机电控制工程基础期末复习答案.docx
国家开放大学电大本科《机电控制工程基础》2023-2024期末试题及答案(试卷代号：1116)
国家开放大学电大本科《机电控制工程基础»2023-2024期末试题及答案（试卷代号：1116）一、选择题（每小题4分，共32分）I.系统传递函数为W （2 .输入为m 位阶跃函数时•输出拉氏变换>3为《Eu u ---D. 2W(s)2.某二阶索就的特征眼为的个纯煨根.则诙系统的单位阶跃响成为《B. 等幅振荡93.单位依反馍系.统开环传函为（；（5）= ；7E ），系统的阴豺L 顷A. 3D. 0,33I. 2r 的拉氐变换为（A ，7+1。
答3 *5 5位负反裕系统的开环传逆函数为 m 由土矛则此系统在单位阶妖函数输人F 的代态误差为（ ifA.. 0. 25B ・I C 0□T6.单位脉冲两教的fi 氏变横为《"A. 1&1/卷仁2D ・2/s「•单位俐椅M 的肝环传"钦为以* 而顽雨 思轨迹的分支敬如'A. 1R2 C 3D ，」&辆的也诚涌散《，（-一「5 '）3二K "系统的憎监和型次为（"A. 5<2*5/44C. 5.4二、判断题（每小题3分，共30分）9.单位阶既函数的担器拉斯变换靖果是】・（）A.单凋上升11 5川・410. 归仇反波沽构的禁筑,其前间通■传谛甬数为的伸递两散为YHJ）•蛔系统的开环佑逢函效为Gu）〃（Q.闭环传还函牧为而而7?77?《）11. «_阶系统的特彼18 ■两个4有仇实部的共泥其根・则设系境的单位阶职响应,我表现为等悟娠膀.（）12. 系汩【环对敬幅楠特吐的依切!段仔映第境的措态性0（>13. 系•统的传递函一牲为（*，）=膘:彳,则傻系统零点为顷点为，°・—2.（）“・任处驰控;M理论中代用的检M系院数学授也有微分方程、传递函数、顿曜特件罪・（）以叩〕调》中的T指的积分控制器.（）0理想貌微分环打对枚WJ频待性曲级是一条斜率为"MHE M的在线，（,17-城忤系统和非线性系统的根本区别在于技性系统汹足迭如晚珂.彬愤忤争琉f擂兄迭加原理「K）•«•甘控制系统的三个基本要求是栓定、准确豪快速（）三、综合题（38分）19. （15分）已知系统框图如图所示，试求：（1）系统的特征参数（阻尼比和无阻尼自振荡角频率）；（2）简要评价该系统的动态性能；（3）写出系统的闭环传递函数。
电大《机电控制工程基础》期末复习模拟试题考试题库资料汇总小抄
机电控制工程基础模拟试题一、填空(每小题3分，共15分)1．有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为——。
2．单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是——。
3．如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是——系统。
4．控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。
瞬态过程是指系统从——到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于——时系统的输出状态。
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——系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。
二、单项选择(每小题3分，共15分)2．传递函数表示了一个( )。
A．时滞环节B．振荡环节C．微分环节D．惯性环节3．已知系统输出的拉氏变换为，那么系统处于( )。
A．欠阻尼B．过阻尼C．临界阻尼D．无阻尼4．脉冲函数的拉氏变换为( )。
A．0B．∞C．常数D．变量5．理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为( )。
A．20dB／dec，通过ω=1点的直线B．一20dB／dec，通过ω＝1点的直线C．一20dB／dec，通过ω＝0点的直线D．20dB／dec，通过ω=0点的直线三、判断题(10分)1．一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部。
( )(3分) 2．系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输出。
( )(3分)3．由Z反变换能求出采样函数脉冲序列的表达式。
( )(4分)四、(20分)设单位反馈系统的开环传递函数：，试求单位阶跃响应的性能指标&%及t s(5％)。
五、(20分)六、(20分)已知某单位反馈系统开环传递函数为及其校正前和校正后的对数幅频特性曲线如图所示。
试求：(1)画出串联校正环节对数幅频特性曲线，并写出传递函数G c(s)(2)写出校正后开环传递函数G c(s)·G0(s)(3)校正后相角裕量r(w c)=?(参考答案)一、填空(每小题3分，共15分)1．复合控制系统2．1/s3．稳定4．初始状态∞5．离散二、单项选择(每小题3分，共15分)1．C 2．A 3．C 4．C 5．A三、判断题(10分)1．错误。
机电控制工程基础期末考试复习题库
第一章习题答案一、简答1．什么是自动控制?就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量（输出量)准确地按照给定的规律(输入量）运行或变化.2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求可归结为稳定性;准确性和快速性。
3．什么是自动控制系统？指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。
它一般由控制装置和被控制对象组成4．反馈控制系统是指什么反馈？反馈控制系统是指负反馈。
5．什么是反馈?什么是正反馈？什么是负反馈？反馈信号(或称反馈）：从系统（或元件）输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件）输入端，这就是反馈信号。
当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。
