通过ω=0点的直线 【参考答案】: A 11.串联相位滞后校正通常用于() A.提高系统的快速性 B.提高系统的稳态精度 C.减少系统的阻尼 D.减少系统的固有频率 【参考答案】: B 12.开环对数频率特性的中频段决定系统的() A.型别 B.稳态误差 C.动态性能 D.抗干扰能力 【参考答案】: C

控制工程基础期末考试题

一、填空题 1.控制系统正常工作的首要条件就是__稳定性_。 2.脉冲响应函数就是t e t g 532)(--=,系统的传递函数为_______ 。 3.响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间,称为峰值时间t p 。 4.对于一阶系统的阶跃响应,其主要动态性能指标就是___T _____,T 越大,快速性越___差____。 5.惯性环节的奈氏图就是一个什么形状______半圆弧 。 二、选择题 1.热处理加热炉的炉温控制系统属于:A A 、恒值控制系统 B 、程序控制系统 C 、随动控制系统 D 、以上都不就是 2.适合应用传递函数描述的系统就是( C )。 A 、单输入,单输出的定常系统; B 、单输入,单输出的线性时变系统; C 、单输入,单输出的线性定常系统; D 、非线性系统。 3.脉冲响应函数就是t e t g 532)(--=,系统的传递函数为: A A 、)5(32+-s s B 、) 5(32-+s s C 、)5(32+- s D 、 )5(32++s s 4.实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹,那么必然存在( C ) A.闭环零点 B.开环零点 C.分离点 D.虚根 5、 在高阶系统中,动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点,与其它非主导极点相比,主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离(实部长度) 要( A ) A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6.一阶系统的动态性能指标主要就是( C ) A 、 调节时间 B 、 超调量 C 、 上升时间 D 、 峰值时间

7 、 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B )个数对系统进行分类。 A.惯性环节 B. 积分环节 C. 比例环节 D.微分环节 8.对于I 型系统,(A )输入信号稳态误差为零。 A 、单位阶跃 B 、加速度函数 (C) 正弦函数 (D) 单位斜坡 9.在开环零、极点分布已知的情况下,可绘制( C )随系统参数变化(如放大系数)而在s 平面上移动的轨迹(根轨迹)。 A 、开环极点 B 、 开环零点 C 、闭环极点 D 、 闭环零点 10.开环传递函数为)35.0()25.0)(15.0()(+++=s s s s k s G ,其根轨迹的起点为 C A.0,-3 B.-1,-2 C.0,-6 D.-2,-4 11.当∞→ω时比例微分环节的相位就是:A A 、ο90 B 、ο90- C 、ο45 D 、ο45- 三、简答题 1.自动控制的定义就是? 再没有人直接参与的情况下,使被控对象的某些物理量准确的按照预期规律变化 2.闭环主导极点的定义? 离虚轴近,又不构成偶极子的极点与零点起作用,决定顺态响应性能。 3、 线性系统稳定的充要条件就是? 系统特征方程式的根全部具有负实部 4、 频率特性的定义? 用幅值与相位来描述一个点在极坐标内随从0变到时的轨迹,来分析系统的性能的方法 四、分析计算题 1.(10分)已知系统结构如图1所示,化简结构图求传递函数) ()(s R s C

机械工程控制基础期末试卷答案

机械控制工程基础期末考试试卷 课程名称: 机械控制工程基础1;试卷编号:卷;考试时间:120分钟;考试形式:闭卷 一、填空( 每小题4分,共20分) 得分 评卷人 复查人 1、某系统传递函数为2 1 s ,在输入t t r 3sin 2)( 作用下,输出稳态分量的幅值为 。 2、谐波输入下,系统的 响应称为频率响应。 3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S 平面的极点数有 个。 4、控制系统的基本要求主要有: , , 。 5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上 的 线。 二、选择题( 每小题3分,共30分 ) 1、关于反馈的说法,正确的是( ) A .反馈实质上就是信号的并联 B .反馈都是人为加入的 C .正反馈就是输入信号与反馈相加 D .反馈就是输出以不同方式作用于系统 学院 专业班级 年级 姓名 学号 装订线(答题不得超过此线)

