广东工业大学-机械工程控制基础试卷和答案
广东工业大学机械工程控制基础试卷和答案
1学 院: 专 业: 学 号: 姓 名:装 订 线广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 控制工程 试卷满分 100 分考试时间: 2011 年 12 月2 日 (第 14 周 星期 五)题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分评卷得分评卷签名复核得分 复核签名一、填空题(20分,每空1分,答案填在答题纸上)1、自动控制系统按输出变化规律可分为 、 和 。
2、某系统的传递函数为2360()56s G s s s +=++ ,其零点为 ,放大系数为 ,极点为 、 。
3、控制系统中常用的几种典型的实验输入信号为: 、 和 。
4、微分环节的传递函数为 ,惯性环节的传递函数为 。
5、 和 总称为系统的频率特性。
6、根据校正环节在系统中的连接方式,校正可分为: 、 和 。
7、采用PI 校正,系统的稳态误差 ,但相位裕度 ,稳定程度 。
二、(10分)求系统的微分方程,并求出系统的传递函数。
R 2C R 1u iu o2三、(10分)通过方框图的等效变换求取如下图所示系统的传递函数C(s )/R(s ),并绘制主要步骤的方框图。
+_+_+_()C s ()R s 1G 3G 2G 1H 2H +四、(10分)已知某控制系统的传递函数为10()10G s s =+,试求()1x t t =+时该系统的输出()y t 。
五、(10分)已知单位反馈系统的开环传递函数322550()5K s G s s s +=+。
当系统的输入信号为2()10x t t =+时,求系统的稳态误差?六、(10分)设单位负反馈控制系统的开环传递函数为1()1k G s s =+,当作用输入信号()3cos(230)i x t t =-时,试求系统的频率特性及稳态输出。
七、(10分)试绘制传递函数40(5)(2)()(40)s s G s s s ++=+的系统的对数幅频特性曲线。
八、(10分)系统的传递函数方框图如下图所示, 已知)2)(1(2)(++=s s s G ,试求闭环系统的传递函数,并用Routh 判据判断系统稳定时的K 的取值范围。
机械工程控制基础考试题完整版
机械控制工程基础一、填空题1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理,而非线性控制系统则不能。
2.反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。
3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类,控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。
4. 根据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。
5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号,则称此系统为离散(数字)控制系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述。
6. 根据控制系统元件的特性,控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。
7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。
8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、 快速性 和准确性。
9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。
10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ,并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。
12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后,从初始状态到最终稳定状态的响应过程。
13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s 。
15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。
16.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差e ss = 。
17. I 型系统G s Ks s ()()=+2在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,稳态误差为 ∞ 。
18. 一阶系统11Ts +的单位阶跃响应的表达是T te --1。
19.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼固有频率ωn 。
20. 二阶系统的典型传递函数是2222nn nw s w s w ++ξ。
历年机械工程控制基础试题及答案
全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号内。
每小题1。
5分,共30分)1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A 。
系统已定,输入不确定,求系统的输出B 。
系统已定,输入已知,求系统的输出(响应) C.系统已定,规定系统的输入D.系统不定,输入已知,求出系统的输出(响应)2.f(t )如图所示 则L [f (t)]为( )A 。
s 1e —2t B. s 2e -2s C 。
s 1e —2s D 。
s1e —ts3.已知F (s)=1)s(s 1+,则L -1[F (s )]为( )4。
已知F(s)=L [f (t)],若F(s )=12s s 12++,则f(t )|t ∞→=?( )A 。
21 B 。
1 C 。
31D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为:( )A.dt)t (dx )t (x )dt )t (dx (12dt )t (x d 16i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12dt )t (x d 16i 00202=++C.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12)dt )t (x d (16i 002202=++ D 。
