机械控制工程试题 答案
机械工程控制基础试卷及答案
第1页（共9页）《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/s2+1/s 或者（1+s ）/s2 。
3.二阶系统的极点分别为s1=−0.5,s2=−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 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 , 其中 为系统的 无阻尼固有频率 , 当 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 ＝ 。
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业班级： 姓名： 学号：……………密………………………………封………………………………线…………………………第2页（共9页）之差统称为频率特性。
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 。
大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1满分答案
大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1满分答案大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1一、单选题（共10道试题，共60分。
）1.系统的截止频率越大则（）A.上升时间越小B.上升时间越大C.稳态误差越小D.快速性越好正确答案：A2.下面系统各环节的连接方式不对的是（）A.串联连接B.并联连接C.反馈连接D.混合连接正确答案：D3.XXX图上以原点为圆心的单位圆对应于伯德图上面的（）A. 5dB线B. 3dB线C. 1dB线D. 10dB线正确答案：C4.某二阶系统阻尼比为2，那么系统阶跃响应是（）A.等幅振荡B.单调衰减C.振荡衰减D.振荡发散正确答案：B5.单位负反馈的开环传递函数为G(s)，则其闭环系统的前向传递函数与（）A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.误差传递函数相同D.开环传递函数相同精确答案：D6.求线性定常系统的传递函数条件是（）A.稳定条件B.零初始前提C.稳态前提D.瞬态前提正确答案：B7.控制框图的等效变换原则是变换前后（）A.输入量和反馈量保持不变B.输出量和反馈量保持不变C.输入量和干扰量保持不变D.输入量和输出量坚持不变精确答案：D8.下面基本函数的传递函数不包括（）A.积分环节B.一阶微分环节C.扩大环节D.延时环节精确答案：C9.一般开环控制系统是（）A.不稳定系统B.时域体系C.频域体系D.稳定系统精确答案：D10.微分环节是高通率坡起，将使系统（）A.增大干扰误差B.减小干扰误差C.增大阶跃输入误差D.减小阶跃输入误差精确答案：A大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1二、多选题（共5道试题，共20分。
）1.有关频率特性，下面说法正确的有（）A.能够看出幅值和相位随着频率变化 B.对数频率特性图是通用形式之一 C.对数幅相特性图是通用形式之一D.无法判断精确答案：ABC2.体系的误差可以分为（）A.稳态误差B.瞬态误差C.动态误差D.静态误差精确答案：AC3.频率特性不包括（）A.幅频特性B.延迟特性C.相频特性D.脉冲特性精确答案：BD4.允许误差的百分比通常取（）A. ±5%B. ±2%C. ±20%D. ±15%正确答案：AB5.可以表征体系动态特性的有（）A.频率特性B.惯性特性C.微分方程D.积分方程正确答案：ACD大工15秋《机械控制工程基础》在线作业1三、判断题（共5道试题，共20分。
机械控制工程基础复习题及参考答案
机械控制工程基础复习题及参考答案Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT一、单项选择题：1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为A. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2． 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 A ．越长 B ．越短 C ．不变D ．不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关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4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为A ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0°5．设积分环节的传递函数为G(s)=s1，则其频率特性幅值M(ω)=A. ωKB. 2K ω C. ω1D.21ω6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。
当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为A. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7．拉氏变换将时间函数变换成A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将A.增加B.减小C.不变D.不定9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下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10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是A.ω+s 1B.22s ω+ωC.22s s ω+D. 22s 1ω+11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)=A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的A ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程14. 主导极点的特点是 A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近15．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为A ．)s (G 1)s (G +B ．)s (H )s (G 11+C ．)s (H )s (G 1)s (G +D ．)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题：1．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__ __。