反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈.6．什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统（或闭环控制系统）。
7．控制系统按其结构可分为哪3类？控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
8．举例说明什么是随动系统。
这种系统的控制作用是时间的未知函数,即给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量）的变化,这样的系统称之为随动系统。
随动系统应用极广，如雷达自动跟踪系统,火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。
9．自动控制技术具有什么优点？⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量;⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产,深水作业以及火箭或导弹的制导等等.在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程二、判断1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制. 正确2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。
机电控制工程基础课后习题答案左健民
机电控制工程基础课后习题答案第一章：引论1.题目问题：简述机电控制工程的基本概念和发展历程。
答案机电控制工程是一个交叉学科，它涉及机械工程、电气工程和控制工程等多个学科的知识与技术。
其基本概念包括机电系统、控制系统和传感器系统。
机电系统由机械设备、电气设备和控制设备组成，用来完成特定的运动任务。
控制系统由传感器、控制器和执行器组成，用来监测和控制机电系统的运行状态。
传感器系统负责采集、测量和传输机电系统的运行数据。
机电控制工程的发展历程可以分为三个阶段。
第一个阶段是机械、电气和控制等学科独立发展的阶段，各自在不同领域取得了一定的成就。
第二个阶段是机械、电气和控制等学科开始相互交叉融合的阶段，机电系统的概念逐渐形成。
第三个阶段是机电控制工程逐渐成为一个独立学科，形成了一整套完整的理论和方法体系。
第二章：电气与电子技术基础2.题目问题：简述直流电路的基本特点和常用电路元件。
答案直流电路是指电流方向恒定的电路。
其基本特点包括以下几个方面：•电流方向不变。
在直流电路中，电荷只能沿着一个方向移动，电流的方向不会发生改变。
•电压稳定。
直流电源提供的电压一般是恒定的，不会发生明显的波动。
•电阻内部不产生能量损耗。
电阻元件在直流电路中，不会消耗电能，只会产生热能。
常用的直流电路元件包括电容器、电感器和电压源。
电容器用来存储电荷，具有储能效果。
电感器则用来存储磁能，具有阻尼和滤波效果。
电压源是直流电路中常用的电源元件，用来提供稳定的电压。
第三章：电路理论与分析3.题目问题：简述电路的戴维南定理和诺顿定理。
答案戴维南定理和诺顿定理是电路分析中常用的方法，用于简化电路的计算和分析。
•戴维南定理：戴维南定理又称为戴维南-诺顿定理，它指出：任意一个由电压源、电流源和电路元件组成的线性电路，可以用一个等效的电流源和等效的内阻表示。
通过计算戴维南等效电流源和内阻，可以将复杂的电路简化为一个更容易分析的等效电路。
•诺顿定理：诺顿定理是戴维南定理的一种特例，它用电压源和等效的电阻来表示电路。
简答练习机电工程控制基础.docx
简答练习1、什么是系统的时间响应？它有哪些部分组成？正确答案：在输入信号作用下，系统输岀随时间的变化过程称为系统的时间响应，一个实际系统的时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。
2、工程控制论的研究任务是什么？正确答案：工程控制论主要研究控制系统与英输入、输出Z间的动态关系。
其研究内容主要包括以下五个方面：(1)系统分析(2)最优控制(3)最优设计(4)滤波为预测(5) 系统辨识3、控制系统中常见基本环节冇哪些？正确答案：控制系统屮常见的环节有：比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、延时环节、振荡环节等六个基本环节。
一些复杂的系统可以由这些基本环节组合而成。
4、试比较开环控制系统与闭环控制系统有什么不同？正确答案：开环控制系统与闭环控制系统相比具有以下不同：a)没有反馈装置，结构简单。
b)在开环控制系统中不需要对输出量进行测量，每个输入量系统都冇一个固定的工作状态与之对应。
0若有扰动信号出现，系统将无法在规定的状态下工作。
或没有反馈，抗干扰能力差。
d)只能应用在没有扰动或对系统粕度要求不高的场合。
5、控制系统传递函数的特征根对控制系统的稳定性有何影响？正确答案：控制系统稳定的充分必要条件是系统特征力程的特征根全部具有负实部。
若系统冇一对特征根位于虚轴上或冇一极点位于原点，此时系统处于临界稳定状态。
若系统的特征根只有正实部则系统不稳定。
6、什么是控制系统的频率特性？正确答案：线性系统在正弦输入作用下，其稳态输出的幅值和相位随频率0)变化而变化。
称xo(co)/xi(co)和・arctan(co)为系统频率特性。
其中xo((o)/xi((o)称为幅频特性,-arctan(co)称为相频特性。
7、什么叫系统分析？正确答案：当系统已定、输入已知吋，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的育关问题。
8、什么是控制系统的零点、极点？它们对控制系统有何影响？正确答案：系统的传递函数G⑸是以复变量s作为自变量的函数。
《机电控制工程基础》资料整理
一、不定项选择题1. 控制系统的基本要求可归结为 D. 稳定性；准确性和快速性。
2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ B. 负反馈3. 以下控制系统按结构分类正确的是 A. 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统？4. 以下不属于随动系统的是 D. 恒温控制系统。
