(完整版)机械工程控制基础试卷
机械控制基础考试及答案

机械控制基础考试及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 机械控制基础中,以下哪个概念描述的是系统在受到干扰后能够自动恢复到平衡状态的能力?A. 稳定性B. 准确性C. 快速性D. 鲁棒性答案:A2. 在控制系统中,开环系统与闭环系统的主要区别在于:A. 是否有反馈B. 是否有控制器C. 是否有执行器D. 是否有传感器答案:A3. 以下哪个参数是描述系统动态性能的重要参数?A. 稳态误差B. 稳定性C. 响应时间D. 所有选项答案:D4. 机械控制系统中的“零点”指的是:A. 系统输出为零的点B. 系统输入为零的点C. 系统增益为零的点D. 系统传递函数为零的点答案:C5. 在控制系统中,阻尼比ζ的大小对系统性能的影响是:A. 阻尼比越大,系统越稳定B. 阻尼比越小,系统越稳定C. 阻尼比越大,系统响应越快D. 阻尼比越小,系统响应越快答案:A6. 以下哪个不是控制系统中的干扰因素?A. 负载变化B. 电源波动C. 环境温度D. 控制器设计答案:D7. 机械控制系统中的“超调量”是指:A. 系统响应超过稳态值的最大值B. 系统响应超过稳态值的最小值C. 系统响应超过稳态值的百分比D. 系统响应超过稳态值的时间答案:C8. 以下哪个是控制系统中的稳定性判据?A. 劳斯-赫尔维茨判据B. 奈奎斯特判据C. 伯德图D. 所有选项答案:D9. 机械控制系统中的“死区”是指:A. 系统响应中的非线性区域B. 系统响应中的延迟区域C. 系统响应中的不稳定区域D. 系统响应中的饱和区域答案:A10. 在控制系统中,以下哪个参数是描述系统稳态性能的?A. 稳态误差B. 响应时间C. 峰值时间D. 所有选项答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 机械控制系统中的________是指系统在没有输入信号的情况下,由于内部或外部干扰而产生的输出。
答案:零输入响应2. 机械控制系统中的________是指系统在没有干扰的情况下,由于输入信号而产生的输出。
(完整版)大工《机械工程控制基础》期末考试复习题

(完整版)⼤⼯《机械⼯程控制基础》期末考试复习题⼤⼯2018年春《机械⼯程控制基础》期末考试复习题⼀、单项选择题(本⼤题共40⼩题,每⼩题2分,共80分)1、当⼆阶系统传递函数的极点分布在s 平⾯的虚轴上时,系统的阻尼⽐ζ为()。
A .ζ<0 B .ζ=0 C .0<ζ<1 D .ζ≧12、已知函数1()()s F s s s a +=+,则()f t 的终值()f ∞=()。
A .0B .∞C .aD .1/a3、某系统的传递函数2100()12100G s s s =++,则⽆阻尼⾃然频率n ω等于()。
A .10rad/sB .0.1rad/sC .1rad/sD .0.01rad/s 4、作为⼀个控制系统,⼀般来说()。
A .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5、系统不稳定时,其稳态误差为()。
A .+∞B .-∞C .0D .以上都不对6、⼀阶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 .K >0B .K >1C .0<K <10D .K >-17、某⼀系统的稳态加速度误差为⼀常数,则该系统为()系统。
A .0型B .I 型C .Ⅱ型D .以上选项都不对8、以下关于系统稳态偏差的说法正确的是()。
A .稳态偏差只取决于系统的结构和参数B .稳态偏差只取决于系统输⼊和⼲扰C .稳态偏差与系统结构、参数、输⼊和⼲扰等有关D .系统稳态偏差为09、在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输⼊,两者之间的传递函数是()。
A .⽐例环节 B .积分环节 C .惯性环节 D .微分环节 10、⾃动控制系统的反馈环节中必须具有()。
A .给定元件B .检测元件C .放⼤元件D .执⾏元件 11、在阶跃函数输⼊作⽤下,阻尼⽐()的⼆阶系统,其响应具有减幅振荡特性。
A .ζ=0 B .ζ>1 C .ζ=1 D .0<ζ<1 12、⼀阶系统的传递函数为G s KTs ()=+1,则该系统时间响应的快速性()。
(完整版)大工16秋《机械工程控制基础》期末考试复习题[大工16秋《机械工程控制基础》期末考试复习题

机 密★启用前大连理工大学网络教育学院2016年秋《机械工程控制基础》期末考试复习题☆ 注意事项:本复习题满分共:452分。
一、单项选择题(本大题共18小题,每小题2分,共36分)1、当二阶系统传递函数的极点分布在s 平面的虚轴上时,系统的阻尼比ζ为( )。
A .ζ<0 B .ζ=0 C .0<ζ<1 D .ζ≧12、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 .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比C .系统输入信号与输出信号之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比3、已知函数1()()s F s s s a +=+,则()f t 的终值()f ∞=( )。
