机械工程控制基础期末考试试卷

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（）。

机械控制工程基础一、填空题1. 线性控制系统最重要的特征是能够应用叠加原理，而非线性控制系统则不可以。

2．反应控制系统是依据输入量和反应量的偏差进行调理的控制系统。

3. 依据自动控制系统能否设有反应环节来分类，控制系统可分为 __开环_控制系统、_闭环__控制系统。

4. 依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. 假如在系统中只有失散信号而没有连续信号，则称此系统为失散( 数字) 控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描绘。

6. 依据控制系统元件的特征，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能够用线性微分方程来描绘。

8. 关于一个自动控制系统的性能要求能够归纳为三个方面：稳固性、迅速性和正确性。

9. 在控制工程基础课程中描绘系统的数学模型有微分方程、传达函数等。

10. 传达函数的定义是关于线性定常系统 , 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. 传达函数的构成与输入、输出信号没关，只是决定于系统自己的构造和参数，而且只适于零初始条件下的线性定常系统。

12. 瞬态响应是系统遇到外加作用激励后，从初始状态到最后稳固状态的响应过程。

13. 脉冲信号能够用来反应系统的抗冲击能力。

14. 单位斜坡函数 t 的拉氏变换为12s。

15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。

1 6．在单位斜坡输入信号作用下， 0 型系统的稳态偏差 e ss= 。

17. I 型系统G s K( )s(s 2)在单位阶跃输入下，稳态偏差为 0 ，在单位加快度输入下，稳态偏差为∞。

18. 一阶系统 1Ts 1 t的单位阶跃响应的表达是T1 e 。

1 9．决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频次ω n 。

20. 二阶系统的典型传达函数是2s2nw22 w n s w n。

2 1．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为 0 1。

《机械工程控制基础》试题（A 卷）（考试时间：120分钟）一、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；2.某系统的传递函数是)1)(1()5.0()(2++++=s s s s s G ，其中没有________ 环节。

A ．比例环节；B ．惯性环节；C ．积分环节；D ．一阶微分环节；3.二阶系统的时域性能指标上升时间r t 、峰值时间p t 、调整时间s t 、最大超调量p M 和振荡次数N ，反应系统稳定性的是________ 。

A ．r t 、p M ；B ． p t 、s t ；C ．r t 、N ；D ．p M 、N ； 4.某放大器的传递函数)1()(+=Ts K s G ，当s rad /1=ω，相频为45-，则T 的值为________。

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)(t x i ；B ．输出信号)(0t x ；C ．误差信号)(t e ；D ．偏差信号)(t ε；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)(t x i 作用时的输出是)(01t x ，系统只受干扰)(t n 作用时的输出是)(02t x ，则系统同时受)(t x i 和)(t n 作用时的输出=)(0t x _______________。

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_________。

(X i )(0s 题8图9. 已知单位反馈系统的开环传递函数为)12(5)(+=s s s G ，则系统单位阶跃和单位速度输入时的稳态误差分别为________、_________ 。

第一章1. 闭环控制系统中的反馈作用（）A．依输入信号的大小而存在Ｂ．不一定存在Ｃ．必然存在Ｄ．一定不存在闭环系统一定存在反馈作用。

闭环的作用是（进行偏差控制）负反馈是将输出量引回输入端，与输入信号比较，比较的结果称为偏差。

系统的输出信号对控制作用的影响（闭环有）关于反馈的说法正确的是（ D ）A．反馈实质上就是信号的并联B．反馈就是输入信号与反馈信号相加C．反馈都是人为加入的D．反馈是输出以不同的方式对系统作用对于系统的抗干扰能力（）A．开环强 B. 闭环强 C. 都强 D. 都不强关于闭环控制的不正确说法是（）A．输入与输出信号只有顺向传递，没有反向联系B．输入与输出信号既有顺向传递，又有反向联系C．闭环控制精度高，抗干扰性好D．闭环控制引入反馈，参数选择不当不易稳定2.控制系统是由控制器和被控对象组成。

控制系统所要操纵的对象称为被控对象。

3.作为系统开环不振荡。

开环控制系统的控制信号取决于（）A．系统的实际输出。

B．系统的实际输出与理想输出之差C．输入与输出之差D．输入4.如果系统的被控量随着输入量的变化而变化，则称为随动系统5.负反馈控制原理是将输出信号引回输入端，与输入信号比较，利用所得的偏差信号进行控制，使偏差减小或消除。

