机械控制工程基础试题和答案.docx
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机械控制工程基础试题和答案
、单项选择题（在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其答案按顺序写在答题纸上，每小题2分，共40分）
1.闭环控制系统的特点是
A不必利用输出的反馈信息
B利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制
C不一定有反馈回路
D任何时刻输入与输出之间偏差总是零，因此不是用偏差来控制的
2•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线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入
C线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理
s+b2
3.L[f（t）]22，则f（t）
s+b
—C
2a
A零点s=-10,
B零点s=10,s=3；极点s=10
C零点s--10；极点s--10,s--3
D没有零点；极点s=3
7•某典型环节的传递函数为G（s）=Ts，它是
&系统的传递函数只与系统的O有关。
10•对于二阶欠阻尼系统来说，它的阻尼比和固有频率
A前者影响调整时间，后者不影响
B后者影响调整时间，前者不影响
C两者都影响调整时间
D两者都不影响调整时间
11•典型一阶惯性环节的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得,
Ts+1
时间常数是
A响应曲线上升到稳态值的95%所对应的时间
B响应曲线上升到稳态值所用的时间
C响应曲线在坐标原点的切线斜率
D响应曲线在坐标原点的切线斜率的倒数12•已知G（s）=G1（s）G2（s），且已分别测试得到:
G1（j«）的幅频特性G（淳）=A,®），相频NGMj怕）=陷伸）
G2（j「）的幅频特性G2（j）=2，相频•G2（j'）=-0.1「
BG（j）=[2A（•）]-ej[1°）_0.1]
CG（jH2AiC.）ej[1（s1
DG（j）=[2A,C）]e」0.1'1（）
Odb/dec,这说明系统中有一个环节是
AS亠心B
S忖
12
s22s一12
10
15.设某系统开环传递函数为：
G（s）=頁亍，则此闭环系统
A稳定B不稳定
C临界稳定
满足稳定的必要条件
16.;：
C^）为开环频率特性幅值等于
1时的相位角，则相位裕度等于
A180（JB
■（■c）
C180-（，c）
（c）-180
17.系统的开环对数坐标图（Bode图）与极坐标图（Nyquist图）之间的对应
Bode
图上的零分贝线对应于
Nyquist
图上的（-1,j0）点
Bode
图上的-180线对应于
Nyquist
图的负实轴
Bode
图上的负分贝值对应于
Nyquist
图负实轴上（-处,_
Bode
图上的正分贝值对应于
Nyquist
图正实轴
关系为
A
B
C
D
1）区间
18.若已知某系统串联校正装置的传递函数为
则它是一种
A相位滞后一超前校正B
C相位超前校正D
19.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率
相位滞后校正
相位超前一滞后校正
■'c:
200，则下列串联校正装置的
传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整
增益使系统稳态误差减至最小的是
0.5S1
0.05s1
0.1s1
0.5s1
0.05s1
0.5s1
0.0005s1
0.005s1
20.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率「cT处提供最大相位超前角的
0.5s1
、简答题
2s1
2.5s1
0.4s1
2s1
0.5s1
0.4s1
2.5s1
1,2小题每题7分，3,4小题每题8分，共计30分）
1.试求一阶系统
的单位阶跃响应C（t），画出近似响应曲线，并标出时间常数T的值。
0.5s1
K
2.已知传递函数为G（s）=二，且K-1,T0，试绘制其极坐标近似图（Nyguist图）。
s（Ts+1）
（1）系统稳定与否？
如果稳定，稳定程度如何?
（2）在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量、幅值余量kg（db）、剪切频率■.c,相位
穿越频率--g。
三、综合计算题（每题16分，共80分）
1.如右图所示的电路系统，输入u1（t），输出电压u2（t）。
-'
（1）建立系统的微分方程组；叭）q二二G二觀（°
（2）求系统的传递函数。
2.某系统方块图如图所示，简化该方块图，求出传递
Y（s）
X（s）
3.系统的方块图如下图所示，
a）求系统的单位阶跃响应；
b）当输入正弦信号x（t）=10sin10t时，系统的稳态响应;
c）
求系统的阻尼比和固有圆频率。
1
4.系统方块图如图所示，输入r（t）=1（t），n（t）二丄1（t）。
2
求系统在r（t）、n（t）各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。
5.已知系统的开环传递函数为
100（0.2s+1）
2
s（s1）（s10s100）
在答题纸上按照下图所给比例，画出Bode图的幅频图和相频图（幅频图用渐近线表示即可，但
必须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不要求十分精确）
-20
-40
O
80
-270"
一、单项选择题（在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其
答案按顺序写在答题纸上，每小题2分，共40分）
I.B2.C3.B4.C5.C6.C7.C8.D9.C10.C
II.D12.C13.C14.A15.B16.A17.B18.C19.B20.D
二、简答题（
1,2小题每题7分,
解：
•••C（s）二G（s）R（s）二
0.5s十1s
10.5
s0.5s1
3,4小题每题8分，共计30分）
11
•••c（t）=1_e2
图如右所示。
解：
20
K
Kg（db）「c,「g如图所示。
4,解：
系统的特征方程为：
32
s9s20sK=0
Routh阵如右所示，由Routh判据得:
0：
：
K:
:
180
二、综合计算题（每题16分，共80分）
1,解：
设流过Ri的电流为h（t），流过R2的电流为i2（t）
1
ui（tf.[i…肿
1
则：
—[i1（t）」2（t）]dt二R2i2（t）U2（t）
G'
U2（t）1i2（t）dt
C2
对上式进行零初始条件拉氏变换得：
1
U1（s）=RJ1（S）[l1（s）」2（s）]
C1s
1[l1（S）-l2（s）]二R2l2（s）U2（s）
C1s
1
U2（s）l2（s）
C2s
消去中间变量l1（s）,l2（s），得系统的传递函数为:
1
R1R2C1C2s（R1C1R2C2R1C2）s1
2，解:
所以
3,解:
b）y』）=X°G（jco）sin（at+即）
1010=10sin（10t-arctg2）
J（10-0.1汉102）2+10210-0.1"0
-10sin（10t-90）
c）2，n-10,■；=100
d）
所以：
-'n=10，匸-0.5
s22s1
13
essn=蚪s-
1
2s1s22s1
5,解:
ess-essressn
13
4
+—
13
13
一叫1
100
T3
T1，T2
r=1,一=5，工=10
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