机械控制工程基础综合练习一概要
机械控制工程基础习题集
《机械控制工程基础》习题及解答目录第１章绪论第２章控制系统的数学模型第３章控制系统的时域分析第４章控制系统的频域分析第５章控制系统的性能分析第６章控制系统的综合校正第７章模拟考试题型及分值分布第1章绪论一、选择填空题1.开环控制系统在其控制器和被控对象间只有（正向作用)。
P2A。
反馈作用B。
前馈作用 C.正向作用 D.反向作用2。
闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）.P3A。
给定输入端B。
干扰输入端 C.控制器输出端D。
系统输出端3。
闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）.P3A.反馈作用B。
前馈作用 C.正向作用 D.反向作用A。
输入量 B.输出量 C.反馈量D。
干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）.P2—3A。
偏差的过程B。
输入量的过程 C.干扰量的过程 D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是(稳定系统)。
P2A。
不稳定系统 B.稳定系统C。
时域系统D。
频域系统6。
闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有（B）。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D。
执行环节7。
闭环控制系统必须通过（C)。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D。
输出量局部反馈参与控制8。
随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化)。
P6A。
反馈信号 B.干扰信号C。
输入信号 D.模拟信号9。
若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B。
主反馈C。
正反馈 D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是(开环控制系统）。
P2A。
开环控制系统 B.闭环控制系统 C.反馈控制系统D。
非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（B )。
p5A.。
给定元件B.检测元件C．放大元件D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕p8A. 快速性B。
准确性 C. 稳定性 D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（B )p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D。
(完整版)机械控制工程基础习题及答案考试要点
2-10飞机俯仰角控制系统结构图如题2-10图所示，试求闭环传递函数 。
解经结构图等效变换可得闭环系统的传递函数
2-12试用结构图等效化简求题2-12图所示各系统的传递函数 。
解（a）
所以：
（b）
所以：
（c）
所以：
（d）
所以：
（e）
所以：
2-17试用梅逊增益公式求题2-17图中各系统的闭环传递函数。
解（a）图中有1条前向通路，4个回路
则有
3-3一阶系统结构图如题3-3图所示。要求系统闭环增益 ，调节时间 （s），试确定参数 的值。
解由结构图写出闭环系统传递函数
令闭环增益 ，得：
令调节时间 ，得： 。
3-5一种测定直流电机传递函数的方法是给电枢加一定的电压，保持励磁电流不变，测出电机的稳态转速；另外要记录电动机从静止到速度为稳态值的50%或63.2%所需的时间，利用转速时间曲线（如题3-5图）和所测数据,并假设传递函数为
解
（a）以平衡状态为基点，对质块 进行受力分析（不再考虑重力影响），如图解2-1(a)所示。根据牛顿定理可写出
整理得
（b）如图解2-1(b)所示，取A,B两点分别进行受力分析。对A点有
（1）
对B点有
（2）
联立式（1）、（2）可得：
(c)应用复数阻抗概念可写出
（3）
（4）
联立式（3）、（4），可解得：
比较系数有 联立求解得
因此有
3-9电子心律起博器心率控制系统结构图如题3-9图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节，要求：
指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
题1-5图蒸汽机转速自动控制系统
(完整版)机械控制工程基础习题及答案考试要点
图解5-21
临界稳定时
由Bode图
法(二)
;
令 ,则
(1)
又令
代入(1)得：
解出： （舍去）。
故当 1/秒， 时，系统临界稳定。
5-24某最小相角系统的开环对数幅频特性如题5-24图所示。要求
（1）写出系统开环传递函数；
（2）利用相角裕度判断系统的稳定性；
（3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
可求得 和 的值。
若实测结果是：加10伏电压可得每分钟1200转的稳态转速，而达到该值50%的时间为1.2秒，试求电机传递函数。
[提示：注意 = ，其中 ，单位是弧度/秒]
解依题意有：
（伏）
（弧度/秒） （1）
（弧度/秒） （2）
设系统传递函数
应有 （3）
由式（2），（3）
得
解出 （4）
将式（4）代入式（3）得
比较系数有 联立求解得
因此有
3-9电子心律起博器心率控制系统结构图如题3-9图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一纯积分环节，要求：
（1）若 =0.5对应最佳响应，问起博器增益 应取多大？
（2）若期望心速为60次/分钟，并突然接通起博器，问1秒钟后实际心速为多少？瞬时最大心速多大？
解依题，系统传递函数为
(4)
画Bode图得：
系统不稳定。
5-20设单位反馈控制系统的开环传递函数，试确定相角裕度为45°时的α值.