A .0B .∞C .aD .1/a4、某系统的传递函数2100()12100G s s s =++,则无阻尼自然频率n ω等于( )。
A .10rad/sB .0.1rad/sC .1rad/sD .0.01rad/s 5、作为一个控制系统,一般来说( )。
A .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6、系统不稳定时,其稳态误差为( )。
A .+∞B .-∞C .0D .以上都不对7、一阶单位反馈系统的开环传递函数为G sKs s K()()=+,则该系统稳定的K值范围为()。
A.K>0 B.K>1 C.0<K<10 D.K>-18、某一系统的稳态加速度误差为一常数,则该系统为()系统。
A.0型B.I型C.Ⅱ型D.以上选项都不对9、以下关于系统稳态偏差的说法正确的是()。
A.稳态偏差只取决于系统的结构和参数B.稳态偏差只取决于系统输入和干扰C.稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D.系统稳态偏差为010、在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输入,两者之间的传递函数是()。
A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节11、开环增益K增加,系统的稳定性()。
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.2.已知传递函数为,且,试绘制其极坐标近似图(Nyguist图).3.某系统Bode图如下图(1)系统稳定与否?如果稳定,稳定程度如何?(2)在答题纸上重新画出该图,并标出相位余量、幅值余量、剪切频率,相位穿越频率。
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。
机械工程控制基础考试题(卷)完整版

机械控制工程基础一、填空题I. 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。
II. 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。
114. 单位斜坡函数t的拉氏变换为-2。
s15. 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= 。
17.1型系统G(s)」在单位阶跃输入下,稳态误差为0 ,在单位加速度输入下,稳s(s 2) ——态误差为8 。
丄18. 一阶系统丄的单位阶跃响应的表达是1 e T。
Ts 119•决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数E和无阻尼固有频率①n。
220. 二阶系统的典型传递函数是一W2。
s 2 w n s w n21. 二阶衰减振荡系统的阻尼比E的范围为0 1。
22. 二阶系统的阻尼比E为0 时,响应曲线为等幅振荡。
机械工程控制基础考试题及答案

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 +。
19. 分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…,这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。
机械工程控制基础试卷(A) 试题标准答案

拟题学院(系): 机电学院 适用专业: 机自07C2009/2010 学年 1 学期 机械工程测试技术 试卷(A) 试题标准答案(答案要注明各个要点的评分标准)一 填空(每空1分 共20分)1、时间(t ),频率(f );2、离散性,谐波性,收敛性;3、被测量;4、线性;5、涡电流;6、mv / (m/s);7、电压或电流;8、幅频特性曲线降为最大值的21倍时对应的频率为截止频率;12c c f f B -=;122c c f f =;9、大;10、带通滤波法,傅立叶变换法;11、100;12、时域,频域;13、远大于;二、选择题(把正确答案前的字母填在空格上,每题1分,共20分)1—5 D B C A B6—10 D B D B D11-15 C B B C D16-20 A C D D B三、判断题(用√或×表示,在正确的题目对应的括号里填√,反之填 ×,每题1分,共20分)1、√;2、╳;3、√;4、 ╳;5 ╳;6、√;7、 √;8、√;9、 ╳;10、 ╳ ;11、√;12、╳;13、√;14、√;15、√;16、╳;17、╳;18、√;19、√;20、╳;四、简答和计算题(共40分)1.(5分)2分频谱特点:离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1拟 题 人: 宗殿瑞书写标准答案人: 宗殿瑞分)2. (5分)输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t), 其中A和t为常数,则为不失真测试。