5. 自动控制技术可以实现以下 A. 极大地提高劳动生产率B. 提高产品的质量C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导。
6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使A. 生产过程B.被控对象的某一物理量准确地按照给定的规律运行或变化。
7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 C. 正反馈8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是 A. 反馈控制系统B.闭环控制系统9. 自动控制系统一般由 A. 控制装置和被控制对象组成。
10. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现以下A. 单调过程B. 衰减振荡过程C. 持续振荡过程D.发散振荡过程11. 单位斜坡函数的拉氏变换结果是( D. )。
12. 以下属于一阶系统的阶跃响应特点的是 D. 没有超调量？13. 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间叫 A. 上升时间14. 劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？D. 线性定常系统15. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ωn为 C. 216. 已知系统闭环传递函数为：则系统的超调σ％为 D.0.04317. 二阶系统的临界阻尼比是B. 118. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是( A. )19. 峰值超出终值的百分比叫 B. 超调量20. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ts（5％）是C.2.1s21. 在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应为 A. 振幅按指数规律衰减的简谐振荡22. 阶跃响应到达并保持在终值％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的％误差带来定义叫D. 调节时间23. 阶跃响应第一次达到终值的50％所需的时间叫B. 延迟时间24. 以下为二阶系统阻尼比，其中一定不稳定的是D. ζ≤025. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？A. 单调上升26. 已知系统闭环传递函数为：则系统的阻尼比ξ为 B.0.70727. 阶跃响应越过稳态值达到第一个峰值所需的时间叫C. 峰值时间28. 时间t满足什么条件时（系统的时间常数为T），一阶系统的阶跃响应值与稳态值之间的当误差为5%～2%。
机电控制工程基础(自动控制原理)重点知识点复习题库及解析
求与虚轴的交点
系统的闭环特征方程是： 0.5s3 1.5s2 s K 0
将s
j
代入上式中得：
0.53 1.5 2
K
0 0
解得： 2, K 3
根轨迹：
（２）系统对阶跃响应无超调，即此时闭环系统的特征根应为负实根，此时Ｋ的取值范围为：
0<K<0.1924 （３）加入比例微分环节后，系统的传递函数为： G' (s) K ( s 1)
幅频特性 ( jw) w10
9 13 102 40 j
0.09
相频特性： ( jw) arctan 40 25
87
cs (t) = 0.45sin(10t 45)
4、 用梅森公式求题一、4 图所示系统的传递函数 C(s) R(s) 。
C(s)
解：有一条前向通道 P(s) G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)
s0
1 s2
s(s
s(s 2)(s2 2)(s2 2s
2s 4) 4) 7(s
1)
8 7
当
r (t )
t2
1(t )
时，
R(s)
2 s3
， ess
lim s
s0
2 s3
s(s
s(s 2)(s2 2)(s2 2s
2s 4) 4) 7(s
1)
6、 已知某最小相位系统的开环渐进对数幅频特性曲线如题一、6 图所示，试写出对应的该
)
kx(t
)
l1 l2
F (t )
0
对微分方程式进行拉普拉斯变换得： mX (s) s2 fX (s) s kX (s) l1 F (s) 0 l2
以 X (s) 为输出函数， F (s) 为输入函数，可得传递函数：
机电控制工程基础试卷及答案(填空和判断)知识分享
机电控制工程基础试卷及答案(填空和判断)填空题1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。
3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。
4. I 型系统G s K s 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 ∞ 。
5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。
6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。
7. 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。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。
传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。
9. 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。
10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。