机械控制工程基础复习题及参考答案
一、单项选择题：1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 DA. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2． 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 BA ．越长B ．越短C ．不变D ．不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ CA.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4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 CA ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)=s1，则其频率特性幅值M(ω)= C A.ωKB. 2K ωC. ω1D. 21ω6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。
当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 BA. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7．拉氏变换将时间函数变换成 DA ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 AA.增加B.减小C.不变D.不定9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 DA ．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10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 CA.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= AA. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 AA. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 BA ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程14. 主导极点的特点是 DA.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近15．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 CA ．)s (G 1)s (G + B ．)s (H )s (G 11+C ．)s (H )s (G 1)s (G + D ．)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题：1．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 __。
3机械控制工程基础复习题及参考答案
一、单项选择题：1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为A. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2． 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间A ．越长B ．越短C ．不变D ．不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？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4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为A ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)=s1，则其频率特性幅值M(ω)= A.ωKB. 2K ωC. ω1D. 21ω6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。
当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为A. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7．拉氏变换将时间函数变换成A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将A.增加B.减小C.不变D.不定9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下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10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是A.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)=A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的A ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程14. 主导极点的特点是A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近15．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为A ．)s (G 1)s (G + B ．)s (H )s (G 11+C ．)s (H )s (G 1)s (G + D ．)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题：1．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__ __。