解
开环幅相曲线如图所示。以原点为圆心作单位圆，在Ａ点：
即： (1)
要求相位裕度
即：
(2)
联立求解（1）、（2）两式得： ， 。
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P2A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。
P3A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端3.闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。
P3A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用A.输入量B.输出量C.反馈量D.干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）。
P2-3A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统）。
P2A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有(B)。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化）。
P6A.反馈信号B.干扰信号C.输入信号D.模拟信号9.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统）。
P2A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（B ）。
p5A..给定元件B.检测元件C．放大元件D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（B ）p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D.非线性控制系统14.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（无差系统）。
机械控制工程基础习题集(精简) (1)
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P2A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。
P3A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端3.闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。
P3A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用A.输入量B.输出量C.反馈量D.干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）。
P2-3A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统）。
P2A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有(B)。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化）。
P6A.反馈信号B.干扰信号C.输入信号D.模拟信号9.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统）。
P2A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（B ）。
p5A..给定元件B.检测元件C．放大元件D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（B ）p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D.非线性控制系统14.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（无差系统）。
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P2A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。
P3A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端3.闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。
P3A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用A.输入量B.输出量C.反馈量D.干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）。
P2-3A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统）。
P2A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有(B)。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化）。
P6A.反馈信号B.干扰信号C.输入信号D.模拟信号9.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统）。
P2A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（ B ）。
p5A..给定元件B.检测元件 C．放大元件 D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（ B ）p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D.非线性控制系统14.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（无差系统）。
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P2A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。
P3A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端3.闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。
P3A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用A.输入量B.输出量C.反馈量D.干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）。
P2-3A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统）。
P2A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有(B)。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化）。
P6A.反馈信号B.干扰信号C.输入信号D.模拟信号9.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统）。
P2A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（ B ）。
p5A..给定元件B.检测元件 C．放大元件 D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（ B ）p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D.非线性控制系统14.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（无差系统）。
机械控制工程基础习题集
《机械控制工程基础》习题及解答目录第１章绪论第２章控制系统的数学模型第３章控制系统的时域分析第４章控制系统的频域分析第５章控制系统的性能分析第６章控制系统的综合校正第７章模拟考试题型及分值分布第1章绪论一、选择填空题1.开环控制系统在其控制器和被控对象间只有（正向作用）。
P2A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。
P3A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端3.闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。
