《机械控制工程基础》在线作业二答卷
机械工程控制基础第2阶段测试题
江南大学现代远程教育第二阶段测试卷考试科目:《机械工程控制基础》（第三章、第四章）（总分100分）时间：90分钟学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。
）1、以下关于线性系统时间响应的说法正确的是（）。
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2、系统的单位脉冲响应函数为 w(t)=3e-0.2t则系统的传递函数为（）。
A、G(s)= 3/(s+0.2)B、G(s)= 0.6/(s+0.2)C、G(s)= 0.2/(s+3)D、G(s)= 0.6/(s+3)3、已知机械系统的传递函数为 G(s)= 4 /(s2+s+4)，则系统的阻尼比为（）。
A、0.25B、0.5C、1D、24、已知某环节频率特性的Nyquist图为一单位圆，则该环节的幅频特性为（）。
A、0.1B、1C、10D、无法确定5、二阶振荡系统 G(s)= ωn2 / (s2+2ξωn s+ωn2) 其中，阻尼比 0<ξ<0.707,则无阻尼固有频率ωn和谐振频率ωr之间的关系是（）。
A、ωd=ωn (1-ξ2)1/2B、ωr=ωn (1+2ξ2)1/2C、ωr=ωn (1-ξ2)1/2D、ωr=ωn (1-2ξ2)1/26、二阶振荡系统的阻尼比 0<ξ<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之间的关系是（）。
A、ωn <ωd <ωrB、ωn <ωr <ωdC、ωr <ωd <ωnD、ωd <ωn <ωr7、一阶系统的传递函数为 G(s)= 7 /(s+2) ，若容许误差为 2%，则其调整时间为（）。
A、8B、2C、7D、3.58、若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为ωn，则其有阻尼固有频率ωd（）。
机械控制工程基础的三次作业和答案.doc
2-2(2知 F(5)=10s(s +1)解:1 (s + 2)2机械控制工程基础的三次作业和答案第一次作业:1-2说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。
答：测杲元件检测被控物理量,并将其反馈冋來，通过给比较元件与给定信号进行比较,产 生偏差信号。
再通过放大元件将偏差信号进行放大，以足够的功率來推动执行元件去控制被 控对彖，从而调节和控制系统，使被控量以一定的精度符合或等于期望值。
1-3控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？答：反馈控制系统是山各种结构不同的元件纽成的。
一个系统必然包含被控对象和控制装置 两大部分，而控制装置是曲具有一定职能的各种基本元件纽•成的。
1-4対自动控制系统基本的性能要求是什么？最首要的要求是什么？ 答：基本性能要求：稳、快、准。
最首要的要求是稳。
(1)利用终值定理，求fTS 时的/⑴值。
(1)利用初值定理求/(O)值。
f (0) = lim f (r) = limsF(s) = lim 5205 —5->X解: lim f (r)二 limsF(s) = lim 5ST0 s->010s(s + l)lim10S3 s + 1=10Ll 知 F(s)二1 (s + 2)2*)=C(s)R(s)加〃+%严+・・・+休¥ + ® 唧+ qs" 一】+・・・+ a n_x s + a n(7〃 > 第二次作业:传递函数的定义：单输入、单输岀线性定常系统在零初始条件卜•，输出最的拉氏变换与具输入量的拉氏变换之比，即为线性定常系统的传递函数。
3-6在题图3・6所示的无源网络中，C知R. = 100m ,兄二U© __ __________________ 1________________试求网络的传递函数4 ($) / E (s),并说明该网络是否等效T RC网络串联?Ri解对于题图3-6。
利用复数阻抗的方法可得网络的传递函数为U r(s) R.R.qas2 +(RC] +4G +RCJS + 1 1s' + 2.1s + 1由丁•两个RC网络串联的传递函数为4(s) _ 1 _ 1U r (5) " (R x C x s + l)(R2C2s +1) ~ 52 + 25 +1故该网络号两个RC网络串联形成的网络不等效。
2020年春季学期《机械控制工程基础》在线考核试题.doc
1.可以改善系统稳定性和快速性的校正方法有（）A.滞后和PI校正B.超前和PD校正C.前馈和PID校正D.顺馈和PID 校正【参考答案】: B2.同一系统由于研究目的的不同，可有不同的（）A.稳定性B.传递函数C.谐波函数D.脉冲函数【参考答案】: B3.开环控制方式是按（）进行控制的，反馈控制方式是按（）进行控制的。