《机械控制工程》课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案
《机械控制工程》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.闭环控制系统的特点是条件中存在（C）。
A.执行环节B.运算放大环节C.反馈环节D.比例环节2.以下关于系统模型的说法正确的是（B）。
A.每个系统只能有一种数学模型B.系统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. BA.惯性环节B.积分环节C.微分环节D.比例环节4.单位加速度信号的拉氏变换为( D)A.1B.1/sC.1/s2D.1/s35.系统的幅值穿越频率是开环极坐标曲线与(B )A.负实轴相交处频率B.单位圆相交处频率C.Bode图上零分贝线相交处频率D.Bode图上－180°相位线相交处频率6.控制框图的等效变换原则是变换前后的(D )A.输入量和反馈量保持不变B.输出量和反馈量保持不变C.输入量和干扰量保持不变D.输入量和输出量保持不变7.某传递函数G(s)=K1+K2(1/s)+K3s，则它是由（D）组成的。
A.比例+积分环节B.比例+微分环节C.比例+惯性环节D.比例+积分+微分环节8.以下关于信息的说法正确的是（B）。
A.不确定性越小的事件信息量越大B.不确定性越大的事件信息量越大C.信号越大的事件信息量越大D.信号越小的事件信息量越大9.系统和输入已知，求输出，并对系统动态特性进行研究，称为（B）。
A.系统综合B.系统分析C.系统辨识D.系统设计10.某典型环节的传递函数是G(s)=1/s，则该环节为（B）。
A.惯性环节B.积分环节C.微分环节D.比例环节11.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环系统的前向传递函数与(C )A.反馈传递函数相同B.闭环传递函数相同C.开环传递函数相同D.误差传递函数相同12.线性定常系统的传递函数，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13.PID调节器的微分部分可以(A )A.提高系统的快速响应性B.提高系统的稳态性C.降低系统的快速响应性D.降低系统的稳态性14.对于一个确定的系统，它的输入输出传递函数是(A )A.唯一的B.不唯一的C.决定于输入信号的形式D.决定于具体的分析方法15.以下方法对可以增加系统相对稳定性的是（B）A.增加系统的开环增益B.减小系统的开环增益C.增加系统的型次D.减小系统的输入16.闭环控制系统的开环传递函数是(C )A.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比B.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C.反馈信号的拉氏变换与误差信号的拉氏变换之比D.误差信号的拉氏变换与反馈信号的拉氏变换之比17.PID调节器的比例部分主要调节系统的(A )A.增益B.固有频率C.阻尼比D.相频特性18.一个系统稳定的充要条件是（C）A.系统的全部极点都在[s]平面的右半平面B.系统的全部极点都在[s]平面的上半平面C.系统的全部极点都在[s]平面的左半平面D.系统的全部极点都在[s]平面的下半平面19.一阶系统的阶跃响应，(D )A.当时间常数T较大时有振荡B.当时间常数T较小时有振荡C.有振荡D.无振荡20.已知某环节频率特性的Nyquist图为一单位圆，则该环节的幅频特性为（B）A.0.1B.1C.10D.无法确定21.开环增益K增加，系统的稳定性（C）：A.变好B.变坏C.不变D.不一定22.开环控制系统的特点是（D）。
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 。
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．，则A BC D4．已知,且，则A 0BCD 15．已知函数如右图所示,则A BCD6．某系统的传递函数为,其零、极点是A 零点，；极点B 零点，；极点C 零点;极点，D 没有零点;极点7．某典型环节的传递函数为,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,则系统的单位阶跃响应函数为A B C D10．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,且已分别测试得到：的幅频特性,相频的幅频特性，相频则ABCD13．已知，其相频特性为A BC D14．若系统的Bode图在处出现转折(如图所示），其渐近线由转到，这说明系统中有一个环节是A BCD15．设某系统开环传递函数为：,则此闭环系统A 稳定B 不稳定C 临界稳定D 满足稳定的必要条件16．为开环频率特性幅值等于1时的相位角,则相位裕度等于A BC D17．系统的开环对数坐标图（Bode图)与极坐标图（Nyquist图)之间的对应关系为A Bode图上的零分贝线对应于Nyquist图上的点B Bode图上的线对应于Nyquist图的负实轴C Bode图上的负分贝值对应于Nyquist图负实轴上区间D Bode图上的正分贝值对应于Nyquist图正实轴18．若已知某系统串联校正装置的传递函数为,其中则它是一种A 相位滞后—超前校正B 相位滞后校正C 相位超前校正D 相位超前—滞后校正19．从某系统的Bode图上，已知其剪切频率,则下列串联校正装置的传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使系统稳态误差减至最小的是A BC D20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率处提供最大相位超前角的是A BC D二、简答题（1,2小题每题7分，3，4小题每题8分，共计30分)1．试求一阶系统的单位阶跃响应，画出近似响应曲线，并标出时间常数T的值。
《机械工程控制基础》试卷简答题答案（自考本科）
《机械工程控制基础》试卷简答题答案（自考本科）《机械工程控制基础》试卷简答题答案（自考本科）1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。
开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。