6. 某系统的微分方程为.3()()()()o o o ix t x t x t x t-+=，则它是非线性系统。

系统的动态方程为...2()()()()x t x t x t y t++=，则该系统为非线性系统。

7.以下几个微分方程表示的系统中，属于线性定常系统的是...222 o o o i x x x x ++=某系统的微分方程为...33()2()()()o o o ix t x t x t x t-+=，则它是（D ）A．线性定常系统B．线性系统C ．非线性时变系统D ．非线性系统系统的动态方程为'''()4()3()()x t x t x t y t ++=，则该系统为 线性 系统。

（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（）。

一、单项选择题：1． 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C )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。

2．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 ( B )A ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程3． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ）A ．脉冲函数B ．斜坡函数C ．抛物线函数D ．阶跃函数 4．设控制系统的开环传递函数为G(s)=)2s )(1s (s 10++，该系统为 （ B ）A ．0型系统B ．I 型系统C ．II 型系统D ．III 型系统5．二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 ( B )A ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0°6. 根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 ( A )A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统D.连续控制系统和离散控制系统7．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 ( C )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 -8． 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( A )A ．越长B ．越短C ．不变D ．不定9．拉氏变换将时间函数变换成 （ D ）A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数10．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11．若某系统的传递函数为G(s)=1Ts K+，则其频率特性的实部R(ω)是 （ A ）A ．22T 1K ω+B ．-22T1K ω+ C ．T 1K ω+ D ．-T 1Kω+ 12. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A )A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°13. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( B )A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°14.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ （ C ）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15. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是16. 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)。

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）。

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 _________ 、__________ 。

（3）快速性：当系统输出量与给定量之间产生偏差时，消除这种偏差过程的快速程度。
2、用极坐标图表示频率特性的优缺点是什么？
答：
（1）极坐标图表示频率特性的优点：
在一幅图上同时给出了系统在整个频率域的实频特性、虚频特性、幅频特性和相频特性。它比较简洁直观地表明了系统的频率特性。
（2）缺点：
不能明显地表示出系统传递函数中各个环节在系统中的作用，绘制较麻烦。
对数幅频特性曲线与横坐标轴相交处的频率称为幅值穿越频率。
15、函数框图
把元件或环节的传递函数写在框图单元内，并用表明信号传递方向的箭头将这些框图单元连接起来，主要用来说明环节特性、信号流向及变量关系，便于分析系统。
16、时变系统
描述系统微分方程的系数随时间变化的系统，称为时变系统。
17、时间响应
控制系统在典型输入信号的作用下，输出量随时间变化的函数关系称为系统的时间响应。
23、采样系统或离散系统
如果在系统中，计算机参与工作时，环节之间所传递的信息除了有连续信号外，还有离散信号，这样的系统称为采样系统或离散系统。
24、自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制器使生产过程或被控制对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行。
25、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成且具有一定运动规律的一个有机整体。
3、用波德图表示频率特性的优点是什么？
答：
（1）可将串联环节幅值的乘、除，化为幅值的加、减。因而简化了计算与作图过程。
（2）可用近似方法作图。先分段用直线作出对数幅频特性的渐近线，再用修正曲线对渐近线进行修正，就可得到较准确的对数幅频特性图。这给作图带来了很大方便。
（3）可分别作出各个环节的波德图，然后用叠加方法得出系统的波德图，并由此可以看出各个环节对系统总特性的影响。

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。

机械控制工程基础一、填空题1.线性控制系统最重要的特征是能够应用叠加原理，而非线性控制系统则不可以。

2．反应控制系统是依据输入量和反应量的偏差进行调理的控制系统。

3.依据自动控制系统能否设有反应环节来分类，控制系统可分为 __开环 _控制系统、 _闭环 __控制系统。

4. 依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.假如在系统中只有失散信号而没有连续信号，则称此系统为失散( 数字) 控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描绘。