2分或者用文字描述上述关系,描述正确2分,不完整1分,错误不得分。
实现不失真测试的测试装置的幅频特性为 A(ω)= A= 常数 1.5分相频特性为φ(ω)=ωt- 1.5分或者用文字表述,表述正确同样得分。
3. (5分)(1)电压幅值调理(或者放大) 1分(2)滤波(或者滤去高频) 2分(3)隔离直流分量(或者隔直) 1分(4)如原信号进行调制,则应先进行解调(或者解调) 1分4. (5分)(1)互相关函数,因为是非奇非偶函数。
(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)。
机械控制工程基础考试A卷答案

《机械控制工程基础》考试题考试时间120分钟课程机械工程控制基础试卷A卷学号一、填空(每空1分,共10分)1、自动控制是在没有人直接参与的情况下,利用控制器使生产工程或被控制对象的某一物理量按预期的规律运行。
2、控制系统的基本联接方式有串联、并联和反馈联接。
3、内反馈是形成机械系统动态特性的根本原因,为达到某种目的而人为加入的反馈称为外反馈。
4、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0分贝线;极坐标图上的负实轴对应于Bode图上的-180°线。
二、选择题(10×2分=20分)1、反馈控制系统是指系统中有( A )A、反馈回路B、惯性环节C、积分环节D、PID调节器2、自动控制系统按照有无反馈来分,可以分为( D )A、开环系统和随动系统B、闭环系统和随动系统C、恒值控制系统和开环系统D、开环系统和闭环系统3、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( B )A、最优控制B、系统辩识C、系统校正D、自适应控制4、系统的传递函数是在零初始条件下,其( B )的Laplace变换之比。
A、输入与输出B、输出与输入C、输出与偏差D、输出与误差5、瞬态响应的几个性能指标中,不能反映系统时间响应的快速性的是( B )A上升时间tr B最大超调量MpC调整时间ts D峰值时间tp6、设ωc为幅值穿越(交界)频率,φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角,则相位裕度为( C )A180°-φ(ωc) Bφ(ωc)C180°+φ(ωc) D90°+φ(ωc)7、稳定性裕量中,G(jω)H(jω)曲线与单位圆相交时的频率是( B )A相位交界频率 B幅值交界频率C截止频率 D相位穿越频率8、下列哪一项不是控制系统的性能指标 ( C )A时域性能指标 B频域性能指标C稳定性裕量指标 D综合性能指标9、某系统的微分方程为52000() ()()()x t x t x t x ti+⋅=,它是( C )A线性系统 B线性定常系统C非线性系统 D非线性时变系统10、相位超前校正网络的作用是下列的哪一项( B )A系统的相对稳定性得到提高B增加闭环系统的稳定性裕度C系统的带宽下降D系统的上升时间和调整时间加长三、简答题(每小题7分,共42分)1.什么是线性系统,其最重要的特性是什么?答:如果系统的数学模型是线性的,这种系统就叫做线性系统。
机械工程控制基础第1阶段测试题

考试科目:《机械工程控制基础》(第一章、第二章)(总分100分) 时间:90分钟学习中心(教学点) 批次: 层次: 专业: 学号: 身份证号: 姓名: 得分:一、单项选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。
)1、控制论的中心思想是( )。
A 、系统是由元素或子系统组成的B 、机械系统与生命系统乃至社会和经济系统等都有一个共同的特点,即通过信息的传递、加工处理,并利用反馈进行控制C 、有些系统可控,有些系统不可控D 、控制系统有两大类,即开环控制系统和闭环控制系统 2、机械系统之所以表现动态特性主要原因是( )。
A 、机械系统是又由机械部件组成的 B 、存在阻尼元件 C 、存在弹性元件 D 、存在内反馈 3、以下关于系统模型说法正确的是( )。
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4、以下几个微分方程表示的系统中,属于线性定常系统的是( )。
A 、x 02+2x 0+2=2x i B 、x 0’’+2x 0’+2t=2x iC 、x 0’’+2x 0’+2x 0=2x i D 、x 02+2x 0+2t=2x i5、某典型环节的传递函数为G(s)=1/s ,则该环节为( )。
A 、惯性环节 B 、积分环节 C 、微分环节 D 、比例关节6、设一系统的传递函数为s e s τ-•+121则该系统可看成为由( )串联而成。
A 、惯性环节与延时环节 B 、比例环节、惯性环节与延时环节 C 、惯性环节与导前环节 D 、比例环节、惯性环节与导前环节 7、闭环自动控制的工作过程是( )。