)t (x )t (x )t ln(24dt)t (dx 12e dt )t (x d 16i 00t 202=⋅+⋅+ 6。
对于定常控制系统来说,( )A 。
表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B 。
微分方程的各阶微分项的幂为1 C.不能用微分方程表示 D.系统总是稳定的7.系统方框图如图所示,则系统的闭环传递函数为( )A 。
G(S)H(S)1G(S)H(S)+B.G(S)-1H(S)G(S)⋅C 。
1+G(S )·H (S)D 。
G(S)H(S)1G(S)+8.二阶系统的传递函数为4)0.5)(s (s 10++,则系统增益为( )A 。
机械工程控制基础期末试卷+答案 ()
一. 填空题(每小题2.5分,共25分)1. 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 和 。
2. 按系统有无反馈,通常可将控制系统分为 和 。
3. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 、 等。
4. 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度,它用来衡量系统 的程度。
5. 一阶系统11Ts 的单位阶跃响应的表达是 。
6. 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 。
7. 频率响应是线性定常系统对 输入的稳态响应。
8. 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数,而且与 的类型有关。
9. 脉冲信号可以用来反映系统的 。
10. 阶跃信号的拉氏变换是 。
二. 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统(10分)炉温控制系统图1 炉温控制结构图试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成,且画出原理方框图,说明其工作原理。
三、如图2为电路。
求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程, 并求该电路的传递函数(10分)图2Ru 0u iL Cu 0u i (a)(b)(c)四、求拉氏变换与反变换(10分)1.求[0.5]t te-(5分)2.求13[] (1)(2)ss s-++(5分)五、化简图3所示的框图,并求出闭环传递函数(10分)图3六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。
图4(a)中)(t x o 是输出位移。
当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号),记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4(b )所示。
试求: 1)该系统的微分方程数学模型和传递函数;(5分) 2)该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ;(2分)3)该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ;(3分) 4)时间响应性能指标:上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e (5分)。
1.0x 0图4(a) 机械系统 图4(b )响应曲线图4七、已知某系统是单位负反馈系统,其开环传递函数1510+=s G k ,则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号(斜坡信号)作用下的稳态误差ss e 分别是多少?(10分)八、设有如图5所示的反馈控制系统,试求根据劳斯判据确定传递函数k 值的取值范围(10分)。
完整版机械工程控制期末考试试题和标准答案及评分标准模板
X i (s )J agX °(s)《机械工程控制基础》试题(A 卷)(考试时间:120分钟)、单项选择题(共10分,每小题2分)1.控制系统中,下列元件通常属于反馈元件的是 A.电压放大器;B .热电偶;C.液压马达; D •电动机;A.比例环节;B.惯性环节;C.积分环节;D. —阶微分环节; 3.二阶系统的时域性能指标上升时间 t r 、峰值时间t p 、调整时间t s 、最大超调量M p 和振荡次数N ,反应系统稳定性的是 ____________ 。
A. t r 、M p ; B. t p 、t s ; C. t r 、N ; D . M p 、N ;A. 1 ;B. 2;C. 3;D. 4 ;5. PID 校正是针对 ____________ 进行比例、积分和微分运算后形成的控制规律。
A.输入信号X j (t) ;B.输出信号x 0(t) ;C.误差信号e(t) ;D.偏差信号 (t);二、填空题(共20分,每空2分)6.1954年,我国科学家 _______________ 发表了《工程控制论》,奠定了控制工程的理论基础。
7. 对于受干扰的闭环系统,如果系统只受输入X't)作用时的输出是x 01(t),系统只受干扰n(t)作用时的输出是x °2(t),则系统同时受X i (t)和n(t)作用时的输出 X 0 (t) ______________ 。
8. 如图所示的信号流图, 前向通道的传递函数为 ___________ ,反馈通道有 _________ 条,系统 的传递函数为 __________ 。
2.某系统的传递函数是 G(s)(s 20.5),其中没有(s 1)(S s 1)环节。
4.某放大器的传递函数G(s)(Ts 1)1rad / s ,相频为 45,贝U T 的值为s(2s1)入时的稳态误差分别为 _________ 、__________ 。
最新机械工程控制基础期末试卷+答案3
机械控制工程基础期末考试试卷课程名称: 机械控制工程基础1;试卷编号:卷;考试时间:120分钟;考试形式:闭卷一、填空( 每小题4分,共20分)得分 评卷人复查人1、某系统传递函数为21s,在输入t t r 3sin 2)( 作用下,输出稳态分量的幅值为 。
2、谐波输入下,系统的 响应称为频率响应。
