机械工程控制基础练习题A

一、单选题

1. 若系统的单位脉冲响应为t t e e --+22，则系统的传递函数为( A )。 A.

1221+++s s B.1

232++s s C.s e s 221-+ D.s e s -+1

1 2. 某系统传函数为G (s )=τ

+s k ，则转角频率为( B )。 A. τ1 B.τ C. k /τ D. k τ

3. 已知系统的频率特性为G (j ω)=ω

jT K +1，则频率特性的虚部为( D )。 A. ωT K +1 B. 2

)(1ωT K + C.－

2)(1ωT KT + D. －2)(1ωωT KT + 4. 某系统的传递函数为G (s )=)

3)(14()2)(7(-+-+s s s s ,其零、极点是( D )。 A. 零点s =－0.25, s =3; 极点s =－7,s =2 B. 零点s =7,s=－2; 极点s =0.25,s =3

C. 零点s =－7, s =2; 极点s =－1,s =3

D. 零点s =－7,s =2; 极点s =－0.25,s =3

5. 若已知某串联校正装置的传递函数为10

4++s s ，则它是一种( B )。 A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正

C. 相位滞后—超前校正

D. 相位超前—滞后校正

6. 当系统已定，并且输入已知时，求出系统的输出，并通过输出来研究系统本身的有关问题，称为( C )。

A. 最优控制

B. 系统辨识

C. 系统分析

D. 自适应控制

7. 某系统的微分方程为)(sin )(2)(52t y t t x t x

t =?+ω ，它是( A )。 A. 线性时变系统 B. 线性定常系统

C. 非线性系统

D. 非线性时变系统

8. 某环节的传递函数为1)(+=Ts s G ，它是（D ）。

A. 积分环节

B. 微分环节

C. 一阶积分环节

D. 一阶微分环节

9. 延时环节s e s G τ-=)(的相频特性∠G (j ω)等于（B ）。

A. τω

B. -τω

C. 90o

D. 180o

10. 若系统传递函数G (s )的所有零点和极点均在S 平面的（C ）时，则该系统称为

最小相位系统。

A. 上半平面

B. 下半平面

C. 左半平面

D. 右半平面

二、填空题

1. 传递函数为1

+Ts k 的环节分别称为比例和惯性环节。 2. 系统的频率响应是系统对谐波输入的稳态响应。

3. 在单输入—单输出系统的瞬态响应分析或频率响应分析中，采用的数学模型是传递函数，在现代控制理论中，数学模型则采用状态空间表达式。

4. 系统传递函数只与本身的参数和结构有关，与外界输入无关。

5. 一般对机械工程系统有三方面的性能要求，即稳定性、准确性,

及灵敏性。

三、简答题

1. 系统附加延迟环节后频率特性有何变化？

11延迟环节的传递函数为s e τ-，其幅频特性为τωj e -，故附加延迟环节后幅频特性不变，相频特性滞后。

2．劳斯表中某行出现全0元素，说明系统一定有什么位置的闭环特征根？

22当劳斯表中某行出现全0元素，说明系统的特征根落在虚轴上。

3. 当G 1(s )=1/G 2(s )时，试说明Bode 图L 1(ω)和L 2(ω)以及φ1(ω)和φ2(ω)的关系。 33L 1(ω)和L 2(ω)相差一个负号，对处于0分贝线；φ1(ω)和φ2(ω)相差一个负号，对处

于0o 线。 4. 已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如图，如果将阻尼比ζ增大(但不超过1)，请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。 5. 已知系统的调节器如下，问是否可以称其为PID 调节器，请说明理由。

0,)1)(1()(43430≥++=T T s

s T s T s G 、 44. 当ζ1<ζ2, 随着ζ增大，上升时间变大，超调量减小，调节时间减小。

55. s T T s

T T s s T T s T T s s T s T s G 4343432434301)(1)()1)(1()(+++=+++=++=

x (t 2 3 4 5

四、计算题

1. 求图示系统输出U 0与输入U i 之间的传递函数。

2. 已知系统如方框图所示，计算当R (s ) =1/s 时，由R (s )引起的误差E R (s )和稳态误差e ss 。

四计算题DAAN

1．

1)()(0+=RCs s U s U i 2．

0)(lim )18(10)12)(1()

