大工《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題

大工2018年春《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共40小題，每小題2分，共80分）題號(hào)12345678910答案BDAADACCAB題號(hào)11121314151617181920答案DCCCBABCDA題號(hào)21222324252627282930答案BDABCCABDB題號(hào)31323334353637383940答案CABDBCABDB1、當(dāng)二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)分布在s平面的虛軸上時(shí)，系統(tǒng)的阻尼?為（ 。A．?<0 B．?=0 C．0<?<1 D．?≧12、已知函數(shù)

F(s)

s1s(sa)，則f(t)的終值f()（ 。A．0

?3、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

G(s)

100s212s100

，則無(wú)阻尼自然頻率

n等于（ 。A．10rad/s B．0.1rad/s C．1rad/s 4、作為一個(gè)控制系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)（ 。A．開(kāi)環(huán)不振蕩 B．閉環(huán)不振蕩 C．開(kāi)環(huán)一定振蕩 閉環(huán)一定振5、系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ 。A．+? B．-? C．0 D．以上都不對(duì)6、一階單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

Ks(sK)則該系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍（ 。A．K＞0

B．K＞1

D．K＞－17、某一系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)加速度誤差為一常數(shù)，則該系統(tǒng)為（ ）系統(tǒng)。A．0型 B．I型 C．Ⅱ型 D．以上選項(xiàng)都不8、以下關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差的說(shuō)法正確的是（ 。穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù) 穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)輸入和干C．穩(wěn)態(tài)偏差與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、輸入和干擾等有關(guān)D．系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差為0?9在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中以電流為輸出電壓為輸入兩者之間的傳遞函數(shù)（ 。A．比例環(huán)節(jié) B．積分環(huán)節(jié) C．慣性環(huán)節(jié) 微分環(huán)10、自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有（ 。A．給定元件 B．檢測(cè)元件 C．放大元件 執(zhí)行元件11、在階躍函數(shù)輸入作用下，阻尼比（ ）的二階系統(tǒng)，其響應(yīng)具有減幅振蕩特性。A．ζ＝0 B．ζ>1 C．ζ＝1 D．0<ζ<1G(s) K12、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

Ts1，則該系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的快速性（ 。A．與K有關(guān) B．與K和T有關(guān) C．與T有關(guān) D．與輸入信號(hào)大小有關(guān)13、一階閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

G(s)

8(s3)s(2s3)(s2)，則該系統(tǒng)為（ 。型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8 B．I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8C．I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為4 型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為14、線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（ 。A．線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無(wú)外加輸入B．線性系統(tǒng)無(wú)外加輸入，非線性系統(tǒng)有外加輸入C．線性系統(tǒng)滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)不滿足疊加原理D．線性系統(tǒng)不滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)滿足疊加原理15、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（ 。A．代數(shù)方程 B．特征方程 C．差分方程 D．狀態(tài)方、單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為。1B．s2

1s

1s、奈奎斯特判:依據(jù)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)極坐標(biāo)圖與（ ）點(diǎn)之間的位置關(guān)系對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的定性作出判別。A．(-1,1) B．(-1,0) C．(0,1) D．(0,0)、采用負(fù)反饋形式連接后，則。A．一定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定 B．系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提C．需要調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，來(lái)改善系統(tǒng)性能D．一定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后消除19、如果系統(tǒng)特征方程的根落在虛軸上，則系統(tǒng)處于（??????????）狀態(tài)。A．穩(wěn)定的 B．發(fā)散的 C．偏離平衡的 D．臨界穩(wěn)定20、如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)（ 。A．不能工作 B．可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大C．可以工作但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)21、串聯(lián)相位滯后校正通常用于（ A．提高系統(tǒng)的快速性C．減少系統(tǒng)的阻尼

D．可以正常工作B．提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D．減少系統(tǒng)的固有頻率22F(s)