2、关于系统模型的说法,正确的是( ) A .每个系统只有一种数据模型 B .动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C .动态模型比静态模型好 D .静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1,则该环节为( ) A. 惯性环节 B. 积分环节 C .微分环节 D .比例环节 4、系统的传递函数( ) A .与外界无关 B .反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C .完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为( ) A .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B .阶跃响应曲线达到稳定值的时间 C .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D .阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应,说法正确的是( ) A .时间响应就是系统输出的稳态值 B .由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成 C .由强迫响应和自由响应组成 D .与系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为t e t w 2.03)(-=,则系统的传递函数为( ) A .2.03)(+=S s G B. 32 .0)(+=S s G C .2.06.0)(+= S s G D .3 6 .0)(+=S s G 8、以下系统中,属于最小相位系统的是( ) A .s s G 01.011)(-= B .s s G 01.011 )(+= C .1 01.01 )(-= s s G D .)1.01(1)(s s s G -= 9、一个线性系统稳定与否取决于( ) A .系统的结构和参数 B .系统的输入

机械控制工程基础期末试卷答案

机械控制工程基础期末试卷答案 机械工程控制基础模拟卷一、选择题1. 控制工程主要研究并解决的问题之一是()A、系统已定,输入不确定,求系统的输出B、系统已定,输入已知,求系统的输出(响应)C、系统已定,规定系统的输入D、系统不定,输入已知,求系统的输出(响应)42. 已知机械系统的传递函数为G s 则系统的阻尼比、增益和放大系数是()。s s4 2 A. 0.25 1 1 B. 0.541 C. 0.2544 D. 0.5143. 弹簧-质量-阻尼系统的传递函 数为1/(ms2csk)则系统的无阻固有频率ωn 为()A k m B m k C c m D m c4. 对于定常控制系统来说()A、表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B、微分方程的各阶微分项的幂为 1 C、不能用微分方程表示D、系统总是稳定的5.微分环节反映了输入的变化趋势,可以应用于。A. 增加系统阻尼 B. 减小系统阻尼C. 减弱噪声的作用D. 减小稳态误差6. 系统方块图如图所示其开环传递函数GkS 是()A5S/3S1 B 3S1/5SC 1/5S3S1 D 5/S3S17.系统的输出误差为et,其稳态误差为:()A lim sE1 s B lim E s s0 s0 C lim E s D lim sE1 s s s8. 比例环节的对数幅频特 性曲线是一条()。A.水平线B.垂直线 C.斜率为-20db/dec 的直线 D.斜率为-10db/dec 的直线9. 所谓校正(又称补偿)是指()A、加入PID 校正器B、在系统中增加新的环节或改变某些参数C、使系统稳定D、使用劳斯判据10. PI 校正属于下面哪种校正方法:)( A 相位超前校正B 相

机械控制工程基础练习题考试题其

1、简答题 1、控制系统的基本要求。 1)、简述闭环控制系统的组成。 测量元件,给定元件,比较元件,放大元件,执行元件,校正元件 2)、非最小相位系统有何特点,与最小相位系统的区别是什么? 第二题 在复平面【s 】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数,反之,在【s 】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统,反之,具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统 3)、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。 此滞后校正环节是一个低通滤波器,因为当频率高于1/T 时,增益全部下降20lgb(db),而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直,当然低频段的增益就提高了。 4)、简述系统超前校正网络的校正原理 在对数幅频特性曲线上有20db/dec 段存在,故加大了系统的剪切频率Wc 、谐振频率Wr 与截止频率Wb ,其结果是加大了系统的带宽,加快了系统的响应速度;又由于相位超前,还可能加大相位裕度,结果是增加了系统相位稳定性。 5)、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些? 1:增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2:在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3:采用串级控制抑制内回路扰动。 6)、简要说明比例积分微分PID 控制规律中P 、I 和D 的作用 (1)比例系数Kp 直接决定控制作用的强弱,加大Kp 可以减小系统的稳定误差,提高系统的动态响应速度,但Kp 过大会使动态质量变坏,引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定 (2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差,因为只要存在偏差,它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差,直到积分的直为零,控制作用才停止 (3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示,求: (1) 当不存在速度反馈)0(=a 时, 试确定单位阶跃输入动态响应过程的 r t ,s t 和%σ。 (1)a=0时,()()42G s s s =+,()24 24 s s s Φ=++,所以0.5,2n ζω==