2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。
幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。
3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。
5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。
6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。
7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。
答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。
列出劳斯数列：s4 4s3 6 3s2 3 6s1 -25/3s0 6所以第一列有符号变化，该系统不稳定。
8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。
（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。
（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。
机械工程控制基础练习题及答案
选择题.1. 某环节的传递函数为G(s)=e-2s，它是( )。
A.比例环节B.延时环节C.惯性环节2. 系统的输出信号对控制作用的影响（）。
A. 开环有B. 闭环有C. 都有3. 若F(s)=421s+，则Lim f tt→0()=( )。
A. 4B. 2C. 04. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的直线，则其放大倍数K（）。
A. K 〉10B. K 〉1C. K 〉05. 对于系统的抗干扰能力（）。
A. 闭环强B. 开环强C. 两者一样6. 积分环节的频率特性与（）重合。
A. 负虚轴B.正虚轴C. 虚轴7. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的直线，则其放大倍数K（）。
A. K =1B. K 〉1C. K < 18. 传递函数是复变量s的有理真分式函数，分子的阶数m( )分母的阶数n 且所有系数均为实数。
A. 大于或等于B. 大于C. 小于或等于9. 线性系统稳定的充分必要条件是它的所有特征根具有（）的实数部分。
A. 负B. 正C. 零10. 系统的输出信号对控制作用的影响（）。
A. 开环有B. 闭环有C. 都有11.对于欠阻尼二阶系统,下列描述正确的的是（）。
A. 当ξ保持不变时，ωn 越大，系统的超调量σP越大B. 当ωn 不变时，阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大C. 当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的超调量σ越小12. 设单位反馈系统开环传递函数为G(s)=1/Ts,输入信号为r(t)=3t，则系统稳态误差ess等于（）。
A. TB. 3TC. 6T13. 惯性环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为（）dB/dec。
A. 20B. -40C. -2014. 振荡环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为（）dB/dec。
A. 20B. -40C. -2015. 下列校正环节的相位特征分别归类为相位超前校正的是（）。
A.P调节器B. PD调节器C. PID调节器16 当系统稳态性能不佳时，一般可采用以下措施改善（）。
机械控制工程基础复习题及答案
机械控制工程基础复习题11、 选择填空（30分，每小题2分）（下列各题均给出数个答案，但只有一个是正确的，请将正确答案的序号写在空白 处）1.1在下列典型环节中，属于振荡环节的是 。
(A) 101.010)(2++=s s s G (B) 101.01)(2++=s s s G (C) 101)(+=s s G 1.2系统的传递函数定义为在零初始条件下输出量的Laplace 变换与输入量的Laplace变换之比，其表达式 。
（A ）与输入量和输出量二者有关（B ）不仅与输入量和输出量二者有关，还与系统的结构和参数有关 （C ）只与系统的结构和参数有关，与输入量和输出量二者无关 1.3系统峰值时间p t 满足 。
（A ）0)(=pp o dt t dx （B ）)()(∞=o p o x t x （C ）)()()(∞⋅∆≤∞-o o p o x x t x其中，)(t x o 为系统的单位阶跃响应。
1.4开环传递函数为G (s )的单位反馈系统的静态速度误差系数的计算式为 。
(A) )(lim 0s G K s v →= (B) )(lim 2s G s K s v →=(C) )(lim 0s sG K s v →=1.5最大百分比超调量(%)p M 的定义式为 。
（A ）)()(max (%)∞-=o o p x t x M (B) %100)()()(max (%)∞∞-=o o o p x x t x M（C ）)()(max(%)t x t x M i o p = 其中，)(t x i 为系统的输入量，)(t x o 为系统的单位阶跃响应，)(max t x o 为)(t x o 的最大值。
1.6给同一系统分别输入)sin()(11t R t x i ω=和)sin()(2t R t x r i ω=这两种信号（其中，r ω是系统的谐振频率，1ω是系统正常工作频率范围内的任一频率），设它们对应的稳态输出分别为)sin()(1111ϕω+=t C t x o 和)sin()(222ϕω+=t C t x r o ，则 成立。
机械控制工程习题答案
答案：B 题 目 ： 当阻尼比为
时，系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。
分 析 与 提示：当阻尼比为零时，系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。
答案：零
题目：已知机械系统的传递函数为 G ( s )
4
，则系统的阻尼比是【
】
s2 s 4
A． 0.25
B． 0.5
C． 1
D． 2
分析与提示：二阶系统传递函数的标准形式为 G s
题 目 ： 系统的误差又可分为
和
。
分 析 与 提示：系统的误差又可分为稳态误差和动态误差。
答 案 ： 稳态误差、动态误差
题 目 ： 稳态误差是误差信号的
，其数学定义是
