2023年自考類機電一體化自考機械工程控制基礎(chǔ)歷年高頻考題帶答案難題附詳解

2023年自考類機電一體化自考機械工程控制基礎(chǔ)歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點試題參考題庫(共25題)1.某一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，則系統(tǒng)增益______，時間常數(shù)為______。2.系統(tǒng)的微分方程為，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。3.系統(tǒng)的奈奎斯特圖為______

A．

B．

C．

D．4.凡輸出量與輸入量的導(dǎo)數(shù)成正比的環(huán)節(jié)，均稱為______。5.設(shè)某控制系統(tǒng)的框圖如下圖所示，其中ζ=0.5，ωn=30rad/s。試確定K1取何值時，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。

6.單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則在單位斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為______A.500B.1/500C.100D.0.037.簡述系統(tǒng)有哪些時域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)。8.下列說法正確的是______A.系統(tǒng)的類型與系統(tǒng)的階次是同一概念B.靜態(tài)誤差系數(shù)描述了系統(tǒng)減小誤差的能力，也是穩(wěn)態(tài)特性的表示方法C.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的類型、開環(huán)增益有關(guān)，而與輸入信號無關(guān)D.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的時間常數(shù)相關(guān)9.為什么要采用反饋控制?10.系統(tǒng)開環(huán)頻率特性各頻段含義及對系統(tǒng)性能的影響。11.在系統(tǒng)中凡有儲存或積累特點的元件，都有______環(huán)節(jié)的特性。12.用胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么?13.某比例環(huán)節(jié)K的對數(shù)幅頻特性為20dB，則K=______。14.圖示系統(tǒng)的微分方程為______

A．

B．

C．

D．15.以對數(shù)坐標(biāo)表示的頻率特性圖又稱為______，它由______圖和______圖組成。16.一系統(tǒng)在擾動作用下的誤差函數(shù)為，則系統(tǒng)由擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差essN等于______

A．

B．0

C．

D．∞17.什么是信息的反饋(包括正反饋與負(fù)反饋)?18.串聯(lián)相位超前校正對系統(tǒng)性能的改善體現(xiàn)在哪幾個方面?19.若系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點和極點均在[s]平面的左半平面，則該系統(tǒng)稱作______A.非最小相位系統(tǒng)B.最小相位系統(tǒng)C.不穩(wěn)定系統(tǒng)D.振蕩系統(tǒng)20.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為則此系統(tǒng)穩(wěn)定時K值范圍為______。21.采用相位滯后—超前校正環(huán)節(jié)，可以同時改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和______。22.有一復(fù)變函數(shù)G(s)=s2+2，當(dāng)s=σ+jω時，其實部為______A.σ2-ω2+2B.σωC.σ2+ω2+2D.2σω23.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與______形式，以及系統(tǒng)的______，或系統(tǒng)的______有關(guān)。24.已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)其中K為開環(huán)增益，T為時間常數(shù)。試問當(dāng)r(t)=t時，要減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差em應(yīng)調(diào)整哪個參數(shù)，為什么?25.當(dāng)?shù)湫偷亩A系統(tǒng)含有零點時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)______A.僅與二階系統(tǒng)的極點分布有關(guān)B.與二階系統(tǒng)的極點分布無關(guān)C.不僅與二階系統(tǒng)的極點分布有關(guān)，還與零點的分布有關(guān)D.不僅與二階系統(tǒng)的極點分布有關(guān)，還與零點和極點的相對位置有關(guān)第1卷參考答案一.歷年考點試題參考題庫1.參考答案：3

22.參考答案：對微分方程在零初始條件下進(jìn)行拉氏變換：

s3y(s)+2s2Y(s)+5sY(s)+6Y(s)=3U(s)

則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

3.參考答案：B[考點]本題主要考查的知識點為非最小相位系統(tǒng)奈奎斯特圖的畫法。[解析]由于和G(s)=的幅頻特性相同(即G(jω)的實部相同)，相頻特性(即G(jω)的虛部)的符號相反。又由慣性環(huán)節(jié)的奈奎斯特圖可知，本題應(yīng)選B。4.參考答案：理想微分環(huán)節(jié)5.參考答案：解：由題圖知H(s)=1，系統(tǒng)為單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為

