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。

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2

222n

n n

w s w s w ++ξ。 21．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 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。 25. 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。

26. 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 。

27．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 。

28. 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。 29. 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。 30．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 。 31．0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 。 32. 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。 33. G(s)=

1

1

+Ts 的环节称为 惯性 环节。

34．设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 实频特性 。

35. 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 。 36.二阶系统的阻尼系数ξ=时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。 37. 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 稳定的系统。

38. 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。

39. 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。 40. 函数te -at 的拉氏变换为

2

)(1

a s +。

二、单项选择题：

1． 一阶系统G(s)=

1

+Ts K

的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 [ B ] A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定

2. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ [ C ]

A.输入信号

B.初始条件

C.系统的结构参数

D.输入信号和初始条件

3．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 [ C ]

A ．-270°

B ．-180°

C ．-90°

D ．0° 4．设积分环节的传递函数为G(s)=

s

1

，则其频率特性幅值M(ω)= [ C ] A. ω

K

B.

2

K ω

C.

ω1

D. 21

ω

5. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 [ B ]

A. a 1y 1(t)+y 2(t)

B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)

C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)

D. y 1(t)+a 2y 2(t)

6．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

7．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 [ A ]

A.增加

B.减小

C.不变

D.不定

8．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 [ C ]

A.ω+s 1

B.2

2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2

2s 1ω+ 9. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= [ A ]

A. 90°

B. -90°

C. 0°

D. -180°

10. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 [ A ]

A. -40(dB/dec)

B. -20(dB/dec)

C. 0(dB/dec)

D. +20(dB/dec)

11．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

12. 主导极点的特点是 [ D ]

A.距离实轴很远

B.距离实轴很近

C.距离虚轴很远

D.距离虚轴很近

13．采用非单位负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效