12)(1()(0

=?=++++++=→s E s e s s s s s s s E R s ss R

历年机械工程控制基础试题及答案

全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分，共30分) 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，求出系统的输出(响应) 2.f(t)如图所示则L ［f(t)］为( ) A.s 1e -2t B. s 2e -2s C. s 1e -2s D. s 1 e -ts 3.已知F(s)=1) s(s 1 ，则L -1 ［F(s)］为( )

4.已知F(s)=L ［f(t)］，若F(s)= 1 2s s 1 2++,则f(t)|t ∞→=?( ) A.21 B.1 C.3 1 D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：( ) A.dt ) t (dx )t (x )dt )t (dx ( 12dt )t (x d 16 i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 dt )t (x d 16i 002 02=++ C.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 )dt )t (x d ( 16i 0022 02=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt ) t (dx 12 e dt )t (x d 16 i 00t 2 02=?+?+ 6.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 7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( ) A. G(S)H(S) 1 G(S)H(S)+ B. G(S) -1 H(S)G(S)?

机械工程控制基础课后习题答案

1控制论的中心思想是什么？答：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 2机械工程控制论的研究对象及任务是什么？答：对象：机械工程技术。任务：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并通过系统的输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析；（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使系统的输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制；（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计；（4）当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此及系统识别或系统辨识；（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤液与预测。 3什么是信息与信息的传递？试举例说明。答：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息都是信息。例如机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与精度等，表明了机械信号、密码、情报或消息。所谓信息传递，指信息在系统传递过程中以某种关系动态地传递，或称转换。例如机械加工工艺系统，将工件尺寸做为信息，通过工艺过程的转换，加工前后工件尺寸分布有所变化，这样，研究机床加工精度问题，可以通过运用信息处理和理论和方法来进行。 4什么是反馈与反馈控制？试举例说明。答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号与原系统的输入讯号的方向相反（或相位差180度）则称之为“负反馈”；如果方向与相位相同，则称之为“正反馈”。例如人类最简单的活动，如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。人抬起腿每走一步路，腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑，从而保持正常的步法；人手取物时，手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保持准确而适当地抓住待取之物。5日常生活中的许多闭环系统与开环系统，试举例说明。答：开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。例如洗衣机，它按洗衣、清水、去水、干衣的顺序进行工作，无需对输出信号即衣服的清洁程度进行测量；闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路。例如液面调节器和以工作台的位置做为系统输出，通过检测装置进行测量，并将该信号反馈，进行控制工作台运动位置的CNC机床的进给系统。 6何谓控制系统？按是否存在反馈分哪些？答：控制系统指系统的输出，能按照要求的参考输出或控制输入进行调节。按是否存在反馈分为2种，即开环控制系统和闭环控制系统。 7拉氏变换的定义是什么？答：拉氏变换是分析研究线性动态系统的有力工具，将时域的微分方程变换为复数域的代数方程。 8什么是数学模型？答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。 9传递函数的定义及特点是什么？答：定义：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。特点：1）传递函数反应系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与外界输入无关；2）对于物理可实现系统，传递函数分母中的s的阶次n必不小于分子中的s的阶次m，即n大于等于m，因为实现的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入；3

机械工程控制基础期末试卷答案

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、和。 2．按系统有无反馈，通常可将控制系统分为和。 3．在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有、等。 4．反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统的程度。 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。 7．频率响应是线性定常系统对输入的稳态响应。 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2 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c)

四、求拉氏变换与反变换(10分) 1．求[0.5]t te - l（5分） 2．求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ l（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）。 1.0 x 0 图4(a) 机械系统图4（b ）响应曲线图4

机械工程控制基础复习题A(附答案)