。
分析与提示：稳态误差是误差信号的稳态分量，其数学定义是 e ss lim e(t ) 。 t
答案：稳态分量、 e ss lim e (t ) t
A.上升时间 t r
B.峰值时间 t p
C.调整时间 t s
【】 D.超调量 M p
题目：设单位负反馈系统的开环传递函数为G s
1
ss
1
，求系统单位阶跃响应的上升时间 t
r
、峰
值时间 t p 、超调量 M p 和调整时间 t s 。
题目：要使下图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于 25%，峰值时间t p 为 2 秒，是确定 K 和 Kt
G s L w t L 10 e 0.2t 5e 0.5t
10
5
15 s 0 .4
s 0.2 s 0.5 s 2 0.7 s 0.1
（2）由于单位阶跃函数是单位脉冲函数的积分，因此单位阶跃响应就是单位脉冲响应的积分，即
t
t
期末复习题 机械控制工程考试试题与答案
复习题参考答案一、单项选择题1. 开环系统与闭环系统最本质的区别是（ A ）A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 2. 若f t t t (),,=⎧⎨⎩⎪00515≤＜≥，则L f t [()]=（ B ）A.e ss - B.e s s-5C.1sD.15s e s3. 已知f t t ().,=+051其L f t [()]=（ C ）A.s s +052. B.052.s C.1212s s + D.12s4. 若f t te t()=-2，则L f t [()]=（ B ）A.12s +B.122()s +C.12s -D.122()s - 5. 线性系统与非线性系统的根本区别在于（ C ）A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少 6. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（ B ）A.1051s + B.2051s s +C.10251s s ()+D.2s7. 二阶系统的极点分别为s s 12054=-=-.,，系统增益为5，则其传递函数为（ D ） A.2054(.)()s s --B.2054(.)()s s ++C.5054(.)()s s ++ D.10054(.)()s s ++ 8. 某系统的传递函数为2s 5)s (G +=，则该系统的单位脉冲响应函数为（ A ） ()R s ()C s 1051s +2sA.52e t -B.5tC.52e tD.5t9. 二阶欠阻尼系统的上升时间t r 定义为（ C ） A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间10. 系统类型λ、开环增益K 对系统稳态误差的影响为（ A ） A.系统型次λ越高，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 B.系统型次λ越低，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 C.系统型次λ越高，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 D.系统型次λ越低，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 11. 一系统的传递函数为G s KTs ()=+1，则该系统时间响应的快速性（ C ） A.与K 有关 B.与K 和T 有关C.与T 有关D.与输入信号大小有关12. 一闭环系统的开环传递函数为G s s s s s ()()()()=+++83232，则该系统为（ C ）A.0型系统，开环增益为8B.I 型系统，开环增益为8C.I 型系统，开环增益为4D.0型系统，开环增益为413. 瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（ B ） A.单位脉冲函数 B.单位阶跃函数 C.单位正弦函数 D.单位斜坡函数 14.二阶系统的传递函数为G s Ks s ()=++2212，当K 增大时，其（ C ） A.无阻尼自然频率ωn 增大，阻尼比ζ增大 B.无阻尼自然频率ωn 增大，阻尼比ζ减小C.无阻尼自然频率ωn 减小，阻尼比ζ减小D.无阻尼自然频率ωn 减小，阻尼比ζ增大15. 所谓最小相位系统是指（ B ）A.系统传递函数的极点均在S 平面左半平面B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左半平面C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面 16. 一系统的传递函数为G s s ()=+102，则其截止频率ωb 为（ A ） A. 2rad s / B.0.5rad s / C.5rad s / D.10rad s /17. 一系统的传递函数为G s Ks Ts ()()=+1，则其相位角ϕω()可表达为（ B ）A.--tg T 1ωB.-︒--901tg T ωC.901︒--tg T ωD.tg T -1ω18. 一系统的传递函数为G s s ()=+22，当输入r t t ()sin =22时，则其稳态输出的幅值为（ A ）A.2B.22/C.2D.419. 一单位反馈系统的开环传递函数为G s Ks s s ()()()=++12，当K 增大时，对系统性能能的影响是（ A ） A.稳定性降低 B.频宽降低 C.阶跃输入误差增大 D.阶跃输入误差减小 20. 一单位反馈系统的开环Bode 图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为-20dB dec/的渐近直线，且延长线与0dB 线的交点频率为ωc =5，则当输入为r t t ().=05时，其稳态误差为（ A ） A.0.1 B.0.2 C.0 D.0.5 21. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z P N =-中的Z 表示意义为（ D ） A.开环传递函数零点在S 左半平面的个数 B.开环传递函数零点在S 右半平面的个数 C.闭环传递函数零点在S 右半平面的个数 D.闭环特征方程的根在S 右半平面的个数22. 关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是（ B ）A.劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的B.乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的C.乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的D.以上叙述均不正确23.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ D ） A.截止频率ωb B.谐振频率ωr 与谐振峰值M r C.频带宽度 D.相位裕量γ与幅值裕量kg 24. 一单位反馈系统的开环传递函数为G s Ks s K ()()=+，则该系统稳定的K 值范围为（ A ）A.K ＞0B.K ＞1C.0＜K ＜10D. K ＞－1 25. 对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（ A ） A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性 B.中频段表征了闭环系统的动态特性 C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求26. 以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（ D ） A.上升时间t r B.调整时间t s C.幅值穿越频率ωcD.相位穿越频率ωg27. 当系统采用串联校正时，校正环节为G s s s c ()=++121，则该校正环节对系统性能的影响是（ D ）A.增大开环幅值穿越频率ωcB.增大稳态误差C.减小稳态误差D.稳态误差不变，响应速度降低 28. 串联校正环节G s As Bs c ()=++11，关于A 与B 之间关系的正确描述为（ A ）A.若G c (s)为超前校正环节，则A ＞B ＞0B.若G c (s)为滞后校正环节，则A ＞B ＞0C.若G c (s)为超前—滞后校正环节，则A ≠BD.若G c (s)为PID 校正环节，则A=0，B ＞0 29.适合应用传递函数描述的系统是：（ A ）A 、单输入，单输出的线性定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的定常系统；D 、非线性系统。
机械工程控制基础期末试卷+答案
机械⼯程控制基础期末试卷+答案控制⼯程基础期末试题⼀、单项选择题(本⼤题共10⼩题，每⼩题2分，，共20分)1.如果系统中加⼊⼀个微分负反馈，将使系统的超调量σp( )A.增加B.减⼩C.不变D.不定2.运算放⼤器具有_____的优点。
( )A.输⼊阻抗⾼，输出阻抗低B.输⼊阻抗低，输出阻抗⾼C.输⼊阻抗⾼，输出阻抗⾼D.输⼊、输出阻抗都低3.在伯德图中反映系统抗⾼频⼲扰能⼒的是( )A.低频段B.中频段C.⾼频段D.⽆法反映4.设开环系统频率特性G(jω)= ,当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=( )A. B.4 C. D.25.设开环传递函数G(s)H(s)= ,α>0,K>0，随着K增⼤，闭环系统( )A.相对稳定性变差，快速性不变B.相对稳定性变好，快速性不变C.相对稳定性不变，快速性变好D.相对稳定性变差，快速性变差6.对于⼀阶、⼆阶系统来说，系统特征⽅程的系数都是正数是系统稳定的( )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是7.开环传递函数为G(s)H(s)=, 则实轴上的根轨迹为( )A.〔－4,∞)B.〔－4,0〕C.(－∞,－4)D. 〔0,∞〕8.进⾏串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率的关系，通常是( )A.ωc=B.ωc>C.ωc<D.ωc与⽆关9.PID控制规律是____控制规律的英⽂缩写。
( )A.⽐例与微分B.⽐例与积分C.积分与微分D.⽐例、积分与微分10.⽐例环节的频率特性相位移θ(ω)=( )A.90°B.－90°C.0°D.－180°⼆、填空题(本⼤题共10⼩题，每⼩空1分，共15分)1.根轨迹全部在根平⾯的__________部分时，系统总是稳定的。
2.设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω)，则相频特性∠G(jω)=__________。
3.随动系统中常⽤的典型输⼊信号是__________和__________。
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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） 。
27
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X i ( s)
× -
1 s
k (s 1)(s 5)
X 0 ( s)
X 0 ( s) 1 Ts 1
图5
二. 填空题(每小题 2 分，共 20 分)
1 的单位阶跃响应的表达是 1 et / T 。 Ts 1
有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。
13
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机械工程控制基础模拟卷
一、选择题
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，求系统的输出（响应） 2. 已知机械系统的传递函数为 G( s) A. 0.25, 1, 1
f(t) k c m
x0(t)
x0 0.095 1.0 t 0 2 4
图 4（b）响应曲线
图 4(a) 机械系统 图4
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七、已知某系统是单位负反馈系统，其开环传递函数 Gk
10 ，则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单 5s 1
位恒速信号（斜坡信号）作用下的稳态误差 ess 分别是多少？（10 分）
ui
R C
(a)
u0
ui
C
R
(b)
图2
u0
ui
L C
(c)
u0
四、求拉氏变换与反变换 (10 分) 1． 求 [0.5 te ] （5 分）
t
2． 求
1
[
3s ] （5 分） ( s 1)( s 2)
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五、化简图 3 所示的框图，并求出闭环传递函数（10 分）
4 。 , 则系统的阻尼比、增益和放大系数是（） s s4
2
B. 0.5,4,1
C. 0.25,4,4
D.