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一、填空题 1.控制系统正常工作的首要条件是 __稳定性 _。 2.脉冲响应函数是 g(t) 2 3e 5t ,系统的传递函数为 ___ ____。 3.响应曲线达到过调量的 ____最大值 ____所需的时间,称为峰值时间 t p 。 4.对于一阶系统的阶跃响应, 其主要动态性能指标是 __ T __,T 越大,快速性越 ___差____。 _ ___ 5.惯性环节的奈氏图是一个什么形状 ______半圆弧 。 二、选择题 1.热处理加热炉的炉温控制系统属于: A A. 恒值控制系统 B. 程序控制系统 C. 随动控制系统 D. 以上都不是 2.适合应用传递函数描述的系统是( C )。 A 、单输入,单输出的定常系统; B 、单输入,单输出的线性时变系统; C 、单输入,单输出的线性定常系统; D 、非线性系统。 3.脉冲响应函数是 g(t) 2 3e 5t ,系统的传递函数为: A A. 2 3 B. 2 3 5 ) s (s 5) s ( s 3 D. 2 3 C. 2 5) s ( s 5) ( s 4.实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹,那么必然存在 ( C ) A .闭环零点 B .开环零点 C .分离点 D .虚根 5. 在高阶系统中,动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点,与其它非主导极点相比,主 导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离(实部长度) 要( A ) A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6.一阶系统的动态性能指标主要是( C ) A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的( B )个数对系统进行分类。

机械控制工程基础练习题考试题及其答案

1、简答题 1、控制系统的基本要求。 1)、简述闭环控制系统的组成。 测量元件,给定元件,比较元件,放大元件,执行元件,校正元件 2)、非最小相位系统有何特点,与最小相位系统的区别是什么? 第二题在复平面【s】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数,反之,在【s】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统,反之,具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统 3)、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。 此滞后校正环节是一个低通滤波器,因为当频率高于1/T时,增益全部下降20lgb(db),而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直,当然低频段的增益就提高了。 4)、简述系统超前校正网络的校正原理 在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在,故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb,其结果是加大了系统的带宽,加快了系统的响应速度;又由于相位超前,还可能加大相位裕度,结果是增加了系统相位稳定性。 5)、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些? 1:增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2:在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3:采用串级控制抑制内回路扰动。 6)、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用 (1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱,加大Kp可以减小系统的稳定误差,提高系统的动态响应速度,但Kp过大会使动态质量变坏,引起被控制量震

荡甚至导致闭环系统不稳定 (2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差,因为只要存在偏差,它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差,直到积分的直为零,控制作用才停止 (3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示,求: (1)当不存在速度反馈)0 (= a时,试确定单位阶跃输入动态响应过程的r t,s t和% σ。 (1)a=0时,()() 4 2 G s s s = + ,()2 4 24 s s s Φ= ++ ,所以0.5,2 n ζω == r t=, p t=,%e σ= (2)确定0.7 ζ=时的速度反馈常数a值,并确定t t r= ) (时系统的稳态 误差 ss e。 考虑内反馈时,() () () () 2 4 244 4244 1 24 s s as s s a s s s as ++ Φ== +++ + ++ 0.7 ζ=,所以2440.2 a a ζ +=∴= () () 41 2.8 0.7 2.84 ss p G s e s s K =∴=== + 3.如图所示系统, 1 2 2 G s = + , () 2 3 3 G s s = +

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