奥鹏西安交通大学课程考试《机械电子工程基础Ⅱ》参考资料答案.docx

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奥鹏西安交通大学课程考试《机械电子工程基础Ⅱ》参考资料答案

西安交通大学课程考试复习资料

单选题

1.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

2.当系统采用串联校正时，校正环节为

，则该校正环节对系统性能的影响是（  ）

A.增大开环幅值穿越频率ωc

B.增大稳态误差

C.减小稳态误差

D.稳态误差不变，响应速度降低

答案:

D

3.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（）

A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性

B.中频段表征了闭环系统的动态特性

C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力

D.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求

答案:

A

4.一单位反馈系统的开环传递函数为G（s）=K/[s（s+K）]，则该系统稳定的K值范围为（）

A.K＞0

B.K＞1

C.0＜K＜10

D.K＞－1

答案:

A

5.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（）

A.截止频率ωb

B.谐振频率ωr与谐振峰值Mr

C.频带宽度

D.相位裕量γ与幅值裕量kg

答案:

D

6.利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z=P-N中的Z表示意义为（）

A.开环传递函数零点在S左半平面的个数

B.开环传递函数零点在S右半平面的个数

C.闭环传递函数零点在S右半平面的个数

D.闭环特征方程的根在S右半平面的个数

答案:

D

7.一单位反馈系统的开环Bode图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为-20dB/dec的渐近直线，且延长线与0dB线的交点频率为ωc=5，则当输入为r（t）=0.5t时，其稳态误差为（  ）

A.0.1

B.0.2

C.0

D.0.5

答案:

A

8.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

9.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

10.一系统的传递函数为G（s）=10/（s+2），则其截止频率ωb为（）

A.2rad/s

B.0.5rad/s

C.5rad/s

D.10rad/s

答案:

A

11.所谓最小相位系统是指（）

A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面

B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面

C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

答案:

B

12.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

13.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（）

A.单位脉冲函数

B.单位阶跃函数

C.单位正弦函数

D.单位斜坡函数

答案:

B

14.一闭环系统的开环传递函数为G（s）=8（s+3）/[s（2s+3）（s+2）]，则该系统为（）

A.0型系统，开环增益为8

B.I型系统，开环增益为8

C.I型系统，开环增益为4

D.0型系统，开环增益为4

答案:

C

15.一系统的传递函数为G（s）=K/（Ts+1），则该系统时间响应的快速性（）

A.与K有关

B.与K和T有关

C.与T有关

D.与输入信号大小有关

答案:

C

16.系统类型λ、开环增益K对系统稳态误差的影响为（）

A.系统型次λ越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小

B.系统型次λ越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小

C.系统型次λ越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小

D.系统型次λ越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小

答案:

A

17.二阶欠阻尼系统的上升时间tr定义为（）

A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间

B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间

C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间

D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间

答案:

C

18.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

19.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

20.系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（  ）

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

21.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）

A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数

B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入

C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理

D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少

答案:

C

22.

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

23. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

24. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

25. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

26.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

27.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

28. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

29. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

30. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

31. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

32.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

33.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

34.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

35. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

36.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

37. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

38. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

39. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

40. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

41.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

42.二阶系统当阻尼比在0-1之间时，如果增加阻尼比，则输出响应的最大超调量将（）。

A.增加

B.减小

C.不变

D.不定

答案:

B

43.拉氏变换将时间函数变换成（）。

A.正弦函数

B.单位阶跃函数

C.单位脉冲函数

D.复变函数

答案:

D

44.有一线性系统，其输入分别为u1（t）和u2（t）时，输出分别为y1（t）和y2（t）。

当输入为a1u1（t）+a2u2（t）时（a1,a2为常数），输出应为（）。

A.a1y1（t）+y2（t）

B.a1y1（t）+a2y2（t）

C.a1y1（t）-a2y2（t）

D.y1（t）+a2y2（t）

答案:

B

45.微分环节的频率特性相位移θ（ω）=（）。

A.90°

B.-90°

C.0°

D.-180°

答案:

A

46.二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ（ω）在（）之间。

A.0°和90°

B.0°和－90°

C.0°和180°

D.0°和－180°

答案:

D

47.积分环节的频率特性相位移θ（ω）=（）。

A.90°

B.-90°

C.0°

D.-180°

答案:

B

48.一阶系统的阶跃响应（）。

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

答案:

D

49.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（）。

A.脉冲函数

B.斜坡函数

C.抛物线函数

D.阶跃函数

答案:

D

50.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（）。

A.代数方程

B.特征方程

C.差分方程

D.状态方程

答案:

B

51.主导极点的特点是（）。

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

答案:

D

52.奈奎斯特稳定性判据是利用系统的（）来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。

A.开环幅值频率特性

B.开环相角频率特性

C.开环幅相频率特性

D.闭环幅相频率特性

答案:

C

53.I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（）。

A.-40（dB/dec）

B.-20（dB/dec）

C.0（dB/dec）

D.+20（dB/dec）

答案:

B

54.根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为（）。

A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统

B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统

C.最优控制系统和模糊控制系统

D.连续控制系统和离散控制系统

答案:

A

55.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？

（）

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

答案:

C

56.比例环节的频率特性相位移θ（ω）=（）。

A.90°

B.-90°

C.0°

D.-180°

答案:

C

57.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（）。

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

答案:

D

58.所谓最小相位系统是指（）

A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面

B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面

C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

答案:

B

59.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）

A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数

B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入

C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理

D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少

答案:

C

60.关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是（）。

A.劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的

B.乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的

C.乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的

D.其他叙述均不正确

答案:

B

61.系统类型、开环增益对系统稳态误差的影响为（）。

A.系统型次越高，开环增益越大，系统稳态误差越小

B.系统型次越低，开环增益越大，系统稳态误差越小

C.系统型次越高，开环增益越小，系统稳态误差越小

D.系统型次越低，开环增益越小，系统稳态误差越小

答案:

A

62.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（）

A.单位脉冲函数

B.单位阶跃函数

C.单位正弦函数

D.单位斜坡函数

答案:

B

63.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（）。

A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性

B.中频段表征了闭环系统的动态特性

C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力

D.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求

答案:

A

64.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（）。

A.上升时间

B.调整时间

C.幅值穿越频率

D.相位穿越频率

答案:

D

65.二阶欠阻尼系统的上升时间定义为（）。

A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间

B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间

C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间

D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间

答案:

C

66.开环系统与闭环系统最本质的区别是（）。

A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用

B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用

C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路

D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路

答案:

A

67.所谓最小相位系统是指（）。

A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面

B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面

C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

答案:

B

68. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

69.所谓最小相位系统是指（）。

A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面

B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面

C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面

答案:

B

70. 

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

71.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

C

72.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

73.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

74.

1

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

75.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

A

76.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

D

77.

2

A.A

B.B

C.C

D.D

答案:

B

判断题

1.窗函数频谱的主峰瓣宽度越窄，旁瓣幅度越小，用其截取信号所引起的误差越小。

（）

T.对

F.错

答案:

T

2.对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。

（）

T.对

F.错

答案:

F

3.A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。

（）

T.对

F.错

答案:

F

4.频率分辨力越高，则泄漏误差越小。

（）

T.对

F.错

答案:

T

5.磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。

（）

T.对

F.错

答案:

F

6.涡流式传感器属于能量控制型传感器（）

T.对

F.错

答案:

T

7.测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

（）

T.对

F.错

答案:

F

8.传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

（）

T.对

F.错

答案:

T

9.当输入信号）（tx一定时，系统的输出）（ty将完全取决于传递函数）（sH，而与该系统的物理模型无关。

（）

T.对

F.错

答案:

T

10.在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。

（）

T.对

F.错

答案:

T

11.一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真。

（）

T.对

F.错

答案:

F

12.随机信号的频域描述为功率谱。

（）

T.对

F.错

答案:

T

13.非周期信号的频谱一定是连续的。

（）

T.对

F.错

答案:

F

14.信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）

T.对

F.错

答案:

T

15.在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。

A.错误

B.正确

答案:

B

16.当输入信号）（tx一定时，系统的输出）（ty将完全取决于传递函数）（sH，而与该系统的物理模型无关。

（）

A.错误

B.正确

答案:

B

17.A/D转换器的位数越多，则量化误差越小。

A.错误

B.正确

答案:

A

18.脉冲锤的锤头越软，则激励的频率范围越大。

A.错误

B.正确

答案:

A

19.压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。

（）

A.错误

B.正确

答案:

A

20.非周期信号的频谱一定是连续的。

（）

A.错误

B.正确

答案:

A

21.涡流式传感器属于能量控制型传感器

A.错误

B.正确

答案:

B

22.磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。

A.错误

B.正确

答案:

A

23.一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真。

A.错误

B.正确

答案:

A

24.非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

A.错误

B.正确

答案:

A

25.对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。

A.错误

B.正确

答案:

A

26.幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

（）

A.错误

B.正确

答案:

B

27.测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

A.错误

B.正确

答案:

A

28.信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）

A.错误

B.正确

答案:

B

29.各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（）

A.错误

B.正确

答案:

B

30.滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。

（）

A.错误

B.正确

答案:

B

31.压电式加速度计手持探针法测振时，加速度计的使用上限频率最低。

A.错误

B.正确

答案:

B

32.传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

A.错误

B.正确

答案:

B

33.互相关函数是偶实函数。

A.错误

B.正确

答案:

A

34.频率分辨力越高，则泄漏误差越小。

（）

A.错误

B.正确

答案:

A

35.压电式加速度计的重量越轻，使用上限频率越高，灵敏度越低。

（）

A.错误

B.正确

答案:

A

计算题

1.

答案:

2.

答案:

3.

答案:

论述题

1.

答案:

简答题

1.

1． 采样定理中是如何规定采样频率的？

如果实际使用中采用软件触发的方式，采样频率受到那些因素的限制？

答案:

参考答案：

采样定理中规定采样频率至少要大于信号中最高频率的两倍，即。

在实际应用中，如果采用软件触发方式采集，采样频率还要受到数据采集卡本身AD硬件的转换时间以及计算机软件运行时间的限制。

2.

1． 数据采集卡的型号为812PG或8112PG，基地址为0x220，该卡DO低字节8位为分别控制着8个LED，例如当DO低字节的第1位为高电平时，与之相连的1号LED就亮，请编写出让这8个LED中奇数号LED顺次循环闪烁（1号亮其它都灭，间隔一段时间后3号亮其它都灭，依次轮流循环，有按键程序结束）的程序，并画出软件流程图。

答案:

3.

数据采集卡的型号为812PG或8112PG，基地址为0x220，请编写利用DA通道输出完整的正弦函数波形的程序，正弦函数Asin（wt）的幅值A为2.5V，每个周期输出100个点，每个点间隔10毫秒（可以用delay（10）实现）。

DA通道能够输出的电压范围为0-10V。

答案:

4.

简述为系统建立微分方程形式数学模型的一般步骤。

答案:

参考答案：

建立微分方程形式的数学模型，一般步骤如下：

1）从系统的输入端开始，依据各变量所遵循的物理学定律，依次列写出各元件、部件的微分方程（2分）。

2）消去中间变量，得到描述系统输入量与输出量之间关系的微分方程（2分）。

3）有时将某些小参数或轻微的非线性忽略掉，可以降低方程的阶次，简化分析而保持满意的精度（2分）。

5.

1． 工业系统中常用什么信号作为系统分析的激励信号，为什么？

答案:

参考答案：

常用阶跃信号作为系统动态特性的测试信号（2分）。

因为阶跃信号包含丰富的低频和高频成分，能够激励出系统的特性（2分），实现相对比较容易（2分）。

其他题

1.

1． 计算机的输入通道可以分为                   和                   ，计算机的输出通道可以分为                 和                  。

2． 无符号二进制码为10011010B，它代表的十进制数为          ，对应的十六进制为          。

3． 如果设定采集卡812PG的基地址为0x220，DI低字节的地址是           ，DO低字节的地址是              。

4． 一个12位的A/D转换器的量程已经设置为-10~+10V，则量化单位是           ，若采用四舍五入的归整办法，其量化误差为            ，全舍时量化误差为           。

5． 完成以下位运算：

0x8A&0xF0 =             ，0x11>>2=            。

6． 温度系统具有惯性    （大、小）的特性，而电机转速系统存在        等非线性特征。

7． 信号的采样是信号在            上离散化，而量化是把信号在           上离散化。

在AD转换中如果采用软件触发的方式，编程实现时必需要步骤为：

①选择通道号，②          ，③选择软件触发方式，④           ，⑤          ，⑥先读     字节、再读     字节，⑦变为12位整形数。

1． 控制系统性能的品质主要有            、           和           三个方面。

开环系统与闭环系统的主要差别是                              。

答案:

1.开关量输入通道（DI）、模拟量输入通道（AD）、开关量输出通道（DO）、模拟量输出通道（DA）2.154、9AH（或0x9A）3.0x220+6、0x220+134.q=0.0048880V（或20/（212-1）V）、±0.002442V（或10/（212-1）V）0～−0.004884V5.0x80、0x046.大、滞环（死区）7.时间、幅值8.设置增益系数、触发AD转换、查询标志位等待转换完成、高、低9.快速性、稳定性、准确性10.是否存在反馈（靠偏差进行控制）