《机械控制工程基础》复习题A 一、填空题 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 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根或负实部的复数根，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。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。 11. 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、快速性和精确或准确性。二．设有一个系统如图1所示，k 1=1000N/m, k 2=2000N/m, D=10N/(m/s)，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 。 i x o x K K D 图1 三．一个未知传递函数的被控系统，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2所示。问：(1) 系统的开环低频增益K 是多少？

机械工程控制基础试卷.doc

浙江省2002年1月机械工程控制基础试题课程代码：02240 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共30分) 1.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为( ) A.最优控制 B.系统辩识 C.系统校正 D.自适应控制 2.反馈控制系统是指系统中有( ) A.反馈回路 B.惯性环节 C.积分环节 D.PID 调节器 3.( )= 1 s a +,(a 为常数)。 A. L ［e －at ］ B. L ［e at ］ C. L ［e －(t －a)］ D. L ［e －(t+a)］ 4.L ［t 2e 2t ］=( ) A. 1 23 ()s - B. 1 a s a ()+ C. 2 23 ()s + D. 23 s 5.若F(s)=4 21 s +，则Lim f t t →0()=( ) A. 4 B. 2 C. 0 D. ∞ 6.已知f(t)=e at ,(a 为实数)，则L ［f t dt t ()0 ? ］=( ) A. a s a - B. 1 a s a ()+ C. 1 s s a () - D. 1 a s a () - 7.f(t)=32 2 t t ≥

机械工程控制基础试题 (1)

一、填空题（20分） 1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 2、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、快速性和精确或准确性。 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 5、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根或负实部的复数根，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。 6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。 8、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。 9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。

选择题（20分） 1、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 2、微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 3、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 4、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 + 5、比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 6、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 7、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 8、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 9、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 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

机械工程控制基础考试题完整版(1)

控制基础填空题(每空1分，共20分) 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__

机械工程控制基础练习题A

机械工程控制基础练习题A 一、单选题 1. 若系统的单位脉冲响应为t t e e --+22，则系统的传递函数为( A )。 A. 1221+++s s B.1 232++s s C.s e s 221-+ D.s e s -+1 1 2. 某系统传函数为G (s )=τ +s k ，则转角频率为( B )。 A. τ1 B.τ C. k /τ D. k τ 3. 已知系统的频率特性为G (j ω)=ω jT K +1，则频率特性的虚部为( D )。 A. ωT K +1 B. 2 )(1ωT K + C.－ 2)(1ωT KT + D. －2)(1ωωT KT + 4. 某系统的传递函数为G (s )=) 3)(14()2)(7(-+-+s s s s ,其零、极点是( D )。 A. 零点s =－0.25, s =3; 极点s =－7,s =2 B. 零点s =7,s=－2; 极点s =0.25,s =3 C. 零点s =－7, s =2; 极点s =－1,s =3 D. 零点s =－7,s =2; 极点s =－0.25,s =3 5. 若已知某串联校正装置的传递函数为10 4++s s ，则它是一种( B )。 A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正 C. 相位滞后—超前校正 D. 相位超前—滞后校正 6. 当系统已定，并且输入已知时，求出系统的输出，并通过输出来研究系统本身的有关问题，称为( C )。 A. 最优控制 B. 系统辨识 C. 系统分析 D. 自适应控制 7. 某系统的微分方程为)(sin )(2)(52t y t t x t x t =?+ω ，它是( A )。 A. 线性时变系统 B. 线性定常系统 C. 非线性系统 D. 非线性时变系统 8. 某环节的传递函数为1)(+=Ts s G ，它是（D ）。 A. 积分环节 B. 微分环节

机械工程控制基础期末测试题

一、填空题(每空1分，共20分) 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征程的根必须为负实根或负实部的复数根，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。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳 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控制系统和闭环控制系统。 3．在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分程、传递函数等。 4．稳态误差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/1t T e --。 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正弦输入的稳态响应。 8．稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9．脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。二．如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分程，并求出该电路的传递函数。（10分）图2 解答：跟据电压定律得 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c) 00220022 1 1()i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs G s +=+== ?