A 、测量系统输出的过程B 、检测系统偏差的过程C 、检测偏差并消除偏差的过程D 、使系统输出不变的过程 8、系统和输入为已知,求输出,并对系统动态特性进行研究,称为( )。
A、系统综合B、系统分析C、系统辨识D、系统设计9、对控制系统的首要要求是()。
机械工程控制基础期末试卷及答案

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。
解答:输出量:炉温。
输入量:给定电压信号。
被控对象:电炉。
系统包括:电位器、放大器、电机、减速器以及自藕调压器、热电偶。
原理方框图: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,并求出该电路的传递函数。
(10分)图2解答:跟据电压定律得四、求拉氏变换与反变换1. 求[0.5]tte -解答:2112(1)s s -- 2. 求13[](1)(2)ss s -++解答:=t236t e te ---+七、图示机械系统由质量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。
Ru 0u iL C u 0u i (a)(b)(c)0222211()1i iu dt u u RC d u du d u dt RC dt dtRCsG s RCs +=+==+⎰图(a)中)(t x o 是输出位移。
当外力)(t f 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s t 、调整时间r t 、振荡频数N 、稳态误差ss e (5分)。
1.0x 0图(a) 机械系统 图(b )响应曲线解答:解:1)对于该系统有:()()()()t f t kx t x c t xm =++000 故()kcs ms s G ++=212)求k 由Laplace 变换的终值定理可知:()()()s X s t x x s t 0000lim lim ⋅==∞→∞→sk cs ms ss 31lim 20⋅++=→k3=而()∞0x =1.0,因此k=3.求m , 由()()()%100000⨯∞∞-=x x t x M p p得:%5.9%1000.1095.0=⨯=pM又由式%10021⨯=--ξξπeM p 求得ξ=0.6将==ξ,2p t 0.6代入21ξωπωπ-==n d p t 中,得n ω=1.96。
(完整word版)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. s 1e -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.21B.1C.31D.05.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)1 G(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.s 2e 2s 1-+ D.s e 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.τ1 B.τ C.k/τ D.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)=2n n 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1T5题及答案填空题(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%=工_o4•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,是在一初始条件为零—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"血的拉氏变换为爲。
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—二20 dB / dec o10•二阶系统的阻尼比E为一2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=—012. 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201gKp o13•单位斜坡函数t的拉氏变换为丄o14.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E和一无阻匡自然振荡频率Wn o18 •设系统的频率特性G(j3)=R(3)+jI(3),则幅频特性IG(jOJ)l=x/>2(w) + /2(vv)o19.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…,这是按开环传递函数的积分环节数来分类的。
20.线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的—左—部分。