4s1s2s

，則limf(t)=（ 。t0A．1 B．0 C．∞ 23、積分環(huán)節(jié)的相頻特性為（ 。A．-90o B．90o C．0o 、對(duì)于影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，下列說(shuō)法正確的是。A．系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性互不影響B(tài)．為獲得滿意的系統(tǒng)性能，需要綜合考慮阻尼比和無(wú)阻尼自然振蕩頻率C．阻尼比可以無(wú)限制增大來(lái)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D．以上選項(xiàng)都不對(duì)25、對(duì)于斜坡輸入信號(hào)r(t)RtⅠ型系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ 。1 RA．0 B．1k C．k D．∞26、直接對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行操作的元件，稱為（ 。C．執(zhí)行元件

反饋元件D控制系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程中響應(yīng)曲線第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的50%所需時(shí)間為（ 。A．延遲時(shí)間 B．上升時(shí)間C．峰值時(shí)間 調(diào)整時(shí)間28、機(jī)械工程控制理論的研究對(duì)象是機(jī)械工程系統(tǒng)中的（ 。A．靜態(tài)特性 B．動(dòng)態(tài)特性C．穩(wěn)態(tài)特性 D．以上選項(xiàng)都不對(duì)29、傳遞函數(shù)是（ 。A．實(shí)變量函數(shù) B．實(shí)定量函數(shù)C．復(fù)定量函數(shù) 復(fù)變量函數(shù)30、奈奎斯特判據(jù)是一種（ 。A．代數(shù)判據(jù) B．幾何判據(jù)C．微分判據(jù) D．以上選項(xiàng)都不對(duì)31、通過(guò)系統(tǒng)的輸入和輸出來(lái)確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，這個(gè)過(guò)程稱為（ 。A．系統(tǒng)分析 B．系統(tǒng)最優(yōu)控制C．系統(tǒng)辨識(shí) D．以上選項(xiàng)都不對(duì)32、系統(tǒng)穩(wěn)定與否由系統(tǒng)特征根的（ ）決定。A．實(shí)部 B．虛部C．模 D．以上選項(xiàng)都不對(duì)33、波德圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別采用的是（ 。A．對(duì)數(shù)分度、對(duì)數(shù)分度 B．對(duì)數(shù)分度、線性分度C．線性分度、對(duì)數(shù)分度 D．線性分度、線性分34、頻率特性和頻率響應(yīng)（ 。C．只有區(qū)別沒(méi)有聯(lián)系

只有聯(lián)系沒(méi)有區(qū)別D、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指（ ）過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)能否恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。C．常態(tài)

動(dòng)態(tài)D36（??????????）屬于線性系統(tǒng)的性質(zhì)。A．齊次性 B．疊加性C．A和B都對(duì) D．以上選項(xiàng)都不對(duì)、齒輪系統(tǒng)中的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速的關(guān)系屬于。C．慣性環(huán)節(jié)

積分環(huán)節(jié)D、系統(tǒng)特征方程的各項(xiàng)系數(shù)符號(hào)一致，是系統(tǒng)穩(wěn)定的。C．充要條件

必要條件D39、頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)對(duì)（??????????）輸入的穩(wěn)態(tài)輸出。階躍C

斜坡D、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)形式與系統(tǒng)阻尼比。A．沒(méi)有關(guān)系 B．關(guān)系密切有時(shí)相關(guān)、有時(shí)不相關(guān) D．以上選項(xiàng)都不對(duì)二、填空題（本大題共51小空，每小空2分，共102分）答案：好增大快7．0 ∞指數(shù)瞬態(tài)響應(yīng) 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)串聯(lián) 并聯(lián) 反饋聯(lián)接靜態(tài)位置誤差系數(shù) 靜態(tài)速度誤差系數(shù)動(dòng)態(tài)誤差 穩(wěn)態(tài)誤差阻尼比 無(wú)阻尼自然頻率階躍 斜坡 加速度理論分析法 實(shí)驗(yàn)法微分方程 傳遞函數(shù) 狀態(tài)方快四 半圓19．0 ∞?阻尼比 大

