机械工程控制基础试题 (1)

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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征是能够应用 ___叠加 __原理，而非线性控制系统则不可以。

2．反应控制系统是依据输入量和__反应量 __的偏差进行调理的控制系统。

3．在单位斜坡输入信号作用下，0 型系统的稳态偏差e ss=_____。

4．当且仅当闭环控制系统特点方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳固的。

5. 方框图中环节的基本连结方式有串连连结、并联连结和__反应_连接。

6．线性定常系统的传达函数，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( s 1a)2。

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次而变化的函数关系称为__相频特征 __。

9．积分环节的对数幅频特征曲线是一条直线，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型系统的稳态偏差e ss=__0__。

12．0 型系统对数幅频特征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1。

s214.依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.关于一个自动控制系统的性能要求能够归纳为三个方面：稳固性、__迅速性 __和正确性。

16.系统的传达函数完整由系统的构造和参数决定，与__输入量、扰动量 __的形式没关。

17.决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频次w n。

18.设系统的频次特征Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特征|G(jω )|=R2( w)I 2(w) 。

19.剖析稳态偏差时，将系统分为 0 型系统、 I 型系统、 II 型系统，这是按开环传达函数的 __积分 __环节数来分类的。

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》题库

《机械工程控制基础》题库机械工程控制基础复习题第一章绪论1、以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较（）。

A．开环高B.闭环高C.相差不多D.一样高1、系统的输出信号对控制作用的影响（）。

A．开环有B.闭环有C.都没有D.都有1、对于系统抗干扰能力（）。

A．开环强B.闭环强C.都强D.都不强1、下列不属于按输入量的变化规律分类的是（）。

A．恒值控制系统B.计算机控制系统C.随动控制系统D.程序控制系统1、按照系统传输信号的类型可分成（）。

A．定常系统和时变系统B.离散控制系统和连续控制系统C.线性系统和非线性系统D.恒值系统和程序控制系统1．按照控制系统是否设有反馈作用来进行分类，可分为______和______。

答案：开环控制系统闭环控制系统1．对一个自动控制系统的最基本要求是，也即是系统工作的首要条件。

答案：稳定稳定性1．对控制系统性能的基本要求一般可归结为稳定性、___________和___________。

答案：快速性准确性1、控制论的中心思想是，通过，和反馈来进行控制。

答案：信息的传递加工处理1．什么是反馈(包括正反馈和负反馈)根据反馈的有无，可将控制系统如何分类？答案：（1）反馈是指输出量通过适当的检测装置将信号全部或一部分返回输入端，使之与输入量进行比较。

如果反馈信号与系统的输入信号的方向相反，则称为负反馈；如果反馈信号与系统的输入信号的方向相同，则称为正反馈。

（2）根据反馈的有无，可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

1.何为闭环控制系统其最主要的优点是什么？答案：闭环控制系统就是反馈控制系统，即输出量对控制作用有影响的系统。

其最主要的优点是能实现自我调节，不断修正偏差，抗干扰能力强。

1．简述“自动控制”和“系统”的基本概念。

答案：（1）所谓“自动控制”就是在没有人直接参与的情况下，采用控制装置使被控对象的某些物理量在一定精度范围内按照给定的规律变化。

（2）所谓“系统”，即具有某一特定功能的整体。

技能认证机械工程控制考试(习题卷1)

技能认证机械工程控制考试(习题卷1)第1部分：单项选择题，共100题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]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)线性系统不满足迭加原理,非线性系统满足迭加原理C)线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理D)线性系统无外加输入,非线性系统有外加输入答案:C解析:2.[单选题]根轨迹起始于 ,终止于。

()A)开环极点、开环零点B)闭环极点、闭环零点C)开环零点、开环极点D)闭环零点、闭环极点答案:A解析:3.[单选题]两个复数积的幅角等于它们的幅角。

()A)和B)差C)积D)商答案:A解析:4.[单选题]赫尔维茨矩阵的各项主子式行列式的值全部为正,是线性系统稳定的条件。

()A)充分B)必要C)充要D)即不充分也不必要答案:C解析:5.[单选题]振荡环节中的阻尼比等于()时,为最佳阻尼比。

A)0.8B)0.707C)0.5D)其他答案:B解析:6.[单选题]一阶系统的闭环极点越靠近坐标平面的s原点,其()A)响应速度越慢B)响应速度越快C)准确度越高D)准确度越低答案:A解析:7.[单选题]传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为()A)最小相位系统B)有差系统C)无差系统D)非最小相位系统答案:A解析:8.[单选题]劳斯判据只适用于特征方程是的代数方程。