0.5,1,4
3. 弹簧-质量-阻尼系统的传递函数为 1/（ms2+cs+k）,则系统的无阻固有频率 ωn 为（ ） A
k m
B
m
k
C
c
m
D
m
c
4. 对于定常控制系统来说（ A、 B、 C、
）
表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 微分方程的各阶微分项的幂为 1 不能用微分方程表示
D、 系统总是稳定的 5.微分环节反映了输入的变化趋势，可以应用于( A. 增加系统阻尼 B. 减小系统阻尼 C. 减弱噪声的作用
14
)。
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D. 减小稳态误差
机
械
工
程
控
制
基
础
1
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2
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3
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4
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5
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6
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15
当阻尼比ξ大于 0 小于 1 时，系统称为
系统，当阻尼比ξ =1 时， 系统称为
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系统。 三、计算题 1. 列出如右图所示的系统的微分方程，并推出传递函数。
2. 化简图示系统框图，并写出其传递函数
G3(s) + G1(s)
+ H1(s)
H2(s)
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六、
化简框图，并求出闭环传递函数
H2(S)
Xi(S) G1(S) G2(S)
G3(S)
XO(S)
H1(S)
图4
解： H2 Xi(s)
_ _
G1
+
Xo(s) G2 G3
H1/G3
Xi(s)
_ _
G1G2 G3 1 G2 G3 H 2
Xo(s)
f(t) k c m
x0(t)
x0 0.095 1.0 t 0 2 4
图（b）响应曲线
图(a) 机械系统 解答：
解：1）对于该系统有：
0 t cx 0 t kx0 t f t m x
故
Gs
1 ms 2 cs k
2）求 k 由 Laplace 变换的终值定理可知：
H2(S)
Xi(S) G1(S) G2(S)
G3(S)
XO(S)
H1(S)
图3
25
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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
xo (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
10. PI 校正属于下面哪种校正方法： （ ） A 相位超前校正 C 相位滞后超前校正 B 相位滞后校正 D 无法确定
二、 填空题
1. 设计控制系统基于以下几个要求： 、 和 。
2. 传 递 函 数 可 定 义 为 ： 在 外 界 输 入 作 用 前 ， 输 入 、 输 出 的 初 始 条 件 为 3. 时，线性定常系统的 与 之比。 系统，当阻尼比ξ=0 时，系统称为 系统，当阻尼比ξ大于 1 时系统称为
+ +
G2(s)
图 4 3. 已知传递函数如下图所示，求单位阶跃响应的最大超调量 Mp 和峰值时间 tp
4.已知单位反馈系统的开环传递函数为:
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GK ( s)
500 ，求单位阶跃和单位斜坡函数输入作用下的稳态误差 s( s 1)(s 5)
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） 。
反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统
1 的单位阶跃响应的表达是 Ts 1
。 。
有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频率响应是线性定常系统对 输入的稳态响应。
稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 脉冲信号可以用来反映系统的 阶跃信号的拉氏变换是 。 。
的类型有关。
炉温控制系统 二． 图 1 为利用加热器控制炉温的反馈系统（ 10 分）
s 0
C lim E ( s)
s
D lim sE1 ( s)
s
8. 比例环节的对数幅频特性曲线是一条（ A.水平线 B.垂直线
） 。 D.斜率为-10db/dec 的直线
C.斜率为-20db/dec 的直线 ）
9. 所谓校正（又称补偿）是指（ A、加入 PID 校正器 C、使系统稳定
B、在系统中增加新的环节或改变某些参数 D、使用劳斯判据
x0 lim x0 t lim s X 0 s
t s 0
lim s
s 0
1 3 ms cs k s
2
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而 x0 =1.0，因此 k=3. 求 m， 由 M p
3 k
x0 t p x0 x0
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一. 填空题(每小题 2.5 分，共 25 分)
1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 10. 一阶系统 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 和 、 和 。 。 等。 的程度。
H1/G3
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Xi(s)
G1G2 G3 1 G2 G3 H 2 G1G2 G3 G1G2 H 1
Xo(s)
七、图示机械系统由质量 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(a)中 xo (t ) 是输出位移。当外力 f (t ) 施加 3 牛顿阶跃力后，记录仪上记录质量 m 物体的时间响应曲线如（b）图所 示。试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(4 分) 2）该系统的弹簧刚度质量 m、阻尼系数 C、弹簧刚度 k； （3 分） 3）时间响应性能指标：上升时间 t s 、调整时间 t r 、振荡频数 N 、稳态误差 e ss （5 分） 。
10． 11． 12． 13． 14． 15． 16． 17． 18． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 和准确性。 闭环控制系统 。