A.偏差；给定量B.给定量；偏差C.给定量；扰动D.扰动；给定量【参考答案】: B4.闭环控制系统的开环传递函数为G(s)H(s)，其中H(s)是反馈传递函数，则系统的误差信号为（）A.Xi(s)－H(s)X0(s)B.Xi(s)－X0(s)C.Xor(s)－X0(s)D.Xor(s)－H(s)X0(s)【参考答案】: A5.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】: D6.系统不稳定，则（）A.可以工作但稳态误差很大B.可以工作但过渡时间很长C.可以正常工作D.不可以工作【参考答案】: D7.分析系统的动态性能时常用的典型输入信号是（）A.单位阶跃函数B.单位速度函数C.单位脉冲函数D.正弦函数【参考答案】: A8.闭环控制系统的主反馈取自（）A.给定输入端B.干扰输入端C.控制器输出端D.系统输出端【参考答案】: D9.对系统进行滞后-超前校正时，常以未校正系统斜率从-20dB/dec变为-40dB/dec的转折频率作为校正网络（）A.滞后部分的转折频率B.超前部分的转折频率C.滞后部分的截止频率 D.超前部分的截止频率【参考答案】: B10.积分环节的积分时间常数为T，其脉冲响应为（）A.1B.1/TC.TD.1＋1/T【参考答案】: B11.理想微分环节的输出量正比于（）A.反馈量的微分B.输入量的微分C.反馈量D.输入量【参考答案】: B12.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】: D13.比例-积分校正将使系统的（）A.稳定性变好B.稳态性变好C.抗干扰能力增强D.阻尼比减小【参考答案】: B14.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】: A15.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】: B16.Ⅱ型系统的开环传递函数在虚轴上从右侧环绕其极点的无穷小圆弧线所对应的开环极坐标曲线是半径为无穷大，且按顺时针方向旋转（）A.2π的圆弧线B.vπ的圆弧线C.－2π的圆弧线D.π的圆弧线【参考答案】: A17.开环对数频率特性的低频段决定系统的（）A.型别B.稳态误差C.动态性能D.抗干扰能力【参考答案】: B18.传递函数的零初始条件是指t<0时系统的（）A.输入为零B.输入、输出及各阶导数为零C.输入、输出为零D.输出及各阶导数为零【参考答案】: B19.若二阶系统处于欠阻尼状态，则系统的阻尼比应为（）A.0<?<1B.?=1C.?>1D.?=0【参考答案】: A20.对系统进行顺馈校正将使系统（）A.稳态性变好B.稳定性变好C.稳态性变差D.稳定性变差【参考答案】: A21.延迟环节G(s)=e-Ts的相频特性为（）A.?(ω)=-tan-1ωTB.?(ω)=tan-1ωTC.?(ω)=ωTD.?(ω)=-ωT 【参考答案】: D22.若二阶系统的单位阶跃响应为发散正弦振荡，则系统具有（）A.两个正实部的特征根B.两个正实根C.两个负实部的特征根D.一对纯虚根【参考答案】: A23.二阶欠阻尼系统的阻尼振荡频率（）无阻尼振荡频率。
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rt，st和%σ。
（1）a=0时，()()42G ss s=+，()2424ss sΦ=++，所以0.5,2nζω== rt=，pt=，%eσ=（2）确定0.7ζ=时的速度反馈常数a值，并确定ttr=)(时系统的稳态误差sse。
机械控制工程基础期末试卷 答案2(2020年整理).doc
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11Ts 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）炉温控制系统图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2Ru 0u iL Cu 0u i (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13[] (1)(2)ss s-++（5分）五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）图3六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。
图4(a)中)(t x o 是输出位移。
当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4（b ）所示。
试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分) 2）该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ；(2分)3）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ；（3分） 4）时间响应性能指标：上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e （5分）。
大工18秋《机械控制工程基础》在线作业2(满分题)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题) 1: ( )是将系统中各元件的名称或功用写在框图单元中,并标明它们之间的连接顺序和信号流向,主要用来说明系统构成和工作原理。
A: 函数框图B: 结构框图C: 信号流程图D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 2: 反馈信号与偏差信号之比称为( )。