P3A.反馈作用B.前馈作用C.正向作用D.反向作用A.输入量B.输出量C.反馈量D.干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除（偏差的过程）。
P2-3A.偏差的过程B.输入量的过程C.干扰量的过程D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统）。
P2A.不稳定系统B.稳定系统C.时域系统D.频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有(B)。
p5A.给定环节B.比较环节C.放大环节D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。
p3A.输入量前馈参与控制B.干扰量前馈参与控制C.输出量反馈到输入端参与控制D.输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随（C的变化）。
P6A.反馈信号B.干扰信号C.输入信号D.模拟信号9.若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。
P3A.局部反馈B.主反馈C.正反馈D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统）。
P2A.开环控制系统B.闭环控制系统C.反馈控制系统D.非线性控制系统11.自动控制系统的反馈环节中一般具有（ B ）。
p5A..给定元件B.检测元件 C．放大元件 D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔 B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性D.动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（ B ）p3A.开环控制系统B.闭环控制系统C.线性控制系统D.非线性控制系统14.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（无差系统）。
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机械控制工程基础综合练习一
一、单项选择
1、开环控制系统对组成元件的精度比闭环要求的（ ）。
① 高 ② 低 ③ 相同 ④ 不确定 2、闭环控制系统中（ ）。
①不一定存在反馈作用 ②必然存在反馈作用
③一定不存在反馈作用 ④依输入信号的大小而存在反馈作用 3、一阶系统的时间常数愈小，系统（ ）。
① 响应速度愈快 ② 响应速度愈慢 ③ 准确度愈高 ④ 准确度愈低
4、在瞬态响应与频率响应中，当阻尼比ξ=0～0.707，则无阻尼固有频率ωn ，有阻尼固有频率ωd 和谐振频率ωr 之间的关系为（ ）。
①ωn >ωr >ωd ②ωd >ωr >ωn ③ωn >ωd >ωr ④ωr >ωn >ωd 5、一个系统稳定与否取决于（ ）。
①系统的输入 ②系统的输出 ③系统本身的结构和参数 ④初始条件
6、一阶系统的输入为力x і (t)，输出为位移x 0(t)，其运动微分方程为56o o i x (t )x (t )x (t )'+=
，则系统
的调节时间为( )。
① 10/3 ② 20 ③ 24 ④ 5/6 7、一个系统对单位斜坡输入的稳态误差为零，则系统是（ ）。
① O 型系统 ② I 型系统 ③ II 型系统 ④ 无法确定
8、已知误差函数为21
4s E(s )s(s s )
+=
++，则由终值定理可知其稳态误差e ss =（ ）。
① 0 ② ∞ ③ 0.2 ④ 0.25
9、已知系统的频率特性
3
1
j ω+，则该系统可表示为（ ）。
① 5e
j arctan ω
②
122
31j arctan e ()
ω
ω-+
③5e
j arctan ω
- ④
122
31j arctan e ()
ωω+
10、作为系统稳定或不稳定程度的度量，幅值欲度和相位欲度表明了（ ）。
①闭环乃氏曲线和（-1 , j0）点的距离 ②ω→0时，闭环相角增益的大小 ③开环乃氏曲线和（-1 , j0）点的距离 ④ω→∞时，闭环相角增益的大小 二、多项选择题
1、在下列系统中属于非线性系统的有（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
① 2
3o i x (t )x (t )= ② 43o o o i x (t )x x (t )x (t )'''
++=
③ 523o o o i x (t )x (t )x (t )x (t )'''++= ④2
45o o i x (t )x (t )x (t )'+=
⑤ 2o o o o i x (t )x (t )x (t )tx (t )x (t )'''+
+=
2、截止频率b ω是 （ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①开环相频曲线 -1800
的频率 ② 幅频特性下降到初始值的70.7%时的频率 ③闭环幅值比初值下降3db 时的频率 ④
闭环相频特性最大处的频率
⑤开环对数幅频曲线交0db 线的频率
3、下列传递函数所表示的系统属于非最小相位系统的有（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①
421s (s )(s )+++ ② 1317s s ++ ③242s (s )(s )-++ ④3
31s (s )(s )
--- ⑤112s s ++
4、稳态响应是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①时间响应的一部分 ②对应微分方程的特解与外作用形式有关 ③反映系统的动态特性 ④反映系统的稳态误差
⑤系统在某一输入信号作用下，时间趋于无穷大时系统的输出状态
5、若二阶系统的阻尼比为0.707，则系统的阶跃响应（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①d
n ωω< ②以阻尼振荡频率d ω作衰减振荡 ③振荡频率为n ω的振荡
④衰减振荡 ⑤等幅振荡
6、系统开环传递函数为
3
21s(s )(s )
++,则系统为 （ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
① O 型 ② I 型 ③ II 型 ④ 二阶 ⑤ 三阶
7、系统稳定与否取决于系统特征方程的根，在S 平面上根分布的稳定区包括（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①正实轴 ②[S]的左半平面 ③[S]的右半平面 ④虚轴但不包括坐标原点 ⑤坐标原点 8、一个系统稳定的充分和必要条件是系统（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①特征方程的根全都为负实数 ②特征方程系数全部为正
③全部极点都位于[S]平面的右半部 ④全部极点都位于[S]平面的左半部（不含虚轴） ⑤ 劳斯表中第一列各元素均大于零
9、存在信息传递的实例有：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①数控机床按指令在运动 ②一个电炉在通电前 ③仿形车床在车削
④在切削工件时刀架进给 ⑤ 用榔头敲击部件时，部件产生振动
10、对于一个稳定的系统，其时间响应的瞬态分量，反映了系统（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。
①本身的动态特性 ②稳定精度 ③相对稳定性 ④响应快速性 ⑤ 特性随输入而变化的情况 三、求传递函数
1、某系统的初始条件为零，当输入单位阶跃信号时的响应曲线如下图1所示，试求系统的传递函数。
2、数学模型如图2示，o i x (t ),x (t )为输出、输入位移量，k 为刚度系数， m 为质量，c 为阻尼系数。
求系统传递函数。
3、已知最小相位系统的对数幅频渐进特性曲线如下图3所示，试写出对应的传递函数。
4、已知某一系统的数学模型为:
①x 1(t)=r(t)-c （t ） ②x 2(t)= K 1x 1(t) ③x 3(t)= x 2(t)- x 5(t) ④Tx ´4(t)= x 3(t)
⑤x 5(t)=K 2x 4(t) ⑥K 0
x 5(t)= c"（t ）+ c ´（t ）
式中K 0、K 1、K 2、T 均为正的常数，试画出以C （s ）为输出，R(s)为输入的方框图， 并求C （s ）/R （s ）=？
四．计算题
1．系统如下图所示。
已知ξ=0.6 ωn =100，求k f 为多大时，①系统稳定；②单位加速度输入下的稳态误
x o 图1
∕dec 20图3
图2
差e ss ≤0.001
2.如下图5(a)所示的机械系统, 在质量块m 上施加8.9N 阶跃力后，记录质量块m 的时间响应如下图5（b ）所示，试求该系统的k ，m 及c 的值
(a)
(b)
o (t) x i x o 图5
图 4。