機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題集錦

1、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題集錦一、填空題（ 20 分）1、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。2、對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、 快速 性和精確或準(zhǔn)確 性。3、傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng),在初始條件為零 的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。4、傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關(guān)，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的 線性定常 系統(tǒng)。5、判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。6、頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸

2、入 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻 兩種特性。7、系統(tǒng)的性能指標(biāo)按其類型可分為時域性能指標(biāo)，頻域性能指標(biāo)，綜合性能指標(biāo)。8、用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法和對數(shù)坐標(biāo) _圖示法。9、系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部。10、對廣義系統(tǒng)，按反饋情況可分為開環(huán)系統(tǒng)、 閉環(huán)系統(tǒng) 。1 對控制系統(tǒng)的基本要求一般可以歸納為穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。2 按系統(tǒng)有無反饋，通?？蓪⒖刂葡到y(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。3 在控制工程基礎(chǔ)課程中描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有微分方程、傳遞函數(shù)等。4 穩(wěn)態(tài)誤差反映出穩(wěn)態(tài)響應(yīng)偏離系統(tǒng)希望值的程度，它用來衡量系統(tǒng)控制精度的程度。5 一階系統(tǒng)

3、1的單位階躍響應(yīng)的表達(dá)是 1e t / T 。Ts 16 有系統(tǒng)的性能指標(biāo)按照其類型分為時域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)。7 頻率響應(yīng)是線性定常系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。8 穩(wěn)態(tài)誤差不僅取決于系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而且與輸入信號的類型有關(guān)。9 脈沖信號可以用來反映系統(tǒng)的抗沖擊能力。10. 階躍信號的拉氏變換是1/s 。1. 傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng),在初始條件為零 的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與 輸入量的拉氏變換 之比。2.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始狀態(tài)到 最終或穩(wěn)定 狀態(tài)的響應(yīng)過程。3.判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全

4、部在 復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。4.I 型系統(tǒng) G (s)K在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為0 ，在單位加速度輸入下，s(s 2)穩(wěn)態(tài)誤差為 。5.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對正弦輸入 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻 兩種特性。16. 如果系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是 (漸進(jìn) ) 穩(wěn)定的 系統(tǒng)。7.傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關(guān)，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的 線性定常 系統(tǒng)。8.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。9.如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為

5、 離散 (數(shù)字 )控制 系統(tǒng)，其輸入、輸出關(guān)系常用差分方程來描述。10. 反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以c（截止頻率） 附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)定 性和快速 性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 。11. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和 精確或準(zhǔn)確 性。35 機(jī)械工程控制論是研究該領(lǐng)域中系統(tǒng)的動力學(xué)問題。36一個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s) 200Ts ，則該環(huán)節(jié)是微分環(huán)節(jié)。37表征二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)中超調(diào)量僅與阻尼有關(guān)，阻尼越小則該指標(biāo)越大。38 兩 線 性 系 統(tǒng) f1f 2 及 其 拉 氏 變 換 F1 F2 ,有常數(shù)K

6、1K2,則L K 1 f 1 K 2 f 2 K1 F1K2F239系統(tǒng)的波德圖如下，則該系統(tǒng)是一階慣性系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)折頻率為1，在轉(zhuǎn)折頻率處的相位角是 -45 ，超過轉(zhuǎn)折頻率處曲線的斜率是-20dB/dec ，該系統(tǒng)具有低通特點(diǎn)。40線性系統(tǒng)最顯著的特征是滿足疊加性。41一階系統(tǒng)的時間常數(shù)越小，系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)過程越短，對斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差是無窮大。42線性系統(tǒng)輸入為正弦信號時，該系統(tǒng)的輸出也是同頻率的正弦信號。43系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度由系統(tǒng)的開環(huán)增益決定，而相對穩(wěn)定性由相位裕量和幅值裕量來決定。44工業(yè)中常用的PID 校正是指比例、積分、微分校正。245對自動控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性。

7、46系統(tǒng)時間響應(yīng)由穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)組成。47系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差表達(dá)了系統(tǒng)的精度和抗干擾能力，是系統(tǒng)的性能之一。48系統(tǒng)穩(wěn)定的必要和充分條件是特征方程的所有根都為負(fù)實(shí)數(shù)或者具有負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)。49開環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特性，高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的復(fù)雜性。50系統(tǒng)的傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的動態(tài)特性，決定于系統(tǒng)本身的參數(shù)，與外界輸入無關(guān)。51對一個線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入是正弦信號時，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出也是同頻率的正弦信號。52系統(tǒng)特征方程為s52s414s388s2200s8000則系統(tǒng)穩(wěn)定或不穩(wěn)定。53系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)反映了系統(tǒng)本身的動態(tài)特性，表征系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性