3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S 平面的极点数有 个。
4、控制系统的基本要求主要有: , , 。
5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上 的 线。
二、选择题( 每小题3分,共30分 )1、关于反馈的说法,正确的是( )A .反馈实质上就是信号的并联B .反馈都是人为加入的C .正反馈就是输入信号与反馈相加D .反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法,正确的是( )A .每个系统只有一种数据模型B .动态模型在一定条件下可简化为静态模型C .动态模型比静态模型好D .静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1,则该环节为( )A. 惯性环节B. 积分环节 C .微分环节 D .比例环节 4、系统的传递函数( )学院专业班级 年级姓名 学号 装订线(答题不得超过此线)A .与外界无关B .反映了系统、输出、输入三者之间的关系C .完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为( )A .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B .阶跃响应曲线达到稳定值的时间C .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D .阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应,说法正确的是( )A .时间响应就是系统输出的稳态值B .由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C .由强迫响应和自由响应组成D .与系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为te t w 2.03)(-=,则系统的传递函数为( )A .2.03)(+=S s G B. 32.0)(+=S s GC .2.06.0)(+=S s G D .36.0)(+=S s G8、以下系统中,属于最小相位系统的是( ) A .s s G 01.011)(-= B .s s G 01.011)(+=C .101.01)(-=s s G D .)1.01(1)(s s s G -=9、一个线性系统稳定与否取决于( )A .系统的结构和参数B .系统的输入C .系统的干扰D .系统的初始状态 10、一个系统稳定的充要条件是( )A .系统的全部极点都在[S]平面的右半平面内B .系统的全部极点都在[S]平面的上半平面内C .系统的全部极点都在[S]平面的左半平面内D .系统的全部极点都在[S]平面的下半平面内三、系统结构图如下图所示,求)()(s R s Y (15分) 得分 评卷人复查人四、系统在静止平衡状态下,加入输入信号t t r +=1)(,测得响应为9.09.0)(10+-=-tet t C试求系统的传递函数。
机械工程控制基础期末试卷+答案3
机械控制工程基础期末考试试卷课程名称: 机械控制工程基础1;试卷编号:卷;考试时间:120分钟;考试形式:闭卷一、填空( 每小题4分,共20分)得分 评卷人复查人1、某系统传递函数为21s,在输入t t r 3sin 2)( 作用下,输出稳态分量的幅值为 。
2、谐波输入下,系统的 响应称为频率响应。
3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S 平面的极点数有 个。
4、控制系统的基本要求主要有: , , 。
5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上 的 线。
二、选择题( 每小题3分,共30分 )1、关于反馈的说法,正确的是( )A .反馈实质上就是信号的并联B .反馈都是人为加入的C .正反馈就是输入信号与反馈相加D .反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法,正确的是( )A .每个系统只有一种数据模型B .动态模型在一定条件下可简化为静态模型C .动态模型比静态模型好D .静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1,则该环节为( )A. 惯性环节B. 积分环节 C .微分环节 D .比例环节 4、系统的传递函数( )学院 专业班级 年级姓名 学号 装订线(答题不得超过此线)A .与外界无关B .反映了系统、输出、输入三者之间的关系C .完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为( )A .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B .阶跃响应曲线达到稳定值的时间C .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D .阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应,说法正确的是( )A .时间响应就是系统输出的稳态值B .由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C .由强迫响应和自由响应组成D .与系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为te t w 2.03)(-=,则系统的传递函数为( )A .2.03)(+=S s G B. 32.0)(+=S s GC .2.06.0)(+=S s G D .36.0)(+=S s G8、以下系统中,属于最小相位系统的是( ) A .s s G 01.011)(-= B .s s G 01.011)(+=C .101.01)(-=s s G D .)1.01(1)(s s s G -=9、一个线性系统稳定与否取决于( )A .系统的结构和参数B .系统的输入C .系统的干扰D .系统的初始状态 10、一个系统稳定的充要条件是( )A .系统的全部极点都在[S]平面的右半平面内B .系统的全部极点都在[S]平面的上半平面内C .系统的全部极点都在[S]平面的左半平面内D .系统的全部极点都在[S]平面的下半平面内三、系统结构图如下图所示,求)()(s R s Y (15分)四、系统在静止平衡状态下,加入输入信号t t r +=1)(,测得响应为9.09.0)(10+-=-tet t C试求系统的传递函数。