則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

將ζ=0.5，ωn=30rad/s代入上式，得

則系統(tǒng)的特征方程為

s3+30s2+900s+900K1=0

排出勞斯數(shù)列，即

若要使系統(tǒng)穩(wěn)定，則

所以，當(dāng)0＜K1＜30時，系統(tǒng)穩(wěn)定。6.參考答案：D[考點]本題主要考查的知識點為穩(wěn)態(tài)誤差的計算。[解析]根據(jù)各種類型系統(tǒng)對3種輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差的表格計算穩(wěn)態(tài)誤差時，要注意傳遞函數(shù)的系統(tǒng)類型，故必須把開環(huán)函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)式來求。把題目中的傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化得，

則系統(tǒng)增益，且此系統(tǒng)為Ⅰ型系統(tǒng)，故由表得穩(wěn)態(tài)誤差為ess=1/K=0.03。7.參考答案：系統(tǒng)的性能指標(biāo)可分為時域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)。

(1)時域性能指標(biāo)。其包括瞬態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。

瞬態(tài)性能指標(biāo)包括：包括延遲時間、上升時間、峰值時間、最大超調(diào)量、調(diào)整時間。

穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：主要包括穩(wěn)態(tài)誤差。

(2)頻域性能指標(biāo)。其包括相位裕量、幅值裕量、截止頻率和頻寬、諧振頻率和諧振峰值。8.參考答案：B[解析]系統(tǒng)的類型與系統(tǒng)的階次是兩個不同的概念。與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差有關(guān)的因素為系統(tǒng)的類型λ、開環(huán)增益K和輸入信號r(t)，而與系統(tǒng)的時間常數(shù)T1，…，Tp；Ta，…，Tm無關(guān)。9.參考答案：采用反饋控制的主要原因是由于加入反饋可使系統(tǒng)響應(yīng)不易受外部干擾和內(nèi)部參數(shù)變化的影響，從而保證系統(tǒng)性能的穩(wěn)定和可靠。10.參考答案：一般將系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的幅值穿越頻率ωc看成是頻率響應(yīng)的中心頻率，并將在ωx附近的頻率區(qū)段稱為中頻段；把頻率ωc的頻率區(qū)段稱為低頻段；把的頻率區(qū)段稱為高頻段。三個頻段的劃分沒有嚴(yán)格的界限。

而決定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性好壞的主要參數(shù)(如開環(huán)增益，系統(tǒng)的型次等)可以通過系統(tǒng)的低頻段求得；決定系統(tǒng)動態(tài)特性好壞的主要參數(shù)(如幅值穿越頻率、相位裕量等)可以通過系統(tǒng)的中頻段求得；系統(tǒng)的抗干擾能力等，則可以由系統(tǒng)的高頻段來表示。

故低頻段反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；中頻段反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能；高頻段反映了系統(tǒng)抵抗高頻干擾的能力。11.參考答案：積分12.參考答案：用胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件為：(1)特征方程的各項系數(shù)均為正；(2)由特征方程系數(shù)組成的各階胡爾維茨行列式均為正。滿足上述兩個條件，則系統(tǒng)穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。13.參考答案：1014.參考答案：B[考點]本題主要考查的知識點為電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立。

[解析]利用基爾霍夫電流定律可列微分方程為，整理后即得選項B。15.參考答案：伯德圖對數(shù)幅頻對數(shù)相頻16.參考答案：C[考點]本題主要考查的知識點為系統(tǒng)由擾動作用引起的穩(wěn)態(tài)誤差的計算。[解析]由題知，17.參考答案：所謂信息的反饋，就是把一個系統(tǒng)的輸出信號不斷直接地或經(jīng)過中間變換后全部或部分地返回到輸入端，再輸入到系統(tǒng)中去。如果反饋回去的信號(或作用)與原系統(tǒng)的輸入信號(或作用)的方向相反(或相位相差180°)，則稱為“負(fù)反饋”；如果方向或相位相同，則稱為“正反饋”。18.參考答案：串聯(lián)相位超前校正是對原系統(tǒng)在中頻段的頻率特性實施校正，它對系統(tǒng)性能的改善體現(xiàn)在以下兩方面：

(1)由于+20dB/dec的環(huán)節(jié)可加大系統(tǒng)的幅值穿越頻率ωc，所以它可提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

(2)由于其相位超前的特點，它使原系統(tǒng)的相位裕量增加，所以可提高其相對穩(wěn)定性。19.參考答案：B[考點]本題主要考查的知識點為最小相位系統(tǒng)的概念。[解析]最小相位系統(tǒng)是指系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點和極點均在[s]平面的左半平面。20.參考答案：0＜K＜221.參考答案：穩(wěn)態(tài)精度22.參考答案：A[