机械工程控制基础练习题A

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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机械工程控制基础是机械工程专业中非常重要的一个方面，掌握该领域的基本知识对机械工程师的工作至关重要。

在进行机械工程控制基础考试时，掌握学科基础知识与技巧应是首要准备，同样重要的还有解题能力。

因此，我们在此提供几道机械工程控制基础考试题及答案供大家参考。

1. 下列哪些控制系统是模糊控制系统？A. 摆线刀切削力控制系统B. 滤波器控制系统C. 股票市场交易系统D. 空调控制系统正确答案：A、C、D。

模糊控制系统是一种以模糊逻辑为基础，实现对复杂非线性系统的控制的一种方法。

股票市场交易系统属于复杂非线性系统，可以用模糊控制系统进行控制。

2. 控制系统的传递函数为：G(s) = 1 / [(s + 1)(s + 3)]，求其单位阶跃响应。

正确答案：G(s)的单位阶跃响应为：Y(s) = [1 / (s + 1)] - [1 / (s + 3)]，通过部分分式分解得到Y(t) = 1/2 - 1/2e^(-2t)。

因此，该系统的单位阶跃响应为Y(t) = 1/2 - 1/2e^(-2t)。

3. 下列哪个量不是PID控制器中的一个参数？A. 比例系数B. 积分时间C. 微分时间D. 控制信号正确答案：D。

PID控制器包括比例控制、积分控制和微分控制三个部分，分别由比例系数、积分时间和微分时间控制。

4. 一个反馈控制系统的开环传递函数为：G(s) = 1 / (s -1)，闭环传递函数为：H(s) = G(s) / (1 + G(s)), 求该控制系统的稳态误差。

正确答案：该控制系统的稳态误差为0。

5. 已知一个控制系统稳定，其零极点分布情况如下：零点为s= -1, -2；极点为s = -3, -4，判断该系统稳定类型。

正确答案：由于该控制系统的极点均位于左半平面，因此该控制系统稳定。

6. 下列哪种控制模式比例带宽越大，相对带宽越小？A. 位置控制模式B. 速度控制模式C. 加速度控制模式D. 跟踪控制模式正确答案：B。

机械工程控制基础试卷及答案

第1页（共9页）《机械工程控制基础》试卷（A 卷）一、填空题（每空1分, 共20分）1.对控制系统的基本要求是系统的稳定性、响应的快速性、响应的准确性。

2.已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s2+1/s 或者（1+s ）/s2 。

3.二阶系统的极点分别为s1=−0.5,s2=−4, 系统增益为2, 则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4)4.零频幅值A(0)表示当频率接近于零时, 闭环系统输出的幅值与输入幅值之比。

5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题, 机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。

6、系统的频率特性求取有三种方法: 根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。

8、微分环节的控制作用主要有使输出提前、增加系统的阻尼、强化噪声。

9、二阶系统的传递函数为 , 其中为系统的无阻尼固有频率 , 当时为欠阻尼系统。

在阻尼比ξ<0.707时, 幅频特性出现峰值, 称谐振峰值, 此时的频率称谐振频率ωr ＝。

10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。

11.对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。

12.对积分环节而言, 其相频特性∠G(jw)=-900。

二、名词解释（每个4分, 共20分）1.闭环系统: 当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时, 称之为闭环系统。

2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置, 当干扰撤除后, 系统自动回到平衡位置的能力。

3.频率特性: 对于线性定常系统, 若输入为谐波信号, 那么稳态输出一定是同频率的谐波信号, 输出输入的幅值之比及输出输入相位业班级：姓名：学号：……………密………………………………封………………………………线…………………………第2页（共9页）之差统称为频率特性。

机械控制工程基础_习题集(含答案)

一、单选题1. t e 2-的拉氏变换为（）。

A.s21； B. 15.0+s ； C. 21+s ；D.21se 2- 2. )(tf 的拉氏变换为)2(6][+=s s s F ，则)(t f 为（）。

A. te23-； B. te21--； C. )1(32te--； 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.s55. 已知)52)(2(33)(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. 0.36. 已知)45(32)(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. 37. 已知sn 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. )(1τn 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 e9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为（）。

A.ses 2242-+ ； B. 4)4(22++s ； C.4)1(2++s s； D.se s s 224-+ 10. 图示函数的拉氏变换为（）。

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。

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ess17. I型系统在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为∞。

18. 一阶系统的单位阶跃响应的表达是.19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频率ωn。

20。

二阶系统的典型传递函数是.21．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为.22。

二阶系统的阻尼比ξ为 0 时，响应曲线为等幅振荡。

23。

系统输出量的实际值与输出量的期望值之间的偏差称为误差。

24. 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。

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 。

s1e —ts3.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 ）=12s s 12++，则f(t ）｜t ∞→=?( )A 。

