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． 222)]([b s b s t f L ++=，则)(t fA 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 Ba 21 C a1D 1 5．已知函数)(t f 如右图所示，则 )(s FAs s e s e s --+2211 B s s e s s 213212+-- C )22121(1332ss s s se e e se s------+D )221(1s ss e e se 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-=sB 零点 10=s ，3=s ；极点 10=sC 零点 10-=s ；极点 10-=s ，3-=sD 没有零点；极点 3=s7．某典型环节的传递函数为Ts s G =)(，它是A 一阶惯性环节B 二阶惯性环节C 一阶微分环节D 二阶微分环节 8．系统的传递函数只与系统的○有关。

A 输入信号B 输出信号C 输入信号和输出信号D 本身的结构与参数9．系统的单位脉冲响应函数t t g 4sin 10)(=，则系统的单位阶跃响应函数为 A t 4cos 40 B16402+s C )14(cos 5.2-t D 16102+s 10．对于二阶欠阻尼系统来说，它的阻尼比和固有频率 A 前者影响调整时间，后者不影响 B 后者影响调整时间，前者不影响 C 两者都影响调整时间 D 两者都不影响调整时间 11．典型一阶惯性环节11+Ts 的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得， 时间常数是A 响应曲线上升到稳态值的95%所对应的时间B 响应曲线上升到稳态值所用的时间C 响应曲线在坐标原点的切线斜率D 响应曲线在坐标原点的切线斜率的倒数12．已知)()()(21s G s G s G =，且已分别测试得到：)(1ωj G 的幅频特性 )()(11ωωA j G =，相频)()(11ωϕω=∠j G )(2ωj G 的幅频特性 2)(2=ωj G ，相频ωω1.0)(2-=∠j G则A )(1.011)(2)(ωωϕωωj eA j G -⋅=B ]1.0)([11)](2[)(ωωϕωω-⋅+=j e A j GC ]1.0)([11)(2)(ωωϕωω-⋅=j eA j G D )(1.011)](2[)(ωωϕωωj e A j G -⋅+=13．已知 )8.01)(2.01()(s s ks G ++=，其相频特性为A ω16.0arctg -B ωω8.02.0arctg arctg +C )8.02.0(ωωarctg arctg +-D ωω8.02.0arctg arctg -14．若系统的Bode 图在1ω处出现转折（如图所示），其渐近线由dec db /20-转到dec db /0，这说明系统中有一个环节是A 1ω+s B11ωω+sC111+s ωD 2112212ωξωω++s s 15．设某系统开环传递函数为：)13(10)(2+=s s s G ，则此闭环系统A 稳定B 不稳定C 临界稳定D 满足稳定的必要条件 16．)(c ωϕ为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相位裕度等于A )(180C ωϕ+B )(C ωϕC )(180C ωϕ- D180)(-C ωϕ17．系统的开环对数坐标图（Bode 图）与极坐标图（Nyquist 图）之间的对应关系为 A Bode 图上的零分贝线对应于Nyquist 图上的)0,1(j -点 B Bode 图上的180-线对应于Nyquist 图的负实轴C Bode 图上的负分贝值对应于Nyquist 图负实轴上)1,(--∞区间D Bode 图上的正分贝值对应于Nyquist 图正实轴 18．若已知某系统串联校正装置的传递函数为bs as ++，其中 b a < 则它是一种A 相位滞后—超前校正B 相位滞后校正C 相位超前校正D 相位超前—滞后校正19．从某系统的Bode 图上，已知其剪切频率200≈c ω，则下列串联校正装置的 传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整 增益使系统稳态误差减至最小的是A105.015.0++s s B15.0105.0++s sC 15.011.0++s s D1005.010005.0++s s20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率1=c ω处提供最大相位超前角的是 A 1215.0++s s B 15.012++s sC14.015.2++s s D 15.214.0++s s二、简答题（1,2小题每题7分，3,4小题每题8分，共计30分）1． 试求一阶系统15.01+s 的单位阶跃响应)(t c ，画出近似响应曲线，并标出时间常数T 的值。

