机械工程控制基础考试题及答案.docx

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机械工程控制基础考试题及答案

填空题

（

每空

1分，共

20分）

1.线性控制系统最重要的特色是能够应用

___叠加

__原理，而

非线性控制系统则不能够。

2．反响控制系统是依照输入量和__反响量__的误差进行调治的控制系统。

3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=___。

4．当且仅当闭环控制系统特色方程的全部根的实部都是__负数

__时，系统是牢固的。

5.方框图中环节的基本连接方式有串通连接、并联连接和__反响

_连接。

6．线性定常系统的传达函数，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。

7．函数te

-at

的拉氏变换为

1

。

（sa）2

8．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__相频特色__。

9．积分环节的对数幅频特色曲线是一条直线，直线的斜率为__

－20__dB／dec。

10．二阶系统的阻尼比ξ为_0_时，响应曲线为等幅振荡。

11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=__0__。

12．0型系统对数幅频特色低频段渐近线的斜率为

___0___dB/dec，高度为20lgKp。

13．单位斜坡函数t的拉氏变换为

1

。

s2

14.依照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。

15.对于一个自动控制系统的性能要求能够概括为三个方面：

稳

定性、__快速性__和正确性。

16.系统的传达函数完好由系统的结构和参数决定，与__输入

量、扰动量__的形式没关。

17.决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无

阻尼自然振荡频率

wn

。

18.设系统的频率特色Ｇ

（j

ω）=R（

ω）+jI（

ω）,

则幅频特色

|G（j

ω）|=R2（w）I2（w）。

19.解析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统，这是按开环传达函数的__积分__环节数来分类的。

20.线性系统牢固的充分必要条件是它的特色方程式的全部根均在复平面的___左___部分。

21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特色极坐标图在____

第四____象限，形状为___半___圆。

22.用频域法解析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。

23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为01。

24．G（s）=K的环节称为___惯性__环节。

Ts1

25．系统输出量的本质值与_输出量的希望值__之间的误差称为

误差。

26．线性控制系统其输出量与输入量间的关系能够用___线性微

分__方程来描述。

27．牢固性、快速性和正确性是对自动控制系统性能的基本

要求。

28．二阶系统的典型传达函数是

wn2

。

s

2

2

2wnswn

29．设系统的频率特色为G（j）

R（j）

jI（），则R（）称为

实频特

性。

30.依照控制系统元件的特色，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。

31.对于一个自动控制系统的性能要求能够概括为三个方面：

牢固性、快速性和_正确性__。

32.二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ξ的关系为ωr=ω

n122。

33.依照自动控制系统可否设有反响环节来分类，控制系统可分为

__开环_控制系统、_闭环__控制系统。

34.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。

35.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最正确阻尼系数。

这时系统的平稳性与快速性都较理想。

1.传达函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。

2.瞬态响应是系统碰到外加作用激励后，从初始状态到最后或牢固状态的响应过程。

3.鉴识系统牢固性的出发点是系统特色方程的根必定为负实根或负实部的复数根，即系统的特色根必定全部在复平面的左半平面是系统牢固的充要条件。

K

在单位阶跃输入下，稳态误差为

0，在

4.I型系统G（s）

s（s

2）

单位加速度输入下，稳态误差为∞。

5.频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特色包括幅频和

相频两种特色。

6.若是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（渐进）牢固的系统。

7.传达函数的组成与输入、输出信号没关，不过决定于系统自己的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。

8.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达函数有关。

9.若是在系统中只有失散信号而没有连续信号，则称此系统为失散（数字）控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。

10.反响控制系统开环对数幅频特色三频段的划分是以ωc（截止频率）周边的区段为中频段，该段重视反响系统阶跃响应的稳

定性和快速性；而低频段主要表示系统的稳态性能。

11.对于一个自动控制系统的性能要求能够概括为三个方面：

牢固性、快速性和精确或正确性。

单项选择题：

1.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为

（

）

A.最优控制

B.系统辩识

C.系统校正

D.自适应控制

2.反响控制系统是指系统中有（

）

A.反响回路

B.惯性环节

C.积分环节

D.PID调治器

3.（

）=1

（a为常数）。

s

a

A.L［e－at］

B.L［eat］

C.L［e－（t－a）］

D.L［e－（t+a）］

4.L［t2e2t］=（

）

A.

1

B.

1

（s2）3

a（s

a）

C.

2

D.

2

（s2）3

s3

5.若F（s）=4

，则Limf（t）=（

）

2s1

t0

A.4

B.2

C.0

D.∞

6.已知f（t）=eat,（a为实数），则L［tf（t）dt］=（

）

0

A.s

a

B.