机械工程控制基础试卷及答案
《机械工程控制基础》试卷(A 卷)一、填空题(每空1分,共20分)1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。
2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者(1+s )/s 2 。
3、二阶系统的极点分别为s 1=−0.5,s 2=−4,系统增益为2,则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4)4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时,闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。
5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题,机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。
6、系统的频率特性求取有三种方法:根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。
8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。
9、二阶系统的传递函数为2222)(nn n s s s G ωξωω++=,其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ,当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。
在阻尼比ξ<0.707时,幅频特性出现峰值,称谐振峰值,此时的频率称谐振频率ωr =221ξω-n 。
10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。
11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。
12、对积分环节而言,其相频特性∠G(jw)=-900。
二、名词解释(每个4分,共20分)1、闭环系统:当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时,称之为闭环系统。
2、系统稳定性:指系统在干扰作用下偏离平衡位置,当干扰撤除后,系统自动回到平衡位置的能力。
3、频率特性:对于线性定常系统,若输入为谐波信号,那么稳态输出一定是同频率的谐波信号,输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。
4、传递函数:在外界作用系统前,输入、输出的初始条件为零时,线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比,称为该系统、环节或元件的传递函数G(S)5、系统:由相互联系、相互作用的若干部分构成,而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体,称为系统。
历年机械工程控制基础试题及答案
全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号内。
每小题1.5分,共30分)1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定,输入不确定,求系统的输出 B.系统已定,输入已知,求系统的输出(响应) C.系统已定,规定系统的输入D.系统不定,输入已知,求出系统的输出(响应)2.f(t)如图所示 则L [f(t)]为( )A.s 1e -2tB. s 2e -2sC. s 1e -2sD. s1e -ts3.已知F(s)=1)s(s 1+,则L -1[F(s)]为( )4.已知F(s)=L [f(t)],若F(s)=12s s 12++,则f(t)|t ∞→=?( )A.21 B.1 C.31D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为:( )A.dt)t (dx )t (x )dt )t (dx (12dt )t (x d 16i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12dt )t (x d 16i 00202=++C.)t (x )t (x 24dt)t (dx 12)dt )t (x d (16i 002202=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt)t (dx 12e dt )t (x d 16i 00t 202=⋅+⋅+ 6.对于定常控制系统来说,( )A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B.微分方程的各阶微分项的幂为1C.不能用微分方程表示D.系统总是稳定的7.系统方框图如图所示,则系统的闭环传递函数为( )A.G(S)H(S)1G(S)H(S)+B.G(S)-1H(S)G(S)⋅C. 1+G(S)·H(S)D.G(S)H(S)1G(S)+8.二阶系统的传递函数为4)0.5)(s (s 10++,则系统增益为( )A.10B.0.5C.4D.59.若系统的单位脉冲响应为e -2t +2e -t ,则系统的传递函数为:( )A.1s 22s 1+++ B.1s 2s 32++ C.s2e 2s 1-+ D.se 1s 1-+ 10.某系统的传递函数为2)1)(s (s 5++系统的零极点为( )A.极点s 1=-1, s 2=-2,零点s 3=5B.极点s 1=1, s 2=2C.极点s 1=-1, s 2=-2D.极点s 1=1, s 2=2,零点s 3=-511.下列信号中,哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标( )A.单位阶跃B.单位脉冲C.单位斜坡D.单位正弦 12.系统如图 ,其稳态误差定义为( )A.e ss =0s lim →SG(S) B.e ss =∞→s lim te(t)C.e ss =∞→t lim e(t) D.e ss =0t lim →e(t)13.某系统传函数为G(s)=τ+s k,则转角频率为( ) A.τ1B.τC.k/τD.k τ 14.控制系统中( )A.系统型次越高,增益K 越大,系统稳定误差越大B.