11. 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。
1．.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。
2．.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。
3．.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 动态结构图 频率特性等。
4．.稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。
机电控制工程基础期末复习题1
机电控制工程基础期末复习题 一、填空题(每空1分，共20分)1.机电系统的自动控制是指对（ ）采取一定的措施，使得在生产过程中（ ）对象的某些物理量准确的按照（ ）规律变化，其所有组成部分和环节构成自动控制系统。
2．把一个系统的输出信号经反馈回路变换后全部或部分的送回到输入端，与给定输入信号比较得到（___ _）信号，用该信号对系统进行控制系统成为（ ）系统。
3．对控制系统的共同要求一般可以归纳为（ ）性、（ ）性和准确性三个方面。
4、根据输入量的变换分类数控机床属于典型的（ ）控制系统。
5、时间域的数学模型一般用（ ）的表达形式。
6、当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是（____）时，该系统是稳定的。
7.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和（__ ）连接。
8、线性定常系统在（___ ）初始条件下时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比称为系统的（ ）函数。
9、函数t te t f 3)(-=的拉氏变换结果为F(S)=（ ）。
10、传递函数只与系统本身的（ ）结构和（ ）有关，表达了系统的固有特性，而与系统的输入信号无关。
11、当，当输入量发生突变时，输出量不能突变，只能按指数规律变换称为（ ）环节12、控制系统中含有两个独立的储能元件，存储的能量可以相互转换，从而导致系统带有振荡性质，称为（ ）环节。
21、由传递函数求频率特性时，只需要将传递函数G(S)中的（）用（）代替即可，然后转化为极坐标式。
28、频率特性的幅相图也称为奈奎斯特图，其定义是：在复平面上，()()()G j A ωωϕω=∠当频率由零变到无穷大时，的所有矢量的（ ）连成光滑的曲线，该曲线称为奈奎斯特图，经常利用开环频率特性的奈奎斯特图判别闭环系统是否（ ）。
29．惯性环节()1/(1)G s Ts =+其，频率特性的代数式()()()G j U jV ωωω=+, 实部()U ω=( )，虚部()V ω=( )，其奈奎斯特图是以（ ）为起点，（ ）为终点，圆心是（ ）半径是（ ）的下半圆位于第IV 象限。
机电控制工程基础期末复习题
机电控制工程基础期末复习题一、填空题(每空1分，共20分)1.机电系统的自动控制是指对（）采取一定的措施，使得在生产过程中（）对象的某些物理量准确的按照（）规律变化，其所有组成部分和环节构成自动控制系统。
2．把一个系统的输出信号经反馈回路变换后全部或部分的送回到输入端，与给定输入信号比较得到（___ _）信号，用该信号对系统进行控制系统成为（）系统。
3．对控制系统的共同要求一般可以归纳为（）性、（）性和准确性三个面。
4、根据输入量的变换分类数控机床属于典型的（）控制系统。
5、时间域的数学模型一般用（）的表达形式。
6、当且仅当闭环控制系统特征程的所有根的实部都是（____）时，该系统是稳定的。
7.框图中环节的基本连接式有串联连接、并联连接和（__ ）连接。
8、线性定常系统在（___ ）初始条件下时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比称为系统的（）函数。
9、函数t)(-=的拉氏变换结果为F(S)=（）。
f3tet10、传递函数只与系统本身的（）结构和（）有关，表达了系统的固有特性，而与系统的输入信号无关。
11、当，当输入量发生突变时，输出量不能突变，只能按指数规律变换称为（）环节21、由传递函数求频率特性时，只需要将传递函数G(S)中的（）用（）代替即可，然后转化为极坐标式。
28、频率特性的幅相图也称为奈奎斯特图，其定义是：在复平面上，()()()G j A ωωϕω=∠当频率由零变到无穷大时，的所有矢量的（ ）连成光滑的曲线，该曲线称为奈奎斯特图，经常利用开环频率特性的奈奎斯特图判别闭环系统是否（ ）。
29．惯性环节()1/(1)G s Ts =+其，频率特性的代数式()()()G j U jV ωωω=+, 实部()U ω=( )，虚部()V ω=( )，其奈奎斯特图是以（ ）为起点，（ ）为终点，圆心是（ ）半径是（ ）的下半圆位于第IV 象限。
30、振荡环节的传递函数222()/[2]nn n G s s s ωζωω=++当n ωω=时，()(),()()A ωϕω==；当 0.7071ζ<<，不出现（谐振峰值），0ζ<<0.707出现谐振峰值，这时()(),(),()()r r r A ωωϕω===。
机电控制工程基础试卷及答案
机电控制工程基础试卷及答案(填空和判断)(总5页)填空题1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。
3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。
4. I 型系统G s K s 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 ∞ 。
5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。
6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。