1

a

a（s

a）

C.

1

D.

1

s（s

a）

a（sa）

7.f（t）=

3

t

2

，则L［f（t）］=（

）

0

t

2

A.

3

B.

1e2s

s

s

C.

3e2s

D.

3e2s

s

s

8.某系统的微分方程为5x0（t）

2x0（t）x0（t）xi（t）,它是（

）

A.线性系统

B.线性定常系统

C.非线性系统

D.非线性时变系统

9.某环节的传达函数为

G（s）=e－2s，它是（

）

A.比率环节

B.延时环节

C.惯性环节

D.微分环节

10.图示系统的传达函数为（

）

A.

1

RCs

1

B.

RCs

RCs

1

C.RCs+1

D.

RCs

1

RCs

11.二阶系统的传达函数为G（s）=

3

其无阻尼固有频率ω

n是

2

4s

s100

（

）

A.10

B.5

C.2.5

D.25

12.一阶系统K的单位脉冲响应曲线在

1Ts

A.

K

B.KT

C.

K

T

T2

t=0处的斜率为（）

D.K

T2

13.某系统的传递函数G（s）=K,则其单位阶跃响应函数为

Ts1

（

）

A.

1eKt/T

B.

Ket/T

C.K（1－e－t/T）

T

T

14.图示系统称为（

）型

系统。

A.0

B.Ⅰ

C.Ⅱ

D.Ⅲ

15.延时环节G（s）=e－τs的相频特色∠G（jω）等于（

A.τω

B.–τω

C.９０°

D.１

８

０°

16.对数幅频特色的渐近线如图所

示，

它对应的传达函数

G（s）为（

）

A.1+Ts

B.

1

1Ts

C.1

D.（1+Ts）2

Ts

17.图示对应的环节为

（）

A.Ts

B.

1

1Ts

D.（1－e－Kt/T）

）

C.1+Ts

D.1

Ts

18.设系统的特色方程为D（s）=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统牢固

的τ值范围为（

）

A.τ>0

B.0<τ<14

C.τ>14

D.τ

<0

19.典型二阶振荡环节的峰值时间与

（

）有关。

A.增益

B.误差带

C.增益和阻尼比

D.阻尼比和无阻尼固有

频率

20.若系统的Bode图在ω=5处

出现

转折（以下列图），这说明系统

中有

（

）环节。

A.5s+1

B.（5s+1）2

1

C.0.2s+1

D.（0.2s

1）2

21.某系统的传达函数为

G（s）=（s

7）（s

2）

其零、极点是（

）

（4s

1）（s

3）

A.零点s=－0.25,s=3;极点s=－7,s=2

B.零点s=7,s=－

2;极点s=0.25,s=3

C.零点s=－7,s=2;极点s=－1,s=3D.零点s=－

7,s=2;极点s=－0.25,s=3

22.一系统的开环传达函数为

3（s

2）

则系统的开环增益和型次

s（2s3）（s5）

依次为（）

A.0.4，ⅠB.0.4，ⅡC.3，ⅠD.

3，Ⅱ

23.已知系统的传达函数G（s）=Kets，其幅频特色｜G（jω）｜应为

1Ts

（

）

A.

K

e

B.

K

e

T

T

1

1

C.

K2

D.

K

T

22e

2

2

1

1T

24.二阶系统的阻尼比ζ，等于（）

A.系统的粘性阻尼系数

B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比

C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比

D.系统粘性阻尼系数的倒数

25.设ωc为幅值穿越（交界）频率，φ（ωc）为开环频率特色幅值为1

时的相位角，则相位裕度为（）

A.180°－φ（ωc）B.φ（ωc）

C.180°+φ（ωc）D.90°+φ（ωc）

26.单位反响控制系统的开环传达函数为G（s）=4，则系统在

s（s5）

r（t）=2t

输入作用下，其稳态误差为

（

A.

10

B.

5

C.

4

4

4

5

）

D.0

27.二阶系统的传达函数为G（s）=

2

1

2

在

0＜ζ＜

2

时，其

2

ns

2

s

n

无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr

的关系为（

）

A.ωn<ωrB.ωn=ωrC.ωn>ωrD.

两者没关

28.串通相位滞后校正平时用于（）

A.提高系统的快速性B.提高系统的稳态精

度

C.减少系统的阻尼D.减少系统的固有频率

29.以下串通校正装置的传达函数中，能在频率ωc=4处供应最大

相位超前角的是（）

A.

4s1

B.s

1

C.

01.s1

D.

s1

4s

1

0.625s

1

0.625s

1

01.s

1

30.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ω

c≈40，则以下串通

校正装置的传达函数中能在基本保持原系统牢固性及频带宽的

前提下，经过合适调整增益使稳态误差减至最小的是（）

A.0.004s

1

B.0.4s

1

C.4s

1

D.