系统型次越高,增益K 越大,系统稳定误差越小C.系统阶次越高,增益K 越大,系统稳定误差越小D.系统阶次越高,稳态误差越大15.在设计控制系统时,稳定性判断( )A.不必判断B.绝对必要C.有时是必要的D.根据系统而定 16.系统的正弦响应是指( )A.不论输入为何种信号,输出都为正弦时的情况B.对系统输入一系列不同频率正弦信号时,输出的响应变化情况C.对系统输入一个固定的频率正弦信号时,输出的响应变化情况D.对系统输入一系列幅值不同的正弦信号时,输出的响应变化情况 17.劳斯判据应用于控制系统稳定性判断时是针对( )A.闭环系统的传递函数B.开环系统的传递函数C.闭环系统中的开环传递函数的特征方程D.闭环系统的特征方程 18.为了增加系统的稳定性裕量,可以( )A.减小系统的增益B.增大系统的增益C.减小输入信号D.使用开环系统 19.所谓校正(又称补偿)是指( )A.加入PID 校正器B.在系统中增加新的环节或改变某些参数C.使系统稳定D.使用劳斯判据20.二阶振荡环节G(s)=2nn 22ns 2s ω+ζω+ω的幅频特性( )A.ζ越大,谐振峰越高B.ζ越小,谐振峰越高C.ωn 越小,谐振峰越高D.ωn 越大,谐振峰越高 二、填空题(每空0.5分,共10分)21.闭环系统是指系统的________对系统有控制作用,或者说,系统中存在________的回路。
机械工程控制基础考试题及答案
机械工程控制基础考试题及答案Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】填空题(每空1分,共20分)1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理,而非线性控制系统则不能。
2.反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。
3.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差e ss =∞___。
4.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时,系统是稳定的。
5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。
6.线性定常系统的传递函数,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2)(1a s +。
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__相频特性__。
9.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,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e ss =__0__。
12.0型系统对数幅频特性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21s 。
14. 根据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可以概括为三个方面:稳定性、__快速性__和准确性。
16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定,与__输入量、扰动量__的形式无关。
17. 决定二阶系统动态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w n 。
18. 设系统的频率特性G(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(jω)|=)()(22w I w R 。
年秋季《机械工程控制基础》试卷C及其答案
机械控制工程基础课程考试试卷课程名称: 机械控制工程基础1;试卷编号:C 卷;考试时间:120分钟;考试形式:闭卷 试卷得分表题 号 一二三四五六总 分应得分 实得分一、填空( 每小题4分,共20分) 得分 评卷人复查人1、某系统传递函数为21s ,在输入t t r 3sin 2)( 作用下,输出稳态分量的幅值为 。
2、谐波输入下,系统的 响应称为频率响应。
3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S 平面的极点数有 个。
4、控制系统的基本要求主要有: , , 。
5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上 的 线。
二、选择题( 每小题3分,共30分 )1、关于反馈的说法,正确的是( )A .反馈实质上就是信号的并联B .反馈都是人为加入的C .正反馈就是输入信号与反馈相加D .反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法,正确的是( )A .每个系统只有一种数据模型B .动态模型在一定条件下可简化为静态模型学院 专业班级 年级姓名 学号装订线(答题不得超过此线)C .动态模型比静态模型好D .静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1,则该环节为( )A. 惯性环节B. 积分环节 C .微分环节 D .比例环节 4、系统的传递函数( )A .与外界无关B .反映了系统、输出、输入三者之间的关系C .完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为( )A .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间B .阶跃响应曲线达到稳定值的时间C .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间D .阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应,说法正确的是( )A .时间响应就是系统输出的稳态值B .由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C .由强迫响应和自由响应组成D .与系统初始状态无关 7、系统的单位脉冲响应函数为te t w 2.03)(-=,则系统的传递函数为( )A .2.03)(+=S s G B. 32.0)(+=S s GC .2.06.0)(+=S s G D .36.0)(+=S s G8、以下系统中,属于最小相位系统的是( ) A .s s G 01.011)(-= B .s s G 01.011)(+=C .101.01)(-=s s G D .)1.01(1)(s s s G -=9、一个线性系统稳定与否取决于( )A .系统的结构和参数B .系统的输入C .系统的干扰D .系统的初始状态 10、一个系统稳定的充要条件是( )A .系统的全部极点都在[S]平面的右半平面内B .系统的全部极点都在[S]平面的上半平面内C .系统的全部极点都在[S]平面的左半平面内D .系统的全部极点都在[S]平面的下半平面内三、系统结构图如下图所示,求)()(s R s Y (15分) 得分 评卷人复查人四、系统在静止平衡状态下,加入输入信号t t r +=1)(,测得响应为9.09.0)(10+-=-tet t C试求系统的传递函数。