7. 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。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。
传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。
9. 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。
10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。
11. 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。
1．.对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。
2．.按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。
3．.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 动态结构图 频率特性等。
4． .稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。
《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438
十四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性 和串联校正装置的对数幅频特性 如下图所示，原系统的幅值穿越频率为 ：（共30分）
1、写出原系统的开环传递函数 ,并求其相角裕度 ，判断系统的稳定性；（10分）
2、写出校正装置的传递函数 ；（5分）
B、 无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定；
C、 如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定；
D、 当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。
49、关于系统频域校正，下列观点错误的是( )
A、 一个设计良好的系统，相角裕度应为45度左右；
B、 开环频率特性，在中频段对数幅频特性斜率应为 ；
D、 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
32、适合应用传递函数描述的系统是( )。
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。
33、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 ，则该系统的闭环特征方程为( )。
A、 B、
1、写出该系统的开环传递函数 ；（8分）
2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。（3分）
3、求系统的相角裕度 。（7分）
4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）
五、(8分)写出下图所示系统的传递函数 （结构图化简，梅逊公式均可）。
六、（共20分）设系统闭环传递函数 ，试求：
B、 F(s)的极点就是开环传递函数的极点
C、 F(s)的零点数与极点数相同
D、 F(s)的零点就是闭环传递函数的极点
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《机电控制工程基础》题库及答案一一、单项选择题（共15分，每小题3分）1．关于系统的传递函数，下述说法正确的是( )。
A．与输入信号有关B．与输出信号有关C．完全由系统的结构和参数决定D．和系统的结构和参数及输入信号有关2．比例环节的相频特性牛(∞)为( )。
A．900 B．-90。
C．00 D．-180。
3．一阶系统的阶跃响应特征为( )。
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4．某二阶系统阻尼比为0.2，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5．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．状态方程二、判断题（10分）三、填空题（共30分，每空2分）四、（10分）五、（25分）六、（10分）试题答案及评分标准供参考一、单项选择题（共15分，每小题3分）试题答案《机电控制工程基础》题库及答案三一、单项选择题（共15分，每小题3分）二、判断题（共10分）6．绘制根轨迹的依据是输入信号( )。
7．两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的阻尼比( )。
8．一阶系统的时间常数越小，系统的响应速度越快( )。
三、填空题（共30分，每空2分）四、（10分）五、（15分）六、（共20分）试题答案及评分标准（供参考）一、单项选择题（每小题3分，共15分）1. B2. A3. B4. C5. B《机电控制工程基础》题库及答案四一、单项选择题（每小题3分，共15分）5．频域分析法研究自动控制系统时使用的典型输入信号是( )。
机电控制工程基础期末复习答案