4s

1

0.04s

1

4s

1

10s

1

0.4s

1

单项选择题（每题1分，共30分）

1.B

2.A

3.A

4.B

5.B

6.C

7.C

8.C

9.B

10.B

11.B

12.C

13.C

14.B

15.B

16.D

17.C

18.B

19.D

20.D

21.D22.A

23.D

24.C

25.C

26.A

27.C

28.B

29.D

30.B

二、填空题（每题

2分，共10分）

1.系统的稳态误差与系统开环传达函数的增益、_______和

_______有关。

2.一个单位反响系统的前向传达函数为

K

，则该闭环系统的

5s2

s3

4s

特色方程为_______开环增益为_______。

3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间

ts与阻尼比、_______

和_______有关。

4.极坐标图（Nyquist图）与对数坐标图（Bode图）之间对应关系为：

极坐标图上的单位圆对应于Bode图上的_______；极坐标图上

的负实轴对应于Bode图上的_______。

5.系统传达函数只与_______有关，与______没关。

填空题（每题2分，共10分）

1.型次输入信号2.s3+5s2+4s+K=0，K3.误差带无阻尼固

4

有频率

4.0分贝线－180°线5.自己参数和结构输入

1．线性系统和非线性系统的根本差异在于（C）

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。

2．令线性定常系统传达函数的分母多项式为零，则可获取系统

的（B）

A．代数方程B．特色方程

C．差分方程D．状态方程

3．时域解析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是

（D）

A．脉冲函数B．斜坡函数

C．抛物线函数D．阶跃函数

4．设控制系统的开环传达函数为G（s）=10，该系统为

s（s1）（s2）

（

B

）

A．0型系统

C．II型系统

5．二阶振荡环节的相频特色

B．I型系统

D．III型系统

（），当

时，其相位移

（

）

为

（B）

A．-270°B．-180°

C．-90°D．0°

6.依照输入量变化的规律分类，控制系统可分为

（A）

A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统

B.反响控制系统、前馈控制系统前馈—反响复合控制系统

C.最优控制系统和模糊控制系统

D.连续控制系统和失散控制系统

7．采用负反响连接时，如前向通道的传达函数为G（s），反响通

道的传递函数为H（s），则其等效传递函数为

（C）

A．

C．

G（s）

1G（s）

G（s）

1G（s）H（s）

B．

D．

1

1G（s）H（s）

G（s）

1G（s）H（s）

8．一阶系统G（s）=K的时间常数T越大，则系统的输出响应

Ts+1

达到稳态值的时间

（A）

A．越长B．越短

C．不变D．不定

9．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

10．线性定常系统的传达函数，是在零初始条件下（D）

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

11．若某系统的传达函数为G（s）=K，则其频率特色的实部R（ω）

Ts1

是（A）

A．

K

B．-

2T2

1

C．

K

D．-

T

1

K

12T2

K

1T

12.微分环节的频率特性相位移θ（ω）=（A）

A.90°

B.-90

°

C.0°

D.-180

°

13.积分环节的频率特性相位移θ（ω）=

（B）

A.90°

B.-90

°

C.0°

D.-180

°

14.传达函数反响了系统的动向性能，它与以下哪项因素有关？

（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

15.系统特色方程式的全部根均在根平面的左半部分是系统牢固

的（C）

A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件

D.以上都不是

16.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（B）

A.a1y1（t）+y2（t）B.a1y1（t）+a2y2（t）

C.a1y1（t）-a2y2（t）D.y1（t）+a2y2（t）

17.I型系统开环对数幅频渐近特色的低频段斜率为（B）

A.-40（dB/dec）B.-20（dB/dec）

C.0（dB/dec）D.+20（dB/dec）

25

18.设系统的传达函数为G（s）=s25s25，则系统的阻尼比为

（C）

A.

25

B.

5

C.

1

D.1

2

19．

正

弦

函

数

sin

t的

拉氏

变

换

是

（B）

A.

1

B.

s

2

2

s

C.s2

s

D.

1

2

s2

2

20．二阶系统当0<<1时，若是增加，则输出响应的最大超调

量%将

（B）

A.增加

C.不变

B.减小

D.不定

21．

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

22．余弦函数

cos

t

D.距离虚轴很近

的拉氏变

换

是

（C）

A.

C.

1

s

s

s22

B.

D.

s22

1

s22

23．设积分环节的传达函数为

G（s）=1

，则其频率特色幅值M（）=

s

（

C）

A.K

B.K2

C.1

D.12

24.比