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 a

g

X °(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（2s

1）

入时的稳态误差分别为 _________ 、__________ 。

10. 某系统未校正前和已校正后的_________________ Bode图如图

所示，则系统的稳态性能，系统的快

速性______ ，稳定性_________ （填“提高” “不变”或“减弱”）。

三、计算、分析和作图题（共70分）

11. （10分）求下图所示的电气系统的传递函数。

O----------------------- --------------------- •——O

宀

C R

u i（t）U U o（t）

Q --------------------------------------------- «——O

题11图

9.已知单位反馈系统的开环传递函数为G（s），则系统单位阶跃和单位速度输

题10图

12. （10分）画出题11电气系统的系统框图和信号流图。

13. （10分）简化框图求传递函数。

14.

15.

16.

H2 X i(s)

H3

（10分）已知单位反馈系统的开环传递函数

是

（1）求该系统的单位阶跃响

应。

(2)输入信号为X i(t) 2sin(t 45

号和反三角函数的式子表

示）

（10分）具有特征方程s4 2s3s2 2s

（10分）已知系统的开环传递函数G(s)

近

线。

17. （10分）（1）（6分）系统的开环传递函数为

定

性。

X°(s)

题13图

4

G(s)

KTT)，

求系统的稳态响

应。

（计算结果用含有

根

0的反馈系统判断其稳定

性。

20（5s 9，试绘出其对数幅频特性图的渐

1）

s2(10s

G(s)

（2）（4分）系统开环右极点数q=2,开环

K

—，判断系统的稳定性。

s

Nyquist图如图所示，判断系统的稳

题17 （2）图

《机械工程控制基础》试题(B 卷)

(考试时间：120分钟)

一、选择题(共10分，每小题2分) (每个小题只有一个合理的答案)

1. 控制系统的三个基本要求中主要反映稳态性能的是 ___________ 。

A.稳定性；B .精确性；C.快速性；D.不确定；

2. 某系统的传递函数是 G(s) ------------ (3s 20.5) ---- ，其中没有 __________ 环节。

s(2s 1)(s 3s 2)

A .比例环节；

B .惯性环节；C.积分环节；D.振荡环节；

5

3. 已知单位反馈系统的开环传递函数为 G(s) ，则在信号2t 作用下的

s(s 1)(0.1s 1)

稳态误差为 ______ _______ 。

A. 0； B . 0.2 ； C. 0.4 ； D.无穷大；

12

4. 某放大器的传递函数 G(s)

，输入正弦信号的

1rad/s ，幅值为1,则其频

(s 1)

率响应的幅值为 __________ 。

A. 1 ； B . 12； C.

12、

2

； D. 6

2

；

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 i (t) ；

B •输出信号x °(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•闭环系统的组成元件中，检测输出信号产生反馈信号的是 ___________________ 、操纵控制对象 的元件是 ___________________ 。

7. ________________________________________________________________ 系统的信号流图如图所示，其传递函数为 __________________________________________________ 。

题7图

8. 二阶系统的阻尼比越大，系统的响应速度越 __________ 。 9. 某系统未校正和已校正的

Bode 图如图所示，则系统的稳态性能 ________ ，系统的快速性