机械工程控制基础考试题完整版1
机械控制工程基础一、填空题1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理,而非线性控制系统则不能。
2.反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。
3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类,控制系统可分为开环_控制系统、_闭环控制系统。
4. 根据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。
5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号,则称此系统为离散(数字)控制系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述。
6. 根据控制系统元件的特性,控制系统可分为线性 控制系统、 非线性_控制系统。
7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。
8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、 快速性 和准确性。
9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。
10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ,并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。
12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后,从初始状态到最终稳定状态的响应过程。
13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s。
15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1 。
16.在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差 ∞ 。
17. I 型系统G s Ks s ()()=+2在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,稳态误差为 ∞ 。
18. 一阶系统11Ts +的单位阶跃响应的表达是Tte --1。
19.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼固有频率ωn 。
20. 二阶系统的典型传递函数是2222nn nw s w s w ++ξ。
(完整版)机械工程控制基础期末试卷+答案2
一. 填空题 (每小题 2.5 分,共 25 分)1. 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 和 。
2. 按系统有无反馈,通常可将控制系统分为 和 。
3. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 、 等。
4.反映出稳态响应偏离系统希望值的程度,它用来衡量系统 的程度5. 一阶系统 1的单位阶跃响应的表达是 。
Ts 16. 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 。
7. 频率响应是线性定常系统对 输入的稳态响应。
8. 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数,而且与 的类型有关。
9. 脉冲信号可以用来反映系统的 。
10. 阶跃信号的拉氏变换是 。
图 1 为利用加热器控制炉温的反馈系炉统温(控制系10统分)图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成,且画出原理方框图,说明 其工作原理。
三、如图 2 为电路。
求输入电压 u i 与输出电压 u 0之间的微分方程, 并求该电路的传递函数 ( 10 分)ui R u 0ui C Ru(a )(图b )2uiLCu(c )+热电偶 - +-U功放率大自偶调 压器电U g给定毫伏信号 U e电压 放加热器220Vf 减-速器可逆 电机四、求拉氏变换与反变换(10 分) 1.求l [0.5 te t](5 分)1 2.求l 1[ 3s(s 1)(s 2) ](5 分)五、化简图 3 所示的框图,并求出闭环传递函数(10 分)机械工程控制基础期末试卷X O(S) 图3机械工程控制基础期末试卷六、图 4 示机械系统由质量 m、阻尼系数 C、弹簧刚度 K 和外力f (t)组成的机械动力系统。
图 4(a)中x o(t)是输出位移。
当外力f (t)施加 3 牛顿阶跃力后(恒速信号),记录仪上记录质量 m 物体的时间响应曲线如图 4( b )所示。
试求:1)该系统的微分方程数学模型和传递函数;(5 分)2)该系统的自由频率n、阻尼比;(2 分)3)该系统的弹簧刚度质量 m、阻尼系数 C、弹簧刚度 k;(3 分)4)时间响应性能指标:上升时间t s 、调整时间t r 、稳态误差e ss(5 分)。
(完整word版)广东工业大学机械工程控制基础试卷和答案
30)时,试求系统的频率特性及稳态输出。
试绘制传递函数()
G s=
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50)时的稳态输出。
+
)1
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历年机械工程控制基础试题及答案