()A)实系数B)虚系数C)正数D)负数答案:A解析:9.[单选题]直流伺服电动机的转速与对其输入的()成正比例关系。

A)以上都不对B)电流C)电压D)电阻答案:C解析:10.[单选题]系统伯德图的横坐标是以()表示的。

A)笛卡尔坐标B)级数坐标C)复数坐标D)对数坐标答案:D解析:11.[单选题]线性系统的频率特性()。

A)与时间t有关B)与输入幅值有关C)由系统的结构、参数确定;D)与输出有关答案:C解析:12.[单选题]若描述系统的微分方程是变量及其倒数的一次有理整式,并且描述系统的微分方程的系数均为常数,则此系统为()A)非线性定常系统B)非线性时变系统C)线性时变系统D)线性定常系统答案:D13.[单选题]机械工程自动控制系统的基本要求是稳定性、准确性和()A)美观性B)实用性C)快速性D)以上都不对答案:C解析:14.[单选题]线性定常二阶系统的闭环增益加大:()A)对系统的动态性能没有影响B)超调量愈大C)峰值时间提前D)系统的快速性愈好答案:A解析:15.[单选题]下面典型时域信号中,传递函数为1的是()。

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 。

东北大学22春“机械工程”《机械工程控制基础》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：1

东北大学22春“机械工程”《机械工程控制基础》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.混合节点表示的变量是所有流入该点信号的代数和，而从节点流出的各支路信号均为该节点的信号。

()A、错误B、正确参考答案：B2.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的()。

A.稳态性能B.稳态和动态性能C.动态性能D.抗扰性能参考答案：A3.系统的时间响应过程不仅取决于系统本身的特性，还与外加的输入信号的类型有关。

()A、错误B、正确参考答案：B4.相位最小系统的幅频特性与相频特性关于频率一一对应。

()A.正确B.错误参考答案：AA.正确B.错误参考答案：A6.远离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小。

()A.错误B.正确参考答案：A7.如果要求系统快速性好，应使所有闭环极都在虚轴右侧远离虚轴的地方。

()A、错误B、正确参考答案：A8.微分环节的频率特性相位移θ(ω)=()。

A.90°B.-90°C.0°D.-180°参考答案：A9.闭环的极点和零点对系统的响应均有影响，但它们的影响程度不同。

对系统响应影响最大的是主导零点。

()A.错误B.正确参考答案：A当系统所有根均位于实轴上时，系统阶跃响应为非周期单调过程，否则阶跃响应呈振荡趋势。

()A.正确B.错误参考答案：A11.系统对谐波输入的稳态响应随输入信号的频率而变化的特性称为系统的()。

A.频率响应B.稳态响应C.瞬态响应D.时间响应参考答案：A12.欠阻尼系统峰值时间是用()来表示的。

A.tpB.tdC.trD.ts参考答案：A13.传递函数表达式中分子、分母多项式各项系数的值完全取决于系统的结构和参数，所以它是系统的动态数学模型。

()A.正确B.错误参考答案：A14.如高阶系统存在复数共轭复数主导极点，系统可近似为一阶系统。

()A、错误B、正确15.输入为阶跃信号时，如果()，则积分环节的输出信号的上升速度越快。

机械工程控制基础简答题答案(1)教学文稿

机械工程控制基础简答题答案(1)机械工程控制基础简答题答案1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。

开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。

2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。

幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。

3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。

5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。

6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。

7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。

答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。

列出劳斯数列：s44s363s236s1-25/3s06所以第一列有符号变化，该系统不稳定。

8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过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输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。

（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。

201410机械工程控制基础

机械工程控制基础试题一、单项选择题1.以下系统书体育程序控制系统的是（）A.恒温炉的控制B.火炮自动瞄准系统C.洲际弹道导弹的飞行D.机器人的足球比赛2.已知原函数，则其拉氏变换F(S)=()3.以下元件不属于开环控制系统的是（）A.给定元件B.测量元件C.执行元件D.被控对象4.二阶系统的传递函数为，则其无阻尼振荡频率Wn和阻尼比为A.3,1B.1/3,1C.3,3D.1/3,35.某控制系统的结构图如下，则该系统的闭环传递函数为（）6.某单位的负反馈控制的开环传递函数为，则闭环系统为（）A．O型系统B．I型系统C．I I型系统D．I II型系统7.高阶系统中距离虚轴最难的主导极点对应的动态响应分量衰减A.最慢B.不一定C.最快D.与其他参数有关8.频率响应是系统对争先输入的稳态响应，岂能否研究系统的动态特性（）A.不能B.不确定C.能D.与其他参数有关9.以下性能治疗中可以表征系统相对稳定性好坏的是（）A.谐振峰值B.谐振频率C.戒指频率D.频宽10.以下不属于相位超前校正特点的是（）A.提高系统响应速度B.提高系统相对稳定性C.具有相角特性D.改善系统稳态性能二、填空题11.把一个系统的输出信号不断直接地后经过中间比那花后全部或部分地返回到输入端，在把输入到系统中去，称之为（）12.单数与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构和参数，即建立系统数学模型，此类问题为（）13.已知，则其拉氏反变换为f（t）为（）14.传递函数时线性定常系统在（）体哦阿健下输出量与输入量的拉氏变换之比15.传递函数表达式为，则具有负实部或为负数的极点的个数为（）16.若线性定常系统在单位阶跃输入作用下，其输出为，则系统传递函数为（）17.已知系统闭环传递函数为，则系统单位阶跃响应的超调量Mp=（）18.振荡环节奈奎斯特图与负虚轴交点处的频率表示（）19.对最小相位系统而言，系统稳定时，相位裕量和幅值裕量为（）零。