靜態(tài)加速度誤差系數(shù)負(fù)數(shù)實(shí)頻特性 虛頻特性疊加24．-20慣性相頻特性27．1/s228．∞ 029．極 對(duì)數(shù)30．1/s31．0.70732．積分1、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在t＝0處的斜率越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快2、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤單位斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差越小3、系統(tǒng)的相位穿越頻率是開(kāi)環(huán)極坐標(biāo)曲線與負(fù)實(shí)軸相交處的頻率。4、系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的相位裕量越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性越 。5、欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號(hào)隨阻尼比減小振蕩幅度 。6、慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率越大其輸出響應(yīng)越 。7、Ⅱ型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差為 ，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于 。8、當(dāng)輸入量發(fā)生突變時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不會(huì)突變，而是按 曲線變化。9、穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分與 。10、控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式、 。11、靜態(tài)誤差系數(shù)包和 。12、系統(tǒng)的誤差可以分。13、二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)的性能和 決定。14、位置誤差、速度誤差、加速度誤差分別指輸入輸入所引起的輸出上的誤差。15、建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法有 和 兩種。16、工程上常用的數(shù)學(xué)模型包括 、 ?和 。、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度。18ω從0變化+∞時(shí)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖?象限形狀? 。19、Ⅰ型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 ，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤為? 。20、在二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)中，最大超調(diào)量?jī)H有關(guān)，當(dāng)它越小時(shí)，最超調(diào)量越 。21、當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實(shí)部都是 時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。22、設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(j)Re()jIm()，則)稱為 ，)為 。23、線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應(yīng)用 原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。24、積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為 dB/dec。25環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s) k 。Ts126、線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為 。、單位斜坡函數(shù)的拉氏變換。28、在單位斜坡輸入信號(hào)作用下型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，II型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 。29、用頻率特性分析法研究控制系統(tǒng)時(shí)，常采用的圖示法坐標(biāo)圖示法標(biāo)圖示法。30、單位階躍函數(shù)的拉式變換。31、二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù) = 時(shí)，為最佳阻尼系數(shù)。這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性較理想。32、分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)I型系統(tǒng)II型系統(tǒng)，這是按開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)包含環(huán)節(jié)數(shù)目來(lái)分類的。三、判斷題（本大題共15小題，每小題2分，共30分）題號(hào)12345678910答案√×√×√√×√×√題號(hào)1112131415答案√×√×√1、如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是線性的，這種系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。2、控制系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程中，響應(yīng)曲線超過(guò)其穩(wěn)態(tài)值而達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間叫做調(diào)整時(shí)間。3、線性系統(tǒng)的微分方程中，無(wú)論是因變量、自變量或它們的導(dǎo)數(shù)，它們的次數(shù)都不高于一次。4、系統(tǒng)特征方程的各項(xiàng)系數(shù)均不為零，是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。5、自動(dòng)控制理論主要由經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制論和智能控制論組成的。6、拉式變換的初值定理可確定系統(tǒng)或元件的初始狀態(tài)。7、若系統(tǒng)特征根的實(shí)部全都小于0，系統(tǒng)不穩(wěn)定。8、能用一階微分方程描述的系統(tǒng)稱為一階系統(tǒng)。9、勞斯判據(jù)是一種幾何判據(jù)。10、框圖是系統(tǒng)中各元件功能和信號(hào)流向的圖解表示。