6.依据控制系统元件的特征，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能够用线性微分方程来描绘。

8.关于一个自动控制系统的性能要求能够归纳为三个方面：稳固性、迅速性和正确性。

9.在控制工程基础课程中描绘系统的数学模型有微分方程、传达函数等。

10.传达函数的定义是关于线性定常系统 , 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.传达函数的构成与输入、输出信号没关，只是决定于系统自己的构造和参数，而且只适于零初始条件下的线性定常系统。

12.瞬态响应是系统遇到外加作用激励后，从初始状态到最后稳固状态的响应过程。

13.脉冲信号能够用来反应系统的抗冲击能力。

114. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为。

2s15.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 型系统的稳态偏差 e =。

ssK在单位阶跃输入下，稳态偏差为 0，在单位加快度输入下，稳态17. I 型系统G ( s)s(s2)偏差为∞。

1t18. 一阶系统的单位阶跃响应的表达是 1 e T。

Ts119．决定二阶系统动向性能的两个重要参数是阻尼系数ξ 和无阻尼固有频次ω n 。

20.二阶系统的典型传达函数是w n2。

s2 2 w n s w n221．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为01。

东北大学22春“机械工程”《机械工程控制基础》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.混合节点表示的变量是所有流入该点信号的代数和，而从节点流出的各支路信号均为该节点的信号。

()A、错误B、正确参考答案：B2.利用奈奎斯特图可以分析闭环控制系统的()。

A.稳态性能B.稳态和动态性能C.动态性能D.抗扰性能参考答案：A3.系统的时间响应过程不仅取决于系统本身的特性，还与外加的输入信号的类型有关。

()A、错误B、正确参考答案：B4.相位最小系统的幅频特性与相频特性关于频率一一对应。

()A.正确B.错误参考答案：AA.正确B.错误参考答案：A6.远离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小。

()A.错误B.正确参考答案：A7.如果要求系统快速性好，应使所有闭环极都在虚轴右侧远离虚轴的地方。

()A、错误B、正确参考答案：A8.微分环节的频率特性相位移θ(ω)=()。

A.90°B.-90°C.0°D.-180°参考答案：A9.闭环的极点和零点对系统的响应均有影响，但它们的影响程度不同。

对系统响应影响最大的是主导零点。

()A.错误B.正确参考答案：A当系统所有根均位于实轴上时，系统阶跃响应为非周期单调过程，否则阶跃响应呈振荡趋势。

()A.正确B.错误参考答案：A11.系统对谐波输入的稳态响应随输入信号的频率而变化的特性称为系统的()。

A.频率响应B.稳态响应C.瞬态响应D.时间响应参考答案：A12.欠阻尼系统峰值时间是用()来表示的。

A.tpB.tdC.trD.ts参考答案：A13.传递函数表达式中分子、分母多项式各项系数的值完全取决于系统的结构和参数，所以它是系统的动态数学模型。

()A.正确B.错误参考答案：A14.如高阶系统存在复数共轭复数主导极点，系统可近似为一阶系统。

()A、错误B、正确15.输入为阶跃信号时，如果()，则积分环节的输出信号的上升速度越快。

武汉轻工大学继续教育学习平台机械工程控制基础(专升本)期末考试课程名称：机械工程控制基础(专升本)1.(单选题)已知道系统输出的拉氏变换为,那么系统处于( )(本题2.0分)A.欠阻尼;B.过阻尼;C.临界阻尼;D.无阻尼答案：C.解析：无.2.(单选题)一个系统稳定的充要条件是 ( )(本题2.0分)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]平面的下半平面内答案：C.解析：无.3.(单选题)PD称为（）控制算法。

(本题2.0分)A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分答案：C.解析：无.4.(单选题)某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数,则系统的单位阶跃响应曲线表现为( )(本题2.0分)A.单调衰减B.单调上升C.等幅振荡 D振荡衰减答案：B.解析：无.5.(单选题)系统方框图如图示,则该系统的开环传递函数为( )。

(本题2.0分) A.B.C.D.答案：C.解析：无.6.(单选题)若,则( )。

(本题2.0分) A.B.C.D.答案：B.解析：无.7.(单选题)已知,其原函数的终值( )(本题2.0分)A.0B.∞C.0.75D.0.5答案：D.解析：无.8.(单选题)一阶系统的传递函数为;其单位阶跃响应为( )(本题2.0分)A.;B.;C.;D.答案：B.解析：无.9.(单选题)系统稳定的充要条件是系统传递函数的所有 ( ) 均具有负实部。