8、和靈敏度。54振蕩環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)折頻率處的相位角是-90 ，大于轉(zhuǎn)折頻率時的對數(shù)幅頻特性曲線的漸近線斜率為 -40dB，小于轉(zhuǎn)折頻率時的對數(shù)幅頻特性曲線的漸近線斜率為0dB 。55二階系統(tǒng)的無阻尼固有頻率由系統(tǒng)本身的剛度和質(zhì)量決定。56 函 數(shù) f (t)及 其 一 階 導(dǎo) 數(shù) 都 可 拉 氏 變 換 ， 則 f (t) 的 初 值 可 表 示 為lim f (t) |t 0lim s F ( s) |s。57單位階躍輸入的拉氏變換為1s。58開環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特性，高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的復(fù)雜性。59增加系統(tǒng)的開環(huán)增益可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)

9、速度，但又會使相位裕量或者幅值裕量減小，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。260 單位斜坡函數(shù)的拉普拉斯變換是1/S61一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)G ( s)1T( s) 。62一階慣性環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)折頻率時的相位角是-45，大于轉(zhuǎn)折頻率時的對數(shù)幅頻特性曲線的漸近線斜率為-20Db/dec63下圖中的符號分別表示哪些性能指標(biāo)3M p 表示最大超調(diào)量，tr 表示上升時間，t p 表示峰值時間，t s 表示調(diào)整時間64對 I 型系統(tǒng)輸入階躍信號，則其穩(wěn)態(tài)誤差為零。65典型延時環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為e s 。二、選擇題（ 20分）1、拉氏變換將時間函數(shù)變換成（D）A 正弦函數(shù)B 單位階躍函數(shù)C單位脈沖函數(shù)D 復(fù)變函數(shù)2、微分

10、環(huán)節(jié)的頻率特性相位移 ( )=(A)A. 90°B. -90 °C. 0°D. -180 °3、設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 G(s)=25，則系統(tǒng)的阻尼比為（C）s25s251A. 25B.5C.D. 12t 的拉氏變換是4、正弦函數(shù) sin（B）1B. s2A. s2C.sD.12222ss5、比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移 ( )=(C)A.90 °B.-90 °C.0°D.-180 °6、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，(D)A. 當(dāng)時間常數(shù) T 較大時有振蕩B. 當(dāng)時間常數(shù) T 較小時有振蕩C.有振蕩D. 無振蕩7、系統(tǒng)特征方程式的

11、所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的(C)A. 充分條件B. 必要條件C.充分必要條件D. 以上都不是8、時域分析法研究自動控制系統(tǒng)時最常用的典型輸入信號是（D）A 脈沖函數(shù)B 斜坡函數(shù)C拋物線函數(shù)D 階躍函數(shù)9、令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，則可得到系統(tǒng)的(B)A 代數(shù)方程B 特征方程C差分方程D 狀態(tài)方程10、線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（D）A 系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B 系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比4C系統(tǒng)輸入信號的拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D 系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比1單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為h(t )189t，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為【A】A

12、 189B189189189s2sCD s2s2關(guān)于疊加原理， 下列敘述正確的是【B 】A 適合于非線性定常系統(tǒng)B 適合于線性定常系統(tǒng)C適合于所有系統(tǒng)D 適合于非線性系統(tǒng)3 對 于 一 階 系 統(tǒng) G (s)1e 8s ， 則 該 系 統(tǒng) 可 看 成 下 述 環(huán) 節(jié) 由 串 聯(lián) 而 成3.2s1【A】A 慣性環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)B 比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、延時環(huán)節(jié)C慣性環(huán)節(jié)、超前環(huán)節(jié)D 比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、超前環(huán)節(jié)4若二階阻尼系統(tǒng)的無阻尼固有頻率為n ，則有阻尼固有頻率d 為【C】A 等于nB大于nC小于nD 與n 無關(guān)下列敘述正確的是【 C 】A 時域響應(yīng)只能分析系統(tǒng)的瞬態(tài)特性B頻率響應(yīng)只能分析系統(tǒng)的

13、穩(wěn)態(tài)特性C時域響應(yīng)和頻率響應(yīng)都能揭示系統(tǒng)的動態(tài)特性D頻率響應(yīng)無量綱關(guān)于線性系統(tǒng)的正確描述是【 C 】A 都可以用傳遞函數(shù)表示B 只能用傳遞函數(shù)表示C可以用不同模型描述D 都是穩(wěn)定的已知環(huán)節(jié)的波德圖如下圖，則該環(huán)節(jié)為【B】5A 比例環(huán)節(jié)B微分環(huán)節(jié)C積分環(huán)節(jié)D慣性環(huán)節(jié)對于二階系統(tǒng)而言，阻尼比越大，系統(tǒng)的【 B】A 相對穩(wěn)定性越差 B 相對穩(wěn)定性越好 C 穩(wěn)態(tài)誤差越小D 穩(wěn)態(tài)誤差越大屬于系統(tǒng)時域的數(shù)學(xué)模型是【 C】A 頻率特性B傳遞函數(shù)C微分方程D 頻響函數(shù)1 一 線 性 系 統(tǒng) 的 特 征 方 程 為 2x(t) 3x(t) 5x3 (t )t 2 x(t ) 則 該 系 統(tǒng) 是【 C】A線性定常