21 B 。

1 C 。

31D.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 16i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12dt )t (x d 16i 00202=++C.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12)dt )t (x d (16i 002202=++ D 。

)t (x )t (x )t ln(24dt)t (dx 12e dt )t (x d 16i 00t 202=⋅+⋅+ 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)1G(S)H(S)+B.G(S)-1H(S)G(S)⋅C 。

1+G(S ）·H （S)D 。

G(S)H(S)1G(S)+8.二阶系统的传递函数为4)0.5)(s (s 10++,则系统增益为( ）A 。

大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1满分答案

大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1满分答案大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1一、单选题（共10道试题，共60分。

）1.系统的截止频率越大则（）A.上升时间越小B.上升时间越大C.稳态误差越小D.快速性越好正确答案：A2.下面系统各环节的连接方式不对的是（）A.串联连接B.并联连接C.反馈连接D.混合连接正确答案：D3.XXX图上以原点为圆心的单位圆对应于伯德图上面的（）A. 5dB线B. 3dB线C. 1dB线D. 10dB线正确答案：C4.某二阶系统阻尼比为2，那么系统阶跃响应是（）A.等幅振荡B.单调衰减C.振荡衰减D.振荡发散正确答案：B5.单位负反馈的开环传递函数为G(s)，则其闭环系统的前向传递函数与（）A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.误差传递函数相同D.开环传递函数相同精确答案：D6.求线性定常系统的传递函数条件是（）A.稳定条件B.零初始前提C.稳态前提D.瞬态前提正确答案：B7.控制框图的等效变换原则是变换前后（）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.输入量和输出量坚持不变精确答案：D8.下面基本函数的传递函数不包括（）A.积分环节B.一阶微分环节C.扩大环节D.延时环节精确答案：C9.一般开环控制系统是（）A.不稳定系统B.时域体系C.频域体系D.稳定系统精确答案：D10.微分环节是高通率坡起，将使系统（）A.增大干扰误差B.减小干扰误差C.增大阶跃输入误差D.减小阶跃输入误差精确答案：A大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1二、多选题（共5道试题，共20分。

）1.有关频率特性，下面说法正确的有（）A.能够看出幅值和相位随着频率变化 B.对数频率特性图是通用形式之一 C.对数幅相特性图是通用形式之一D.无法判断精确答案：ABC2.体系的误差可以分为（）A.稳态误差B.瞬态误差C.动态误差D.静态误差精确答案：AC3.频率特性不包括（）A.幅频特性B.延迟特性C.相频特性D.脉冲特性精确答案：BD4.允许误差的百分比通常取（）A. ±5%B. ±2%C. ±20%D. ±15%正确答案：AB5.可以表征体系动态特性的有（）A.频率特性B.惯性特性C.微分方程D.积分方程正确答案：ACD大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1三、判断题（共5道试题，共20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．，则A BC D4．已知，且，则A 0BCD 15．已知函数如右图所示，则A BCD6．某系统的传递函数为,其零、极点是A 零点，；极点B 零点，；极点C 零点；极点,D 没有零点；极点7．某典型环节的传递函数为,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，则系统的单位阶跃响应函数为A B C D10．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，且已分别测试得到：的幅频特性，相频的幅频特性，相频则ABCD13．已知,其相频特性为A BC D14．若系统的Bode图在处出现转折（如图所示），其渐近线由转到，这说明系统中有一个环节是A BCD15．设某系统开环传递函数为：，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．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 BC D17．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图上的点B Bode图上的线对应于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，其中则它是一种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,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A BC D20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率处提供最大相位超前角的是A BC 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．试求一阶系统的单位阶跃响应，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，且，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、幅值余量、剪切频率，相位穿越频率。

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 。

11)(+=Ts S G6 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=sse7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<K p<158 控制系统的结构图如图所示，若系统以频率ω=2rad/s持续振荡，试确定相应的参数K 和τ的值0.75τ= K=29 系统如图所示，其中扰动信号n(t)=1(t)。

仅仅改变K1的值，能否使系统在扰动信号作用下的误差终值为-0.099?不能10已知系统特征方程为06363234=++++ssss，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在s平面右半部的极点个数。

(要有劳斯计算表)S平面右半部有2个闭环极点，系统不稳定。

11 一控制系统的单位阶跃响应为tt eetc10602.12.01)(---+=,求1) 系统的闭环传递函数;2) 计算系统的无阻尼自然频率n ϖ和系统的阻尼比ξ。

12 已知闭环系统的特征方程如下：１）01.023=+++K s s s ２）036134234=++++K s s s s 试确定系统稳定的K 值范围。

360;100<<<<K K14 一单位反馈控制系统的开环传递函数为)1.01(10)(s s s G +=１）求系统的静态误差系数p K 、v K 和a K ；２）当输入221021)(t a t a a t r ++=时，求系统的稳态误差。

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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
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
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。