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机械工程控制基础试题课程代码:02240一、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,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题1分,共30分)1.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(B ) A.最优控制 B.系统辩识 C.系统校正 D.自适应控制2.反馈控制系统是指系统中有( A ) A.反馈回路 B.惯性环节 C.积分环节 D.PID 调节器3.( A )=1s a+,(a 为常数)。
A. L [e -at ] B. L [e at ] C. L [e -(t -a)] D. L [e -(t+a)] 4.L [t 2e 2t ]=( C )A. 123()s - B. 1a s a ()+C. 223()s +D.23s5.若F(s)=421s +,则Lim f t t →0()=( B )A. 4B. 2C. 0D. ∞6.已知f(t)=e at ,(a 为实数),则L [f t dt t ()0⎰]=( B ) A. a s a- B. 1a s a ()+C.1s s a ()-D.1a s a ()-7.f(t)=322t t ≥<⎧⎨⎩ ,则L [f(t)]=( C )A. 3sB. 12s e s -C.32se s-D.32se s 8.某系统的微分方程为52000&&()&()()()x t x t x t x t i +⋅=,它是( )A.线性系统B.线性定常系统C.非线性系统D.非线性时变系统 9.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 D.微分环节10.图示系统的传递函数为( )A.11 RCs+B.RCs RCs+1C. RCs+1D. RCs RCs+111.二阶系统的传递函数为G(s)=341002s s++,其无阻尼固有频率ωn是( )A. 10B. 5C. 2.5D. 2512.一阶系统KTs1+的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为( )A. KTB. KTC. -KT2D.KT213.某系统的传递函数G(s)=KT s+1,则其单位阶跃响应函数为( )A. 1Te Kt T-/ B. KTe t T-/ C. K(1-e-t/T) D. (1-e-Kt/T)14.图示系统称为( )型系统。
A. 0B. ⅠC. ⅡD. Ⅲ15.延时环节G(s)=e-τs的相频特性∠G(jω)等于( )A. τωB. –τωC.90°D.180°16.对数幅频特性的渐近线如图所示,它对应的传递函数G(s)为( )A. 1+TsB.1 1+TsC. 1TsD. (1+Ts)217.图示对应的环节为( )A. TsB.1 1+TsC. 1+TsD. 1 Ts18.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0,则此系统稳定的τ值范围为( )A. τ>0B. 0<τ<14C. τ>14D. τ<019.典型二阶振荡环节的峰值时间与( )有关。
A.增益B.误差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频率20.若系统的Bode图在ω=5处出现转折(如图所示),这说明系统中有( )环节。
A. 5s+1B. (5s+1)2C. 0.2s+1D.1 0212 (.)s+21.某系统的传递函数为G(s)=()()()()s ss s+-+-72413,其零、极点是( )A.零点s=-0.25,s=3;极点s=-7,s=2B.零点s=7,s=-2;极点s=0.25,s=3C.零点s=-7,s=2;极点s=-1,s=3D.零点s=-7,s=2;极点s=-0.25,s=322.一系统的开环传递函数为32235()()()ss s s+++,则系统的开环增益和型次依次为( )A. 0.4,ⅠB. 0.4,ⅡC. 3,ⅠD. 3,Ⅱ23.已知系统的传递函数G(s)=KTests1+-,其幅频特性|G(jω)|应为( )A.KTe1+-ωτ B. KTe1+-ωτωC.KTe2221+-ωτω D. KT122+ω24.二阶系统的阻尼比ζ,等于( )A.系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数25.设ωc为幅值穿越(交界)频率,φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角,则相位裕度为( )A. 180°-φ(ωc)B. φ(ωc)C. 180°+φ(ωc)D. 90°+φ(ωc)26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=45s s()+,则系统在r(t)=2t输入作用下,其稳态误差为( )A. 104B.54C.45D. 027.