机电控制工程基础期末复习答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]《机电控制工程基础》课程复习资料及参考答案适用类别：电大成人脱产、成人业余一、选择题：1.作为控制系统，一般（）AA．开环不振荡 B. 闭环不振荡 C. 开环一定振荡 D. 闭环一定振荡2.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（）BA. 最优控制B. 系统辩识C. 系统校正D. 自适应控制3.反馈控制系统是指系统中有（）BA. 惯性环节B. 反馈回路C. 积分环节D. PID调节器4.开环系统与闭环系统最本质的区别是（）AA. 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5.若f = sin5(t-2)，则L [ f (t) ]=（）AA．22525ses-+B.2225sses-+C.2225sses+D.22525ses+6.L [ t2e-2t ] =（）CA.123()s-B.1a s a()+C.223()s+D.23s7.若F(s)=421s+，则Lim f tt→0()=（）BA. 4B. 2C. 0D. ∞8.下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（）DA.5252s+B.ss216+C.12s-D.12s+9.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）CA. 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10.某系统的微分方程为25()2()sin ()t x t x t t y t ω+⋅=，它是（ ）A A. 线性时变系统 B. 线性定常系统 C. 非线性系统 D. 非线性时变系统11.某环节的传递函数为()1G s Ts =+，它是（ ）CA ．积分环节 B. 微分环节 Ｃ．一阶积分环节 D. 一阶微分环节12.下面因素中，与系统稳态误差无关的是（ ）DA ．系统的类型 B. 开环增益 Ｃ．输入信号 D ．开环传递函数中的时间常数13.系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（ ）DA.1051s + B. 2s C. 10251s s ()+ D. 2051ss +14.图示系统的传递函数为（ ） BRLC u 2u 1A.1()1L R Cs ++ B. 211LCs RCs ++ C. 2()1L R Cs ++ D. 21L R Cs ++15.二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（ ）B A.2054(.)()s s -- B. 2054(.)()s s ++ C. 5054(.)()s s ++ D.10054(.)()s s ++16.二阶系统的传递函数为G(s)=341002s s ++,其无阻尼固有频率ωn 是（ ）BA. 10B. 5C. D. 2517.已知系统的传递函数为2100(0.11)(54)s s s ++，则系统的开环增益以及型次为（ ）AA ．25，Ⅱ型 B. 100，Ⅱ型 C. 100，Ⅰ型 D. 25，0型 18.设单位反馈系统的开环传递函数为()(1)(2)KG s s s s =++，则系统稳定时的开环增益K 值的范围是（ ） DA ．0 < K< 2B ．K > 6C ．1 < K < 2D ．0 < K < 6 19.利用奶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（ ）DA ．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20.若要增大系统的稳定裕量，又不能降低系统的响应速度和精度，通常可以采用（ ）CA ．相位滞后校正B ．提高增益C ．相位超前校正D ．顺馈校正二、填空题：1. 已知系统的传递函数为10()(10.5)sG s s s +=+，则系统的幅频特性为 。
机电控制工程基础试卷及答案(填空和判断)
填空题1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。
3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。
4. I 型系统G s K s 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 ∞ 。
5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。
6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。
7. 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。
8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。
传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。
9. 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。
10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。
11. 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。
1． .对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。
2． .按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。
3． .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 动态结构图 频率特性等。
4． .稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。
机电控制工程基础(自动控制原理)重点知识点复习题库及解析
2s 4)
4) 7(s
1)
R(
s
)
且 ess
lim sE(s)
s0
当 r(t)
1(t) 时， R(s)
1 s
， ess
lim s 1 s0 s
s(s
s(s 2)(s2 2)(s 2 2s
2s 4) 4) 7(s
1)
0
当 r(t)
t
1(t )
时， R(s)
1 s2
， ess
lim s
机电控制工程基础（自动控制原理）重点知识点复习题库及解析
一、计算下列各题
1、 函数 f (t) sin(5t ) 的象函数 F (s) _________________________。 3
答案：
F
(s)
0.866s s2
2.5 25