A: 闭环系统的开环传递函数B: 开环系统的传递函数C: 闭环系统的闭环传递函数D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 3: 对于同一个闭环系统,当输入的取法不同时,系统的传递函数( )。
A: 相同B: 不同C: 不能确定D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 4: 在框图变换法则中,分支点( )跨越框图随意移动。
A: 可以B: 不可以C: 有时可以，有时不可以D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 5: ( )可以直接采用梅逊公式求系统传递函数。
A: 函数框图B: 结构框图C: 信号流程图D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 6: ( )偏离希望输出值的程度可以衡量系统的精确程度。
A: 瞬态响应B: 稳态响应C: 时间响应D: 以上选项都不对正确答案:(单选题) 7: 响应曲线从稳态值的10%上升到90%,或从0上升到100%所需的时间都叫做( )。
A: 延迟时间B: 上升时间C: 峰值时间D: 调整时间------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 正确答案:(单选题) 8: 若系统传递函数的所有极点既有分布在[s]平面的左半平面内的,又有分布在[s]平面的右半平面内的(包括虚轴),则系统( )。
大工15春《机械控制工程基础》在线作业2满分答案
B.微分方程
C.积分方程
D.频率特性
5.下列不属于闭环控制系统的是（）
A.家用电冰箱
B.调光台灯
C.家用空调机
D.洗衣机
三、判断题（共5道试题，共20分。）
1.频率特性包括微分特性和积分特性
A错误
B正确
2.稳态响应直接反映了系统的动态特性
A错误
B正确
3.峰值时间对应于第一次峰值超调量
A错误
B正确
4.调节系统稳定性的指标是上升时间
A错误
B正确
5.系统的响应速度与震荡性能之间不存在矛盾
A错误
B正确
3.二阶系统的传递函数为 ,其无阻尼固有频率ωn是（）
A.10
B.5
C.2.5
D.25
4.某环节的传递函数为G(s)=e-2s,它是（）
A.比例环节
B.延时环节
C.惯性环节
D.微分环节
5.图示系统的传递函数为（）
A.
B.
C.
D.
6.题目见图片
A.
B.
C.
D.
7.题目见图片
A.
B.
C.
D.
8.反馈控制系统指系统中有（）
A.反馈回路
B.惯性环节
C.积分环节
D.PID调节器
9.频率特性图形表示法包括（）
A.幅相频率特性图
B.对数频率特性图
C.对数幅相频率特性图
D.以上都是
10.典型二阶振荡环节的峰值时间与（）有关
A.增益
B.误差带
C.增益和பைடு நூலகம்尼比
D.阻尼比和无阻尼固有频率
二、多选题（共5道试题，共20分。）
1.下列中和线性系统的稳定性无关的是（）
《机械工程控制基础》在线作业题整理
《机械工程控制基础》在线作业题整理1.单选题1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为()。
A.最优控制B.系统辨识C.系统分析D.自适应控制2.通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为()。
A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件3.设系统的特征方程为D(s)=s4+8s3 + 17s2÷16s+5=0 ,则此系统()。
A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定4.某系统的开环传递函数为G(s) = (O.5s-l)∕(O.5s÷l),则其∣ G(j ω)∣= ( ) oA. 0B. 0.2C. 0.5D. 15. 一阶微分环节G(s) = l÷Ts ,当频率3 = 1∕T时，则相频特性N G(j3)为()oA. 45°B. - 45°C. 90°D.-90°6.开环系统的相频特性是各串联典型环节相频特性的相角之 ()。
A.积B.和C.减D.最大者7.设系统的特征方程为D(s) = 3s4+10s3÷5s2÷s+2=0 ,则此系统中包含正实部特征的个数有()。
A. 0B. 1C. 2D. 38.具有一定的脉冲宽度和有限的幅度的来代替理想的脉冲信号是()。
A.虚拟脉冲信号8 .响应脉冲信号C.实际脉冲信号D.强迫脉冲信号9 .()是系统从初始状态到最终状态的响应过程。
A.瞬态响应B.稳态响应C.自由响应D.强迫响应10.设3C为幅值穿越(交界)频率，φ(3c)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为()。
A. 180° - φ(ωc)B. φ(ωc)C. 180o+ φ(ωc)D. 90o+ φ(ωc)2.多选题11.下列哪些措施对提高系统的稳定性有效果()。
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12.描述离散系统动态特性的数学模型有（）。