机械控制工程基础习题集

机械控制工程基础习题集一、填空题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、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。

3、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。

4、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。

5、控制系统校正元件的作用是（改善系统性能）。

6、按系统有无反馈，通常可将控制系统分为（开环系统）和（闭环系统）。

7、方框图中环节的基本连接方式有串联、（并联）和（反馈）连接。

8、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。

9、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。

10、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。

11、若时间常数f(t)的拉氏变换为F(s)，当F(s)=s时，f(t)=（coswt）。

s2+w212、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。

13、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。

14、不同属性的物理系统可以有形式相同的（数学模型）。

15、理想微分环节的输出量正比于（输入量）的微分。

16、稳定系统的时间响应分为（瞬态响应）与（稳态响应）。

17、位置误差、速度误差、加速度误差分别指输入是（阶跃）、（斜坡）和（加速度）输入时所引起的输出上的误差。

18、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。

19、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）。

20、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，其斜率为（20）dB/dec。

21、若输入已经给定，则系统的输出完全取决于（传递函数）。

22、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。

23、G(s)=K的环节称为（惯性）环节。

Ts+124、临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（常数）。

e−t T⁄）。

25、一阶系统的时间常数为T，其脉冲响应为（1T26、一阶系统的单位阶跃响应在t＝0处的斜率越大，系统的（响应速度）越快。

27、一阶系统的时间常数T越小，系统跟踪（斜坡信号）的稳态误差也越小。

28、二阶系统的阻尼比ξ为（0）时，响应曲线为等幅振荡。

29、欠阻尼二阶系统的输出信号随阻尼比减小振荡幅度（增大）。

30、在二阶系统的瞬态响应指标中，最大超调量仅与（阻尼比）有关，当它越小时，最大超调量越（大）。

31、在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss=（0）。

32、0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为（0）dB/dec。

33、单位斜坡函数t的拉氏变换为（1/s2）34、单位脉冲函数的拉普拉斯变换是（1）。

35、一阶系统的单位阶跃响应曲线开始时刻的斜率为（1/T）。

36、积分环节的积分时间常数为T，其脉冲响应为（1/T）。

37、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。

38、单位阶跃函数1(t)的拉式变换为（1/s）。

39、二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为（0＜ξ＜1）。

40、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。

41、决定二阶系统动态性能的两个重要参数是（阻尼比）和（无阻尼固有频率）。

42、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。

43、二阶系统的阻尼系数ξ=（0.707）时，为最佳阻尼系数。

这时系统的平稳性与快速性都较理想。

44、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）。

45、频率响应是线性定常系统对（谐波）输入的稳态响应。

46、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。

47、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。

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）。

48、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。

49、微分环节的输出比输入超前（90°）。

50、积分环节的输出比输入滞后（90°）。

51、I型系统G(s)=K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s(s+2)误差为（∞）。

52、传递函数的零点和极点均在复平面的（左半平面）的系统为最小相位系统。

53、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，其斜率为（-20）dB/dec。

54、系统输出量的实际值与（期望值）之间的差值称为误差。

55、积分环节的输出比输入滞后（90）度。

的幅值穿越频率为（1/T）。

56、积分环节G(s)=1Ts57、若闭环系统的特征式与开环传递函数G(s)H(s)的关系为F(s)=1+G(s)H(s) ，则F(s)的零点就是（系统闭环极点）。

58、Ⅰ型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为（0）。

59、闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点（－1，j0）的圈数等于落在S平面右半平面的（开环极点）数。

60、Ⅱ型系统跟踪斜坡信号的稳态误差为（0）。

61、相位超前校正装置可用来改善系统的（稳定性）和（快速性）。

62、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）。

63、一个系统的输出，（部分或全部）地被反过来用于控制系统的输入，称为系统的反馈。

64、二阶系统的标准形式为（ωn2）。

s2+2ξωn+ωn265、Ⅰ型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差为（0.1）。

66、积分环节的特点是它的输出量为输入量对（时间）的积累。

67、一阶系统的单位阶跃响应在T＝0处的斜率越大，系统的（响应速度）越快。

68、临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（常数）69、若闭环系统的特征式与开环传递函数G(s)H(s)的关系为F(s)=1+ G(s)H(s)，则F(s)的零点就是（系统闭环极点）。