2、 如题一（2）图所示系统得传递函数 C(s) R(s) ___________________________。
2
，
d2
处分离角为
2
⑦求与虚轴交点：将 s j 代入闭环特征方程 D(s) s(s2 8s 20) 20K
得： 3 j 82 20 j 20K 0
3 20 0 82 20K 0
20 K 8
2
5
⑧根轨迹如图：
（3） 可知没有超调，即系统处于过阻尼或临界阻尼状态，系统的根轨迹为实轴上。
求与虚轴的交点
系统的闭环特征方程是： 0.5s3 1.5s2 s K 0
将s
j
代入上式中得：
0.53 1.5 2
K
0 0
解得： 2, K 3
根轨迹：
（２）系统对阶跃响应无超调，即此时闭环系统的特征根应为负实根，此时Ｋ的取值范围为：
机电控制工程基础综合练习解答
机电控制工程基础综合练习解答第一章习题答案一、填空1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做。
反馈解析：根据反馈的定义式填空。
2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为。
复合控制系统解析：根据定义式填空。
3.我们把输出量直接或间接地反馈到，形成闭环参与控制的系统，称作。
输入端闭环控制系统解析：根据定义式填空。
4.控制的任务实际上就是，使不管是否存在扰动，均能使的输出量满足给定值的要求。
形成控制作用的规律被控制对象解析：根据控制的基本概念和定义式填空。
5.系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的系统是系统。
稳定解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。
6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为和非线性控制系统。
线性控制系统解析：根据控制系统分类的基本概念来填空。
7、为了实现闭环控制，必须对量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除。
因此，整个控制系统形成一个闭合回路。
我们把输出量直接或间接地反馈到端，形成闭环,参与控制的系统，称作闭环控制系统。
输出偏差输入解析：根据闭环控制的基本概念和反馈的定义填空。
8、题图由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个控制系统。
1、不能开环解析：根据开环控制的基本概念填空。
9、如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统称为系统，否则为系统。
任何一个反馈控制系统能正常工作，系统必须是的。
稳定；不稳定；稳定解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。
二、选择1.开环与闭环结合在一起的系统称为。
（）A复合控制系统；B开式控制系统；C闭环控制系统；D连续控制系统答：A解析：根据复合控制系统的基本概念选择。
2.当时，闭环反馈控制系统输出的实际值与按参考输入所确定的希望值之间的差值叫。
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《机电控制工程基础》课程复习资料及参考答案适用类别：电大成人脱产、成人业余一、选择题：1.作为控制系统，一般（） AA ．开环不振荡 B. 闭环不振荡 C. 开环一定振荡 D. 闭环一定振荡2.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（） BA. 最优控制B. 系统辩识C. 系统校正D. 自适应控制3.反馈控制系统是指系统中有（） BA. 惯性环节B. 反馈回路C. 积分环节D. PID 调节器4.开环系统与闭环系统最本质的区别是（） AA.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5. 若 f = sin5( t-2) ，则 L [ f (t) ]= （）A5e 2sB.se 2 sC.se2 sD.5e2sA ．225225225225s s s s 6.L [ t 2e-2t ] = （） CA.1B.1C.222)3(s2) 3D. (s a(s a)s37.4，则 Lim f ( t) =（） B若 F(s)=2s 1t 0A. 4B. 2C. 0D. ∞8.下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（）DA.5 B.s C.1 D.1251622s2s2s s9.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）CA.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10.某系统的微分方程为5t 2&&&sin t y(t )，它是（）A x(t ) 2 x(t )A. 线性时变系统B. 线性定常系统C. 非线性系统D. 非线性时变系统11.某环节的传递函数为G(s)Ts 1 ，它是（） CA ．积分环节 B. 微分环节Ｃ．一阶积分环节 D. 一阶微分环节12.下面因素中，与系统稳态误差无关的是（）DA ．系统的类型 B. 开环增益Ｃ．输入信号 D ．开环传递函数中的时间常数13.系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（）D10B. 2sC.1020sA.12s(5s1)D.15s5s 14.图示系统的传递函数为（） BA.1B.11C. (L R)Cs21 D.L R(L R)Cs 1LCs 2RCs Cs21 15.二阶系统的极点分别为s105. , s24，系统增益为5，则其传递函数为（）BA.2 B.2 C.5 D.1005. )(s4)05.)(s4)( s 05. )( s 4)05. )( s4)(s(s( s16.二阶系统的传递函数为G(s)=3,其无阻尼固有频率ωn 是（）Bs1004s2A. 10B. 5C. 2.5D. 2517.已知系统的传递函数为100，则系统的开环增益以及型次为（） A s2 (0.1s1)(5s 4)A ． 25，Ⅱ型 B. 100 ，Ⅱ型 C. 100，Ⅰ型 D. 25，0型18.设单位反馈系统的开环传递函数为G (s)K，则系统稳定时的开环增益Ks( s1)(s2)值的范围是（） DA．0<K<2B．K>6C．1<K<2D．0<K<619.利用奶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（） DA ．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20. 若要增大系统的稳定裕量，又不能降低系统的响应速度和精度，通常可以采用（）CA ．相位滞后校正B ．提高增益C．相位超前校正D．顺馈校正二、填空题：1.已知系统的传递函数为G( s)10ss(1，则系统的幅频特性为。