二阶系统的传递函数为G(s)=1222s s n n++ζωω,在0<ζ<22时,其无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr的关系为( )A. ωn<ωrB. ωn=ωrC. ωn>ωrD. 两者无关28.串联相位滞后校正通常用于( )A.提高系统的快速性B.提高系统的稳态精度C.减少系统的阻尼D.减少系统的固有频率29.下列串联校正装置的传递函数中,能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是( )A. 411ss++B.ss++141C.01106251..ss++D.06251011..ss++30.从某系统的Bode图上,已知其剪切频率ωc≈40,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稳态误差减至最小的是( )A. 000410041..ss++B.04141.ss++C.41101ss++D.41041ss++.二、填空题(每小题2分,共10分)1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_______和_______有关。
2.一个单位反馈系统的前向传递函数为Ks s s3254++,则该闭环系统的特征方程为_______开环增益为_______。
3.二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。
4.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_______;极坐标图上的负实轴对应于Bode图上的_______。
5.系统传递函数只与_______有关,与______无关。
三、简答题(共16分)1.(4分)已知系统的传递函数为2432s s++,求系统的脉冲响应表达式。
2.(4分)已知单位反馈系统的开环传递函数为Ks s()71+,试问该系统为几型系统?系统的单位阶跃响应稳态值为多少?3.(4分)已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如下,如果将阻尼比ζ增大(但不超过1),请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。
4.(4分)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。
四、计算题(本大题共6小题,共44分)1.(7分)用极坐标表示系统14212s s++的频率特性(要求在ω→∞、ω=0、ω=ωn等点准确表示,其余定性画出)。
2.(7分)求如下系统R(s)对C(s)的传递函数,并在图上标出反馈通道、顺馈通道。
3.(6分)已知系统的调节器为G s T s T ssT T3434110 ()()(),=++≥、问是否可以称其为PID调节器,请说明理由。
4.(8分)求如图所示机械网络的传递函数,其中X为输入位移,Y为输出位移。
5.(10分)已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为40110011s s s(.)(.)++,请绘出频率特性对数坐标图(Bode图),并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能(要说明理由)。
6.(6分)请写出超前校正装置的传递函数,如果将它用于串联校正,可以改善系统什么性能?浙江省2002年1月高等教育自学考试机械工程控制基础试题参考答案课程代码:02240一、单项选择题(每小题1分,共30分)1.B2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.C9.B 10.B11.B 12.C 13.C 14.B 15.B16.D 17.C 18.B 19.D 20.D21.D 22.A 23.D 24.C 25.C26.A 27.C 28.B 29.D 30.B二、填空题(每小题2分,共10分)1.型次输入信号2.s3+5s2+4s+K=0,K 43.误差带无阻尼固有频率4.0分贝线-180°线5.本身参数和结构输入三、简答题(共16分)1.2431113 2s s s s++=++-+g(t)=e-t-e-3t,t≥02.Ⅰ型;稳态值等于13.上升时间变大;超调量减少;调节时间减小(大体上);4.无非主导极点;非主导极点;非主导极点四、计算题(共44分)1.ω→∞点ω=0点ωn=0.5点曲线大体对2.C sR sG G GG Gf ()()()=++13.(6分)G0(s)=(T3+T4)+T3T4s+1/sG0(s)由比例部分(T3+T4)、微分部分T3T4s及积分部分1/s相加而成4.(8分)B(&&)x y Ky--=0G(s)=TsTs+1,T=B/k5.开环传递函数在复半平面无极点,据图相位裕度为正,幅值裕度分贝数为正,根据乃奎斯特判据,系统稳定。
系统为Ⅰ型,具有良好的静态性能。
相位裕度约为60度,具有良好的动态性能。
6.G0(s)=KTsTsαα++≥111,可增加相位裕度,调整频带宽度。