机械工程控制基础考试题完整版

机械控制工程基础一、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. 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。 4. 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。 5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6. 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。 7. 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。 8. 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。 9. 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。 10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1 s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. I 型系统G s K s s ()() =+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。 18. 一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是T t e --1。

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

机械工程控制基础考试题及答案

机械工程控制基础考试题及答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

填空题(每空1分，共20分) 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 )(1a 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 2 1s 。 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_。

《机械工程控制基础》课后答案

目录第一章自动控制系统的基本原理第一节控制系统的工作原理和基本要求第二节控制系统的基本类型第三节典型控制信号第四节控制理论的内容和方法第二章控制系统的数学模型第一节机械系统的数学模型第二节液压系统的数学模型第三节电气系统的数学模型第四节线性控制系统的卷积关系式第三章拉氏变换第一节傅氏变换第二节拉普拉斯变换第三节拉普拉斯变换的基本定理第四节拉普拉斯逆变换第四章传递函数第一节传递函数的概念与性质第二节线性控制系统的典型环节第三节系统框图及其运算第四节多变量系统的传递函数第五章时间响应分析第一节概述第二节单位脉冲输入的时间响应第三节单位阶跃输入的时间响应第四节高阶系统时间响应第六章频率响应分析第一节谐和输入系统的定态响应第二节频率特性极坐标图第三节频率特性的对数坐标图第四节由频率特性的实验曲线求系统传递函数第七章控制系统的稳定性第一节稳定性概念第二节劳斯判据

第三节乃奎斯特判据第四节对数坐标图的稳定性判据第八章控制系统的偏差第一节控制系统的偏差概念第二节输入引起的定态偏差第三节输入引起的动态偏差第九章控制系统的设计和校正第一节综述第二节希望对数幅频特性曲线的绘制第三节校正方法与校正环节第四节控制系统的增益调整第五节控制系统的串联校正第六节控制系统的局部反馈校正第七节控制系统的顺馈校正第一章自动控制系统的基本原理定义：在没有人的直接参与下，利用控制器使控制对象的某一物理量准确地按照预期的规律运行。第一节控制系统的工作原理和基本要求一、控制系统举例与结构方框图例1．一个人工控制的恒温箱，希望的炉水温度为100C°,利用表示函数功能的方块、信号线，画出结构方块图。图1

历年机械工程控制基础试题及答案.doc

叮叮小文库全国 2002 年 10 月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题( 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题 1.5 分，共 30 分 ) 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，求出系统的输出(响应 ) 2.f(t) 如图所示则L［f(t)］为() 1 -2t 2 -2s 1 -2s 1 -ts A. e B. e C. e D. e s s s s 3.已知 F(s)= 1 ，则 L-1［ F(s)］为 ( ) s(s1) 4.已知 F(s)=L ［ f(t) ］，若 F(s)= s2 1 1 ,则 f(t)| t =?() 2s A. 1 B.1 1 D.0 2 C. 3 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：() A. d 2 x 0 (t) dx 0 (t) 2 x 0 ( t) dx i ( t) 16 2 12( ) dt dt dt B. 16 d 2 x 0 (t) 12 dx 0 ( t) 24x 0 ( t) x i (t ) dt 2 dt