14、系統(tǒng)B線性系統(tǒng)C非線性系統(tǒng)D非線性時變系統(tǒng)1 典 型 環(huán) 節(jié) 的 傳 遞 函 數(shù) 為 ： G(s)1/(1s)，該環(huán)節(jié)為：【 】A慣性環(huán)節(jié)B積分環(huán)節(jié)C微分環(huán)節(jié)D比例環(huán)節(jié)1 系 統(tǒng) 的 微 分 方 程 為 x(t ) 2x(t ) 3x(t ) 4F,系統(tǒng)的極點(diǎn)為【 A】A s1j 2B s2jC s10 s232jD全不是1關(guān)于線性系統(tǒng)響應(yīng)時間的描述正確的是：【 C】A時間響應(yīng)為系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)值B由單位階躍響應(yīng)和單位脈沖響應(yīng)組成C由強(qiáng)迫響應(yīng)和自由響應(yīng)組成D與系統(tǒng)初始狀態(tài)無關(guān)41已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)G ( s)s2s4A0.25B 0.5，則阻尼比為：【 A】C1D261二階振蕩系統(tǒng)的阻尼比為00.

15、7 ，則關(guān)于無阻尼固有頻率n ，有阻尼固有頻率d，振蕩頻率r的關(guān)系【 C】A ndr B nrdC rdnDdnr16單位反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G (s)s1，則系統(tǒng)2)( s4)( s(s9)【 B】A穩(wěn)定B不穩(wěn)定C臨界穩(wěn)定D無法判斷17單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)的誤差為零時，則輸出【 C】A為 0B停止改變C等于希望值D無法判斷18一階微分環(huán)節(jié) G(s)=1+Ts ，當(dāng)頻率 =1 時，則相頻特性 G(j ) 為【 A】A.45°B. -45°C.90°D. -90°19對于穩(wěn)定系統(tǒng)， 幅值裕量 Kg 為【 A】A大于 0dBB小于 0 dBC小于等于 0 dBD等

16、于 120系統(tǒng)傳遞函數(shù)【 B 】A 與外界無關(guān)B 反應(yīng)了系統(tǒng)、輸入、輸出的關(guān)系C完全反應(yīng)系統(tǒng)的動態(tài)特性D 與系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)21線性系統(tǒng)穩(wěn)定與否取決于【 A 】A 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B 系統(tǒng)的輸入C系統(tǒng)的干擾D 系統(tǒng)的初始狀態(tài)22減小一階系統(tǒng)的時間常數(shù)，則系統(tǒng)【 C 】A 系統(tǒng)準(zhǔn)確定變差B 系統(tǒng)響應(yīng)變慢C系統(tǒng)響應(yīng)快D 穩(wěn)定性變差23欠阻尼二階系統(tǒng)而言，瞬態(tài)響應(yīng)的超調(diào)量表征了系統(tǒng)的【 D 】A 系統(tǒng)的可靠性B 系統(tǒng)的準(zhǔn)確性7C系統(tǒng)響應(yīng)快速性D 系統(tǒng)相對穩(wěn)定性24二階系統(tǒng)的指標(biāo)中，與阻尼比有關(guān)的是【B】A 固有頻率B超調(diào)量C上升時間D 調(diào)整時間25對最小相位系統(tǒng)， 系統(tǒng)如果穩(wěn)定， 則相位裕量和幅值裕

17、量【A】A 二者都大于零B 二者都小于零C相位裕量大于零，幅值裕量小于零D 相位裕量小于零，幅值裕量大于零26 系 統(tǒng) 的 單 位 脈 沖 響 應(yīng) 函 數(shù) 為 w(t )3e 0. 2t，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為【 C】0.2B0.6C3D 0.6A 30.2s 0.2s3ss1【 D】27典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為： G(s)，該環(huán)節(jié)為：Ts1A積分環(huán)節(jié)B比例環(huán)節(jié)C微分環(huán)節(jié)D慣性環(huán)節(jié)28 對 于 一 階 系 統(tǒng) G (s)3，則時間常數(shù)和增益為2s5【C】A 23B 21.5C 0.40.6D 2.51.529系統(tǒng)正常工作的必要條件是【 B】A 系統(tǒng)具有快速響應(yīng)特點(diǎn)B 系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的C系統(tǒng)必須準(zhǔn)確反應(yīng)輸出D 系統(tǒng)必須是線性的30在零初始條件下，系統(tǒng)傳遞函數(shù)是【 C 】A 輸入與輸出的拉氏變換之比B 輸出與偏差的拉氏變