全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号内。
每小题1。
5分,共30分)1。
控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定,输入不确定,求系统的输出B.系统已定,输入已知,求系统的输出(响应) C 。
系统已定,规定系统的输入D.系统不定,输入已知,求出系统的输出(响应)2.f (t )如图所示 则L[f (t)]为( )A 。
s 1e -2tB 。
s 2e —2sC 。
s 1e —2sD 。
s1e -ts3.已知F (s )=1)s(s 1+,则L —1[F (s)]为( )4。
已知F(s)=L[f(t )],若F (s )=12s s 12++,则f(t )|t ∞→=?( )A 。
21 B 。
1 C 。
31D.0 5。
下列系统中为线性系统的微分模型为:( )A.dt)t (dx )t (x )dt )t (dx (12dt )t (x d 16i 020202=++ B 。
)t (x )t (x 24dt)t (dx 12dt )t (x d 16i 00202=++C 。
)t (x )t (x 24dt)t (dx 12)dt )t (x d (16i 002202=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt)t (dx 12e dt )t (x d 16i 00t 202=⋅+⋅+ 6。
对于定常控制系统来说,( )A 。
表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B 。
微分方程的各阶微分项的幂为1C 。
不能用微分方程表示D 。
系统总是稳定的7。
系统方框图如图所示,则系统的闭环传递函数为( )A.G(S)H(S)1G(S)H(S)+B.G(S)-1H(S)G(S)⋅C. 1+G (S)·H (S) D 。
G(S)H(S)1G(S)+8。
二阶系统的传递函数为4)0.5)(s (s 10++,则系统增益为( )A 。
机械控制工程基础试题及答案
机械控制工程基础试题及答案一、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)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3. 222)]([b s b s t f L ++=,则)(t f A bt b bt cos sin + B bt bt b cos sin +C bt bt cos sin +D bt b bt b cos sin +4.已知 )(1)(a s s s F +=,且0>a ,则)(∞f A 0 B a 21 C a1 D 1 5.已知函数)(t f 如右图所示,则 )(s FAs s e s e s --+2211 B s se s s 213212+-- C )22121(1332s s s s se e e se s------+ D )221(1s s s e e s e s ----+ 6.某系统的传递函数为 )3)(10()10()(+++=s s s s G ,其零、极点是 A 零点 10-=s ,3-=s ;极点 10-=sB 零点 10=s ,3=s ;极点 10=sC 零点 10-=s ;极点 10-=s ,3-=sD 没有零点;极点 3=s7.某典型环节的传递函数为Ts s G =)(,它是A 一阶惯性环节B 二阶惯性环节C 一阶微分环节D 二阶微分环节8.系统的传递函数只与系统的○有关。
A 输入信号B 输出信号C 输入信号和输出信号D 本身的结构与参数9.系统的单位脉冲响应函数t t g 4sin 10)(=,则系统的单位阶跃响应函数为A t 4cos 40 B16402+s C )14(cos 5.2-t D 16102+s 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11+Ts 的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得,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)()()(21s G s G s G =,且已分别测试得到:)(1ωj G 的幅频特性)()(11ωωA j G =,相频)()(11ω?ω=∠j G)(2ωj G 的幅频特性2)(2=ωj G ,相频ωω1.0)(2-=∠j G 则A )(1.011)(2)(ωω?ωωj e A j G -?=。
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(2分)
(3)根据叠加原理,可求得系统的输出
(2分)
评分标准:(1)按答案后的分值给分;
(2)能求出输出的拉斯变换的可得4分;
(3)输出项的系数错的,根据错的系数个数进行扣分;
五、(10分)已知系统的传递函数方框图如下图所示,当输入 时,系统的稳态误差 。求 值。
解:系统为单位反馈系统,其开环传递函数为:
答: 相频 ,幅频: (1分)实部为 ,虚部为 (1分)
关键点: 时, ,实部为 (1分)
时, (1分)
(2分),
图形不包围(-1,j0)点(2分)系统开环函数也没有不稳定的极点 。(2分),系统是稳定的。(1分)
七、(10分)试绘制传递函数 的系统的对数幅频特性曲线。
八、(10分)系统的传递函数方框图如下图所示,已知 ,试求闭环系统的传递函数,并用Routh判据判断系统稳定时的K的取值范围。
九、已知两个系统的开环传递函数的Nyquist图如下图所示,试用Nyquist判据判断系统是否稳定?并说明判断的理由(其中,p、v分别为系统开环传递函数的不稳定极点的个数和积分环节的个数)。
4.由于解法并不唯一,采用其它变化方法或梅逊公式的,结果正确也可给满分,结果错误的参照评分标准1给分。
四一阶系统响应
四、(10分)已知某控制系统的传递函数为 ,试求 时该系统的输出 。
解:Байду номын сангаас1)求输入 时系统的输出
(1分)
(1分)
对 进行拉氏反变换可求得
(2分)
(2)求输入 时系统的输出
(1分)
(1分)
八、(10分)已知系统的传递函数 ,试用Routh判据求系统稳定时 的取值范围。
答:系统的传递函数为: (1分)
其特征方程 (1分)
建立Routh表格:
(第一列每个1分)
根据Routh判据要求: (2分)
则可得到: (2分)
九、(10分)已知系统的开环传递函数 ,试作出Nyquist图,并判断系统是否稳定?