C. 16( d 2 x 0 (t) ) 2 12 dx 0 (t) 24x 0 (t) x i ( t) dt 2 dt D. 16 d 2 x 0 ( t) e t 12 dx 0 (t) 24 ln( t) x 0 ( t) x i ( t) dt 2 dt 6.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 7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为 ( ) G(S)H(S) G(S) H(S) A. B. 1 G(S)H(S) 1 - G(S) C. 1+G(S) · H(S) G(S) D. 1 G(S)H(S) 8.二阶系统的传递函数为 10 ,则系统增益为 () (s 0.5)(s 4) A.10 B.0.5 9.若系统的单位脉冲响应为 1 2 A. s 2 s 1 10.某系统的传递函数为 (s C.4 D.5 e -2t +2e -t ，则系统的传递函数为： ( ) B. s 2 3 C. s 1 e 2 s 2s 1 2 5 系统的零极点为 ( ) 1)(s 2) D. 1 e s s 1 A. 极点 s 1=-1, s 2=-2, 零点 s 3=5 B. 极点 s 1=1, s 2=2 C. 极点 s 1=-1, s 2=-2 D. 极点 s 1=1, s 2=2,零点 s 3=-5 11.下列信号中，哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标 ( ) A. 单位阶跃 B.单位脉冲 C.单位斜坡 12.系统如图，其稳态误差定义为 ( ) D.单位正弦

机械工程控制基础——练习题及答案

一、计算题 1 已知系统传递函数: 求系统在单位阶跃信号、单位斜坡信号输入时的响应。 2 设系统处于静止状态，当输入单位阶跃函数时其输出响应为 2()1t t y t e e --=-+ t>0 试求该系统的传递函数和单位脉冲响应。 3 试化简图所示的系统结构图，求传递函数 4已知系统结构如图2-7所示。 1）求传递函数C(S)/R(S)和C(S)/N(S)。 2）若要消除干扰对输出的影响（即 C(S)/N(S)=0），问0()G s =？ 5 试用结构图等效化简求下图所示系统的传递函数 ) () (s R s C 。 1 1 )(+= Ts S G

6 系统结构图如图3-1所示。（1）当r(t)=t，n(t)=t时，试求系统总稳态误差；（2）当r(t)=1(t)，n(t)=0)时，试求M p，t p。图3-1 = ss e 7某控制系统如图所示。其中控制器采用增益为K p的比例控制器，即 G c(s)=K p 试确定使系统稳定的K p值范围。 0

机械工程控制基础复习试卷

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。解答：输出量：炉温。输入量：给定电压信号。被控对象：电炉。系统包括：电位器、放大器、电机、减速器以及自藕调压器、热电偶。原理方框图：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，并求出该电路的传递函数。（10分）图2 解答：跟据电四、求拉氏变换与反变换 1．求[0.5]t te - 解答： 2 11 2(1)s s -- 2．求 1 3[ ](1)(2) s s s -++ 解答：=t 236t e te ---+ 七、图示机械系统由质量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(a)中)(t x o 是输出位移。当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如（b ）图所示。试求： R u 0 u i L C u 0 u i (a)(b) (c) 00220022 1 1()1i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs G s RCs +=+== +?

1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(4分) 2）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ；（3分） 3）时间响应性能指标：上升时间s t 、调整时间r t 、振荡频数N 、稳态误差ss e （5分）。 1.0 x 0 图(a) 机械系统图（b ）响应曲线解答：解：1）对于该系统有： ()()()()t f t kx t x c t x m =++000 故 ()k cs ms s G ++= 2 1 2）求k 由Laplace 变换的终值定理可知： ()()()s X s t x x s t 00 00lim lim ?==∞→∞ → s k cs ms s s 31lim 20? ++=→ k 3= 而()∞0x =1.0，因此k=3. 求m ，由()()() %100000?∞∞-=x x t x M p p 得： %5.9%1000 .1095.0=?=p M 又由式%1002 1?=--ξξπ e M p 求得ξ=0.6 将==ξ,2p t 0.6代入2 1ξωπωπ-= = n d p t 中，得n ω=1.96。再由2n m k ω=求得m=0.78。求c 由m c n =ξω2，求得c=1.83. 3）求s t == n s t ξω3 2.55 (取?=0.05时) ==n s t ξω4 3.40 (取?=0.02时) 求r t