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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
简答题（20分）
1、什么是反馈？为什么要进行反馈控制？
答：反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈，闭环控制系统的工作是基于系统的实际输出与输入间的偏差之上的，在系统存在扰动的情况下，这种偏差就会出现。

进行适当的反馈控制正好能检测出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零，事实上，反馈控制仅仅需为无法预计的扰动设计，因为对可以预知的扰动，总可以在系统中加以校正。

2、什么是系统？什么是线性系统？
答：系统是由相互联系，相互作用的若干部分构成而且有一定的目的或一定的运动规律的一个整体；当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，系统称为线性系统。

3、系统稳定性的定义是什么？
答：系统的稳定性是指系统在初始状态的作用下，由它引起的系统的时间响应随时间的推移，逐渐衰减并趋向与零的能力。

若随时间的推移，系统能回到平衡位置，则系统是稳定的；若随时间的推移，系统偏离平衡位置愈来愈远，则系统是不稳定的。

4,开环与闭环的区别？
开环：指控制装置与被控制对象之间只有正方向作用而没有反馈作用作用的控制过程。

系统的输出对被控对象没有影响。

优点：简单，稳定，可靠，缺点：精度通常较低，无自动纠偏能力。

闭环：指控制装置与被控制对象之间不仅存在正方向作用还具有反馈作用的控制过程。

优点：精度高，对外部扰动和系统参数变化不敏感。

缺点：存在稳定，振荡，超调等问题，系统性能力分析和设计麻烦。

5，传递函数的性质?
(a)传递函数只取决于系统和元件的结构和参数，与外作用及初始条件无关。

（b)只适用于线性定常系统(c)一个传递函数只能表示一个输出的函数关系。

（d）不能反映在非零初始条件下系统的运动情况（e)是复变量S的有理真分式函数。

(f)可以是有量纲也可以是无量纲。

(g)物理性质不同的系统，环节或元件，可以具有相同类型的传递函数。

(h)与单位脉冲响应函数一一对应，是拉氏变换与反变换的关系。

6方框图的组成？
（a)函数方框（b)信号传递线（C)相加点（d)分支点
7，结构图具有的特点？
（a)形象而明确地表达了系统的组成和相互连接的关系。

可以方便的评价每一个元件对系统性能的影响。

信号的传递严格准守单向性原则，对于输出对输入的反作用，通过反馈支路单独表示。

（b)对结构图进行代数运算和等效变换，可方便的求得整个系统的传递函数。

（c)当S=0时，结构图表示了各变量之间的静态特性关系，故称为静态结构图，而S不等于0时，即为动态结构图。

8，奈奎斯特图的绘制步骤？
（a)由G（jw)求出实频特性P(w)，虚频特性Q(w)和幅频特性|G(jw)|,相频特性的表达式;（b)求出若干特征点，如起点w=0,终点w=00，与实轴的交点Q(w)=0,与虚轴的交点P(w)=0等，并标注在极坐标图上。

（c)补充必要的几点，根据|G(jw)|,/_G(jw)和P（w),Q(w)的变化趋势以及G(jw)所处的象限，作出奈奎斯特曲线的大致图形。

9、波特图的绘制步骤？(a)将系统传递函数G(s)转化为若干个标准形式的环节传递函数的乘积形式。

（b)由传递函数G(s)求出频率特性G(jw).(c)求典型环节的转角频率。

（d）作出各环节的对数幅频特性的渐近线。

（e)必要时，对渐近线进行误差修正。

（f)将各环节的对数幅频特性叠加。

(g)将叠加后的曲线垂直移动201gK，得到系统的对数幅频特性。

（h)作各环
节的对数相频特性，然后叠加而得到系统总的对数幅频特性。

（i)有延时环节时，对数幅频特性不变，对数相频特性而应加上—Tw。

计算题（30分）
1、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。

解：
2、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。

)
101.0)(11.0(100
)(++=
s s s s G
解：该系统开环增益K ＝100；
有一个积分环节，即v ＝1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点，即通过（1，40）这点斜率为－20dB/dec ；
有两个惯性环节，对应转折频率为101.011==w ，10001
.01
2==w ，斜率分
别增加－20dB/dec
系统对数幅频特性曲线如下所示。

3、设系统特征方程为
03425234=++++s s s s
试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。

解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a 4=1，a 3=5，a 2=2，a 1=4，a 0=3均大于零，且有
3
210045003210
0454=
∆
051>=∆
0641252>=⨯-⨯=∆
0514143554253<-=⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=∆ 0153)51(3334<-=-⨯=∆=∆
所以，此系统是不稳定的。