历年机械工程控制基础试题及答案

历年机械工程控制基础

试题及答案

标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

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)

(t)如图所示 则L ［f(t)］为( )

s

1

B. s

2e -2s

C. s 1e -2s

D. s

1e -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 C.3

1

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 00202=++ 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)⋅

C. 1+G(S)·H(S)

D.G(S)H(S)

1

G(S)+

8.二阶系统的传递函数为

4)

0.5)(s (s 10

++,则系统增益为( )

9.若系统的单位脉冲响应为e -2t +2e -t

，则系统的传递函数为：( )

A.1s 22s 1+++

B.1s 2s 32++

C.s

2e 2s 1-+

D.

s

e 1

s 1-+ 10.某系统的传递函数为

2)

1)(s (s 5

++系统的零极点为( )

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

D.单位正弦 12.系统如图 ，其稳态误差定义为( ) =0

s lim →SG(S) =∞

→s lim te(t)

=∞

→t lim e(t) =0

t lim →e(t)

13.某系统传函数为G(s)=τ

+s k

，则转角频率为( ) A.

τ

1

B.τ τ τ 14.控制系统中( )

A.系统型次越高，增益K 越大，系统稳定误差越大

B.系统型次越高，增益K 越大，系统稳定误差越小

C.系统阶次越高，增益K 越大，系统稳定误差越小

D.系统阶次越高，稳态误差越大

15.在设计控制系统时，稳定性判断( )

A.不必判断

B.绝对必要

C.有时是必要的

D.根据系统而定 16.系统的正弦响应是指( )

A.不论输入为何种信号，输出都为正弦时的情况

B.对系统输入一系列不同频率正弦信号时，输出的响应变化情况

C.对系统输入一个固定的频率正弦信号时，输出的响应变化情况

D.对系统输入一系列幅值不同的正弦信号时，输出的响应变化情况 17.劳斯判据应用于控制系统稳定性判断时是针对( )

A.闭环系统的传递函数

B.开环系统的传递函数

C.闭环系统中的开环传递函数的特征方程

D.闭环系统的特征方程 18.为了增加系统的稳定性裕量，可以( )

A.减小系统的增益

B.增大系统的增益

C.减小输入信号

D.使用开环系统

19.所谓校正(又称补偿)是指( )

A.加入PID 校正器

B.在系统中增加新的环节或改变某些参数

C.使系统稳定

D.使用劳斯判据 20.二阶振荡环节G(s)=

2n

n 2

2n

s 2s ω+

ζω+ω的幅频特性（ ）

A.ζ越大，谐振峰越高

B.ζ越小，谐振峰越高

C.ωn 越小，谐振峰越高

D.ωn 越大，谐振峰越高 二、填空题(每空分，共10分)

21.闭环系统是指系统的________对系统有控制作用，或者说，系统中存在________的回路。 22.设计控制系统基于以下几个要求：________性、________性、________性和________性。 23.传递函数通过________与________之间信息的传递关系，来描述系统本身的动态特征。 24.系统在外加激励作用下，其________随________变化的函数关系称为系统的时间响应。 25.频率响应是系统对________输入的________。

26.若系统传递函数G(S)的所有________均在S 平面的________，则系统称为最小相位系统。

27.一个系统稳定的必要和充分条件是，其特征方程的所有的根都必须为________或________。也即稳定系统的全部根Si 均应在复平面的________。

校正器是能够实现P________，I 和D________控制作用的校正器。 三、简答题(每小题5分，共20分)

29.(5分)什么是反馈(包括正反馈和负反馈)什么是闭环控制系统

30.(5分)单位反馈系统的前向通道传递函数为G k (s)=1)1)(cs s(bs a

++，a 、b 、c 为大于0的常数。

(1)试写出静态误差系数K p 、K v 和K a 。

(2)当系统输入为单位斜坡函数时，系统有无稳态误差，若有为何值 31.(5分)简述系统相对稳定性的概念何为相位裕量(画图说明) 32.(5分)串联相位超前校正时瞬态响应作了何种改善简述原理。 四、计算题(共40分)

33.(6分)某系统方框图如下，求使系统稳定的f 值范围。 34.(6分)写出图示系统的传递函数，并写出系统的ωn 和ζ。 35.(6分)化简下列方框图，并写出传递函数。 36.(6分)某系统如图

试求该系统的峰值时间、最大超调量(单位阶跃输入)

37.(8分)设单位反馈系统的开环传递函数G(s)=1)1)(s (2s 10

++

试求闭环的Mr,ωr 和ωd

38.(8分)已知系统开环传递函数为G(s)=)1100

s )(12s (s )110s

(

1000+++ (1)试画出传递函数对应的渐近线幅频特性曲线；

(2)试画出相应的近似相频特性曲线； (3)系统是否稳定，为什么