0.5s)2.对于最小相位系统而言，系统的相对稳定性是指，相位裕量γ和幅值裕量K g都应该。
大于零3.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、和。
快速性准确性4.M p表示了系统的， t d、 t r及 t s表征了系统的。
相对稳定性灵敏性5.传递函数表示系统，与外界输入无关。
本身的动态特性6.若二阶系统的无阻尼振荡频率为n ，当系统发生阻尼振荡时，其振荡频率为。
7.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为，即系统的特征根必须全部在是系统稳定的充要条件。
负实根或负实部的复数根复平面的左半平面8.频率响应是系统对输入的稳态响应。
正弦9.频率特性包括和两种特性。
幅频相频10.某环节的传递函数为G(s)=e－2s，它是环节延时11.校正元件的作用是改善系统的性能。
控制12.闭环环控制系统的基本工作原理是不断地偏差并偏差。
检测纠正13.当系统的传递函数 G(s)10时，其极点为。
s 1s=-114.开环传递函数等于通道的传递函数和通道的传递函数的乘积。
前向反馈15.在伯德图上，幅值裕量表示为当系统和相频特性曲线达到时幅值距零分贝线的距离。
-180o16.极坐标图（ Nyquist 图）与对数坐标图（ Bode 图）之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于 Bode 图上的 _______线；极坐标图上的负实轴对应于Bode 图上的 _______线。
0 分贝-180o17.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间t s与阻尼比、 _______和 _______有关。
误差带无阻尼固有频率18.二阶系统的单位响应中，当阻尼比为零时，其振荡特性为。
等幅振荡19. 一个闭环系统的开环传递函数为G (s)H ( s)K，如果该系统稳定，则 Ks(s1)(2s 1)的取值范围为。
0<K<1.520. 前向通道传递函数为G( s)K，反馈为单位负反馈的闭环系统，使其系统稳定的临s1界K值为。
1三、简答题 :1.什么是稳态误差，并分析其与系统结构（类型）的关系。
答：控制系统的希望输出与实际输出之差；系统的结构不同，产生稳态误差不同（或系统的类别越高，误差越小）2.什么是频率响应？答：系统对正弦信号或谐波信号的稳态响应3.什么是线性系统？答：组成系统元件的特性均是线性的（3 分），其输入输出关系都能用线性微分方程描述。
4.典型二阶系统（当 0<ξ <1,ξ =0, ξ≥ 1 时）在单位阶跃输入信号作用下的输出响应的特性是什么？（注：或用图示法说明也可）答：答案一： (1)0< ξ <1 时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；(2) ξ=0 时，为不衰减振荡过程；(3) ξ≥ 1 时，为非周期过程。
答案二：5. 简述相位裕量的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。
答：定义：是开环频率特性幅值为 1 时对负实轴的相位差值。
即从原点到奈氏图与单位圆交点的连线与负实轴的夹角。
计算公式：180( c )在极坐标下表示为：6.已知各系统的零点 (o)、极点 (x)分布分别如图所示，请问各个系统是否有非主导极点，若有请在图上标出。
答：无非主导极点；非主导极点；非主导极点7. 已知系统开环传递函数K ，其中 K 为开环增益， T 为时间常数。
试问：G( s)s(Ts1)答：当 r( t ) = t 时，要减小系统稳态误差e ss 应调整哪个参数，为什么？当 r( t ) = t 时，系统稳态误差 e ss1 1 K vK因此要减小 e ss ，只有增大开环增益K （而与 T 无关）8. 简述相位裕量 K g 的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。
答：在奈奎斯特图上，奈奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数，称幅值裕量K g 。
1计算公式： K gG( j g ) H ( j g )在极坐标上表示为：四、计算题 :21. 设系统的闭环传递函数为 G(s)= 2n2 ，试求最大超调量σp =9.6 % 、峰值n ss 2n时间 tp=0.2 秒时的闭环传递函数的参数ξ 和 ωn 的值。
解：∵σ p = e12× 100%=9.6%∴ ξ= 0.6∵ t p =n 12∴ ω =3.1419.6 rad/sn20.2 1 0.62t p 12.系统方框图如下，试画出其信号流图，并求出传递函数C (s) 。
R(s)解：信号流图如下：应用梅森公式求传递函数：P =G G ，P=GG 2132 21L =-G 2 H，L =-G GH21 121 23.试判断具有下述传递函数的系统是否稳定，其中 G(s)为系统的前向通道传递函数，1， H (s) 10 。
H(s)为系统的反馈通道传递函数： G (s)s( s 1)(s 3)解： （ 1）系统特征方程：（ 2）s 31 3s 24 10s 10.5 0s 010（ 3）由劳斯稳定性判据：第一列元素全大于零，故系统稳定。