70、降低系统的增益将使系统的稳态精度（变差）。

71、系统在前向通路中含有积分环节将使系统的稳定性严重（变差）。

72、不同属性的物理系统可以有形式相同的（数学模型或传递函数）。

73、过阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（常数）。

74、干扰作用下，偏离原来平衡状态的稳定系统在干扰作用消失后将（衰减收敛回原来的平衡状态）。

75、理想微分环节的输出量正比于（输入量）的微分。

76、一阶系统的时间常数T越小，系统跟踪（斜坡信号）的稳态误差也越小。

77、延迟环节G(s)=e-Ts的相频特性为（-wT）。

78、Ⅱ型系统的开环传递函数在虚轴上从右侧环绕其极点的无穷小圆弧线所对应的开环极坐标曲线是半径为无穷大，且按顺时针方向旋转（2π）的圆弧线。

79、控制系统含有的积分个数多，开环放大倍数大，则系统的（稳态性能）愈好。

80、控制框图的等效变换原则是变换前后的（输入量和输出量）保持不变。

81、延迟环节的幅频特性为（A(w)＝1）。

82、频率响应是系统对不同频率正弦输入信号的（稳态）响应。

83、积分环节的特点是它的输出量为输入量对（时间）的积累。

84、传递函数的零点和极点均在复平面的（左侧）的系统为最小相位系统。

85、实际系统传递函数的分母阶次（大于等于）分子阶次。

86、当系统极点落在复平面S的负实轴上时，其系统阻尼比（大于或等于1）。

87、一阶系统时间常数为T，在单位阶跃响应误差范围要求为±0.05时，其调整时间为（3T）。

88、比例环节的输出能不滞后地立即响应输入信号，其相频特性为（0°）。

89、系统的相位穿越频率是开环极坐标曲线与（负实轴）相交处的频率。

90、比例微分环节使系统的相位（超前）。

91、系统开环频率特性的相位裕量愈大，则系统的（稳定性）愈好。

92、比例环节能立即地响应（输入量）的变化。

93、控制系统的最大超调量只与（阻尼比）有关。

94、一阶系统在时间为T时刻的单位阶跃响应为（0.632）。

95、Ⅱ型系统是定义于包含有两个积分环节的（开环传递函数）的系统。

96、系统的幅值穿越频率是开环极坐标曲线（与单位圆相交）处的频率。

97、传递函数的（零点和极点）均在复平面的左侧的系统为最小相位系统。

98、欠阻尼二阶系统的输出信号随阻尼比减小振荡幅度（增大）。

99、相位裕量是当系统的开环幅频特性等于1时，相应的相频特性离（负实轴）的距离。

100、无差系统是指（稳态误差）为零的系统。

101、积分环节输出量随时间的增长而不断地增加，增长斜率为（1/T）。

102、当系统极点落在复平面S的第二或三象限内时，其系统阻尼比（大于0而小于1）。

103、二阶系统总是（稳定）系统。

104、一阶系统时间常数为T，在单位阶跃响应误差范围要求为±0.02时，其调整时间为（4T）。

105、积分环节G(s)=1/Ts的幅值穿越频率为（1/T）。

106、判定系统稳定性的穿越概念就是开环极坐标曲线穿过实轴上（（－∞，－1））区间。

107、控制系统前向通道中的（积分个数愈多或开环增益愈大）其抗扰动的稳态精度愈高。

108、若系统无开环右极点且其开环极坐标曲线只穿越实轴上区间（－1，＋∞），则该闭环系统一定（稳定）。

二、选择题1、机械工程控制论研究的对象是（D）。

A、机床主传动系统的控制问题B、高精度加工机床的控制论问题C、自动控制机床的控制论问题D、机械工程领域中的控制论问题2、对于控制系统，反馈一定存在于（C）中。

A、开环系统B、线性定常系统C、闭环系统D、线性时变系统3、对控制系统的首要要求是（C）。

A、系统的经济性B、系统的准确性C、系统的稳定性D、系统的快速性4、学习机械控制工程基础的目的之一是学会以（A）的观点对待机械工程问题。

A动力学B静力学C经济学D生物学5、一个线性系统稳定与否取决于（A）。

A、系统的结构和参数B、系统的输入C、系统的干扰D、系统的初始状态6、闭环控制的过程是（C）。

A、测量系统输出的过程B、检测系统偏差的过程;C、检测系统偏差并消除偏差的过程D、使系统输出不变的过程;7、若单位反馈系统闭环传递函数为G(s)=100.1s+1，则该系统的开环传递函数为（D）。

A、100.1s+11B、100.1s+9C、1010s+1D、100.1s−98、设一个系统的传递函数为12s+1e−τs，则它可看成由（A）串连而成。

A、惯性环节与延时环节B、比例环节，惯性环节与延时环节C、惯性环节与导前环节D、比例环节，惯性环节与导前环节9、传递函数G(s)的零点是（A）。

A、G(s)=0的解B、G(s)=∞的解C、G(s)＞0的不等式解D、G(s)＜0的不等式解10、传递函数的量纲是（B）。