扣分细则:
1.若没有写出频率特性 ,扣1分。
2.在化为标准形式时,若思路正确,结果错误,扣1分。
3.在画对数幅频特性图时,若转角频率的标注位置有明显错误,扣1分。直线的斜率明显不对,扣1分。在转角频率处,曲线不转折,扣1分。若曲线的形状基本正确,但画图时,将应该在横轴之上的曲线画在横轴之下,扣1分。若曲线的形状基本正确,但坐标轴的信息标识不清楚,扣1分。
评分标准:幅度和相位各1.5分,如果不计算开根号和反三角函数,则必须和第二个等号后的式子完全一致;如果计算出小数,则要求小数点后1位符合即可,同时需要检查是否有中间过程,不能体现频率特性求解稳态响应的过程,结果正确也扣2分。
七、(10分)试绘制传递函数 的系统的对数幅频特性曲线。
解:(1)化为标准形式
(2分)
(2)频率特性为: (1分)
(3)各环节的转角频率为:
导前环节 的转角频率为: (1分)
惯性环节 的转角频率为: (1分)
惯性环节 的转角频率为: (1分)
(4)对数幅频特性图如下:(4分)
评分标准:按步骤给分。在化为标准形式时,若直接从频率特性 得出,第(1)、(2)步得满分。在画图时,若有思路,但结果错误,根据画图的情况考虑给1分或2分。
(a) (b)
附录:拉氏变换表
序号
时间函数
拉式变换
1
1
2
1
3
4
5
三、(10分)解:
(2分)
(2分)
(2分)
(4分)
评分标准要点:
1.阅卷人员对照标准答案,按步骤评分。
2.若认为与某一步骤相似,即可给该分数;若认为某一步骤不完全正确,可按步骤减去一至二分,以后步骤均不给分。
3.步骤不完整,但是结果正确的,也可给满分;结果错误的,只给出正确的步骤分。
(2分)
系统的开环增益 ,积分环节个数 ,为“I”型系统。(1分)
“I”型系统对单位斜坡输入信号的稳态偏差
。(2分)
则对斜坡输入信号 的稳态偏差则为
(2分)
由于该系统为单位反馈系统,则有
(2分)
解得
(1分)
评分标准:(1)按答案后的分值给分;
(2)不说明稳态误差与稳态偏差关系的扣1分;
(3)输入系数错导致结果为200,扣2分;
六、(10分)系统的传递函数为 ,(1).求系统的幅频特性和相频特性;(2).当作用输入信号 时的稳态输出。
解:(1)求频率特性(共6分)
(2分,如果未写此式,后续特性正确则将2分分解加入两个特性中),
幅频特性 为: (2分)
相频特性 为: (2分)
(2)求稳态输出
由输入知: ,所以,(1分)
(3分)
三、(10分)通过方框图的等效变换求取如下图所示系统的传递函数C(s)/R(s),并绘制主要步骤的方框图。
四、(10分)已知某控制系统的传递函数为 ,试求 时该系统的输出 。
五、(10分)已知单位反馈系统的开环传递函数 。当系统的输入信号为 时,求系统的稳态误差?
六、(10分)设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 ,当作用输入信号 时,试求系统的频率特性及稳态输出。