大工《机械工程控制基础》期末考试复习题教学提纲

大工2018年春《机械工程控制基础》期末考试复习题一、单项选择题（本大题共40小题，每小题2分，共80分） 1、当二阶系统传递函数的极点分布在s 平面的虚轴上时，系统的阻尼比ζ为（）。 A ．ζ<0 B ．ζ=0 C ．0<ζ<1 D ．ζ≧1 2、已知函数1 ()()s F s s s a += +，则()f t 的终值()f ∞=（）。 A ．0 B ．∞ C ．a D ．1/a 3、某系统的传递函数 2100 ()12100G s s s = ++，则无阻尼自然频率n ω等于（）。 A ．10rad/s B ．0.1rad/s C ．1rad/s D ．0.01rad/s 4、作为一个控制系统，一般来说（）。

A．开环不振荡B．闭环不振荡C．开环一定振荡D．闭环一定振荡5、系统不稳定时，其稳态误差为（）。 A．+∞B．-∞C．0 D．以上都不对 6、一阶单位反馈系统的开环传递函数为G s K s s K () () = +，则该系统稳定的K值范围为（）。 A．K＞0 B．K＞1 C．0＜K＜10 D．K＞－1 7、某一系统的稳态加速度误差为一常数，则该系统为（）系统。 A．0型B．I型C．Ⅱ型D．以上选项都不对 8、以下关于系统稳态偏差的说法正确的是（）。 A．稳态偏差只取决于系统的结构和参数B．稳态偏差只取决于系统输入和干扰C．稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D．系统稳态偏差为0 9、在直流电动机的电枢回路中，以电流为输出，电压为输入，两者之间的传递函数是（）。A．比例环节B．积分环节C．惯性环节D．微分环节 10、自动控制系统的反馈环节中必须具有（）。 A．给定元件B．检测元件C．放大元件D．执行元件 11、在阶跃函数输入作用下，阻尼比（）的二阶系统，其响应具有减幅振荡特性。A．ζ＝0 B．ζ>1 C．ζ＝1 D．0<ζ<1 12、一阶系统的传递函数为G s K Ts ()= +1，则该系统时间响应的快速性（）。 A．与K有关B．与K和T有关C．与T有关D．与输入信号大小有关 13、一阶闭环系统的开环传递函数为G s s s s s () () ()() = + ++ 83 232，则该系统为（）。

机械工程控制基础试卷

淮阴工学院阶段考试试卷 2015.9.23 课程名称：控制工程基础2；试卷编号：A 卷；考试时间：60分钟；考试形式：开卷试卷得分表题号一二三四五总分得分一、填空（每小题5分，共40分） 1、机械工程控制论是研究机械工程技术中广义系统的问题。 2、已知系统的传递函数为s e Ts s K s G τ-+= ) 1()( ，则其幅频特性=)(ωj G 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在的条件下，系统输出量的拉氏变换与之比。 4、瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从状态到状态的响应过程。 5、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于，并且只适于零初始条件下系统。 6、一阶系统传递函数s K e s K s G τ-+= 1 2)(，该系统可以看成由和两环节串联而成。 7、控制系统的基本要求主要有：，，。 8、系统输出能够以不同方式作用于系统，就称为。二、选择题（10分）： 1. 在下列系统中，属于线性系统的有（）（1）)()(2 0t ax t x i =； (2) )()(2)(4)(000t x t x t x t x i =++ ；（3）)(5)(4)(3)(2000t x t tx t x t x t i =++ ；（4）)()()()()(2 0000t x t x t x t x t x i =++ ； 2. 若系统（或元件）的某输入、输出的拉氏变换分别为)(),(0s X s X i ，对应的传递函数记为G(s)，则（） (1) 在零初始条件下，) () (G (s)0s X s X i = ；学院专业班级年级姓名学号得分得分装订线(答题不得超过此线)

机械工程控制基础试题集锦

机械工程控制基础试题集锦一、填空题（20分） 1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 2、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、快速性和精确或准确性。 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 5、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根或负实部的复数根，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。 6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。 8、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。 9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。 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控制系统和闭环控制系统。 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．稳态误差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/1t T e --。 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正弦输入的稳态响应。 8．稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9．脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 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根或负实部的复数根，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。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。