11、所謂系統(tǒng)，是指同類事物按一定的關(guān)系組成的整體。12、?一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為T(mén)s。13、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)所決定，與輸入信號(hào)的形式無(wú)關(guān)。14、同一個(gè)線性系統(tǒng)對(duì)不同幅值階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間不同。15、波德判據(jù)是奈奎斯特判據(jù)的另一種描述法。四、簡(jiǎn)答題（本大題共11小題，每小題10分，共110分）1、何謂開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)？何謂閉環(huán)控制系統(tǒng)？答案：當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)的輸入不受系統(tǒng)的輸出影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。2、何謂控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？何謂穩(wěn)態(tài)誤差？答案：狀態(tài)，這個(gè)系統(tǒng)就是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。現(xiàn)偏差，這種偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：生控制作用來(lái)減小這一偏差。容易引起振蕩，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。4、用極坐標(biāo)圖表示頻率特性的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：優(yōu)點(diǎn):在一幅圖上同時(shí)給出了系統(tǒng)在整個(gè)頻率域的實(shí)頻特性、虛頻特性、幅頻特性和相頻特性。它比較簡(jiǎn)潔直觀地表明了系統(tǒng)的頻率特性。缺點(diǎn):不能明顯地表示出系統(tǒng)傳遞函數(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的作用，繪制較麻煩。5、控制工程主要研究并解決的問(wèn)題是什么？答案：（1）系統(tǒng)分析（2）系統(tǒng)最優(yōu)控制（3）系統(tǒng)辨識(shí)6、減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有哪些？答案：提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益；增加系統(tǒng)的型號(hào)；復(fù)合控制；前饋控制7、何謂結(jié)構(gòu)框圖？何謂函數(shù)框圖？答案：號(hào)流向，主要用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理?？驁D單元連接起來(lái)，主要用來(lái)說(shuō)明環(huán)節(jié)特性、信號(hào)流向及變量關(guān)系，便于分析系統(tǒng)。8、用框圖表示系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：只要依據(jù)信號(hào)的流向，將各環(huán)節(jié)的框圖連接起來(lái)，就能容易地構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)；通過(guò)框圖可以評(píng)價(jià)每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。9、用波德圖表示頻率特性的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：根據(jù)對(duì)數(shù)的特性，采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)以后，乘除法運(yùn)算就轉(zhuǎn)化為加減法運(yùn)算；度：與均勻分度相比，橫坐標(biāo)的對(duì)數(shù)分度便于在較寬的頻率范圍內(nèi)研究頻率特性；縱坐標(biāo)單位為分貝，可以減小對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率。10、繪制系統(tǒng)方框圖的方法是什么？答案：①列出描述系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方程式；②假定初始條件等于零，對(duì)方程式進(jìn)行拉氏變換，求出環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，并將它們以方塊的形式表示出來(lái)；③將這些方塊單元結(jié)合在一起，以組成系統(tǒng)的完整方框圖。11、建立線性微分方程式的步驟是什么？答案：首先將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)環(huán)節(jié)。寫(xiě)出每一環(huán)節(jié)（或元件）輸出信號(hào)和輸入信號(hào)相互關(guān)系的運(yùn)動(dòng)方程式。消去中間變量，最后得到只包含輸入量和輸出量的方程式；化成標(biāo)準(zhǔn)形式，即輸出量和輸入量各占方程式的一側(cè)，且各階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)按降冪排列。五、計(jì)算題（本大題共4小題，每小題20分，共80分）1、設(shè)某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)系數(shù)K的取值范圍。RR(s)＋Ks0.1sC(s)－10.2s圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解：由結(jié)構(gòu)圖寫(xiě)出閉環(huán)傳遞函數(shù)為C(s)

Ks(0.1s

K(0.2s1) 10K(s5)R(s)

K1s(0.1s1)(0.2s

0.02s30.3s2sK s315s250s50K系統(tǒng)閉環(huán)特征方程式為s315s250s50K0列出羅斯表如下：s3 1s2 15s1 155s0 50K

5050K00

（3分）為使系統(tǒng)穩(wěn)定，羅斯表中第一列各項(xiàng)系數(shù)必須為正數(shù)，即 0 0 0K1所以有： 即得 1550K0可見(jiàn)，只要0K15就能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。2、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為Gs Ks4s12s1K解：該系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為s4s12s1K8s36s2sK0列勞斯表為s3 8 1s2 6 Ks1 68K6s0 K要使系統(tǒng)穩(wěn)定，勞斯表第一列應(yīng)該大于0，得68K0K0為使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定應(yīng)滿足0K34