2． 已知传递函数为)1()(2+=Ts s Ks G ，且0,1>≥T K ，试绘制其极坐标近似图（Nyguist 图）。

3． 某系统Bode 图如下图（1） 系统稳定与否？如果稳定，稳定程度如何？（2） 在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量γ、幅值余量)(db k g 、剪切频率c ω，相位穿越频率g ω。

4． 已知单位反馈系统的开环传递函数为)5)(4()(++=s s s Ks G ，系统稳定的K 值范围。

三、综合计算题（每题16分，共80分）1． 如右图所示的电路系统，输入)(1t u ，输出电压)(2t u 。

（1） 建立系统的微分方程组；（2） 求系统的传递函数。

2．某系统方块图如图所示，简化该方块图，求出传递)()(s X s Y 。

3．系统的方块图如下图所示，a) 求系统的单位阶跃响应；b) 当输入正弦信号t t x 10sin 10)(=时，系统的稳态响应； c) 求系统的阻尼比和固有圆频率。

4．系统方块图如图所示，输入)(1)(t t r =，)(121)(t t n ⋅=。

求系统在)(t r 、)(t n 各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。

5． 已知系统的开环传递函数为 )10010)(1()12.0(100)(2++++=s s s s s s G K ，在答题纸上按照下图所给比例，画出Bode 图的幅频图和相频图（幅频图用渐近线表示即可，但必须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不要求十分精确）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. B2. C3. B4. C5. C6. C7. C8. D9. C 10. C 11. D 12. C 13. C 14. A 15. B 16. A 17. B 18. C 19. B 20. D二、简答题（1,2小题每题7分，3,4小题每题8分，共计30分） 1， 解：∵ ss s R s G s C 115.01)()()(⋅+==15.05.01+-=s s ∴ tet c 21)(--=图如右所示。

2， 解：3， 解：稳定。

但相位稳定余量小，即稳定程度不好。

g c g db K ωωγ,),(,如图所示。

4， 解：系统的特征方程为：020923=+++K s s sRouth 阵如右所示，由Routh 判据得： 1800<<K二、综合计算题（每题16分，共80分）1， 解：设流过1R 的电流为)(1t i ，流过2R 的电流为)(2t i则：⎰⎰⎰=+=--+=dt t i C t u t u t i R dt t i t i C dt t i t i C t i R t u )(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222********* 对上式进行零初始条件拉氏变换得：)(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222*********s I sC s U s U s I R s I s I s C s I s I sC s I R s U =+=--+= 消去中间变量)(),(21s I s I ，得系统的传递函数为： 1)(1)()()(212211212112++++==s C R C R C R s C C R R s U s U s G2， 解：所以==)()()(s X s Y s G )()()()(1)()]()([313321s H s G s G s G s G s G s G +++3， 解：a) 系统的传递函数为：101.010)(2++=s s s G 从而 222)55()5(5)5(1101.0101)(++++-=++⋅=s s s s s s s Y所以 t e t e t y tt55sin 5555cos 1)(55----= b))sin()()(0ϕωω+=∞t j G X t y)9010sin(10)101.0101010sin(10)101.010(10102222 -=⨯--+⨯-⋅=t arctgtc) 102=n ξω，1002=n ω所以： 10=n ω，5.0=ξ4， 解：∵)(124261124)(1242611)(s N s s s s R s s s E ⋅+⋅++++⋅+⋅++= 而 s s R 1)(=，ss N 21)(= ∴ 13111242611lim 0=⋅+⋅++⋅=→s s s s e s ssr精品文档 . 1341124261124lim 0=⋅+⋅+++⋅=→s s s s s e s ssn 135134131=+=+=ssn ssr ss e e e5， 解： ∵ 1100100==K 11=T ω，52=T ω，103=T ω ∴ 系统的Bode 图如下：。