(本题2.0分)A.零点B.极点C.零点和极点答案：B.解析：无.10.(单选题)传递函数表示了一个( )(本题2.0分)A.时滞环节;B.振荡环节;C.微分环节;D.惯性环节答案：A.解析：无.11.(单选题)设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统,如图所示,以外力f(t)为输入量,位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述,那么这个微分方程的阶次是:( )(本题2.0分)A.1;B.2;C.3;D.4答案：B.解析：无.12.(单选题)机械工程控制论的研究对象是( )(本题2.0分)A.机床主传动系统的控制论问题B.高精度加工机床的控制论问题C.自动控制机床的控制论问题D.机械工程领域中的控制论问题答案：D.解析：无.13.(单选题)学习机械工程控制基础的目的之一是学会以( )的观点对待机械工程问题(本题2.0分)A.动力学B.静力学C.经济学D.生物学答案：A.解析：无.14.(单选题)机械工程控制论所研究的系统( )(本题2.0分)A.仅限于物理系统B.仅限于机械系统C.仅限于抽象系统D.包括物理系统和抽象系统答案：D.解析：无.15.(单选题)机械系统之所以表现动态特性,主要原因是( )(本题2.0分)A.机械系统是由机械部件组成的B.存在阻尼元件C.存在弹性元件D.存在内反馈答案：D.解析：无.16.(单选题)机械系统、生命系统及社会和经济系统的一个共同的本质特性是( )(本题2.0分)A.都是由元素组成的B.通过信息的传递、加工处理并利用反馈来控制C.都是可以控制的D.都存在微分环节答案：B.解析：无.17.(单选题)以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为( )(本题2.0分)A.上升时间trB.调整时间tsC.复制穿越频率D.相位穿越频率答案：D.解析：无.18.(单选题)关于反馈的说法正确的是( )(本题2.0分)A.反馈实质上就是信号的并联B.正反馈就是输入信号与反馈信号相加C.反馈都是人为加入的D.反馈是输出以不同的方式对系统作用答案：D.解析：无.19.(单选题)一阶系统的传递函数为;其单位阶跃响应为( )(本题2.0分)A.;B.;C.;D.答案：B.解析：无.20.(单选题)某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为(本题2.0分)A.发散振荡B.单调衰减C.衰减振荡D.等幅振荡答案：D.解析：无.21.(单选题)劳斯稳定判据能判断( )的稳定性。

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。

机械控制基础期末考试试题# 机械控制基础期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 机械控制系统的基本组成包括以下哪项？A. 传感器B. 执行器C. 控制器D. 所有以上选项2. PID控制器中，P代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 反馈3. 以下哪个不是控制系统的类型？A. 开环控制系统B. 闭环控制系统C. 线性控制系统D. 非线性控制系统4. 系统稳定性分析中，根轨迹法主要用于分析系统的：A. 频率响应B. 时间响应C. 稳定性D. 控制精度5. 以下哪个是控制系统设计中常用的性能指标？A. 稳态误差B. 动态响应C. 系统稳定性D. 所有以上选项## 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述开环控制系统与闭环控制系统的区别。

2. 解释什么是系统的稳定性，并给出判断系统稳定性的两种方法。

3. 描述PID控制器的工作原理及其在控制系统中的应用。

## 三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个二阶系统，其传递函数为：\[ G(s) = \frac{\omega_n^2}{s^2 + 2\zeta\omega_n s +\omega_n^2} \]其中，\( \omega_n \) 为自然频率，\( \zeta \) 为阻尼比。

假设 \( \omega_n = 10 \) rad/s，\( \zeta = 0.7 \)。

计算该系统在单位阶跃输入下的稳态误差。

2. 考虑一个简单的控制系统，其开环传递函数为：\[ G(s)H(s) = \frac{K}{(s+a)(s+b)} \]其中，\( K = 5 \)，\( a = 2 \)，\( b = 3 \)。

设计一个PID 控制器，使得系统在单位阶跃输入下达到超调量不超过5%，且调节时间不超过2秒。

## 四、论述题（共20分）1. 论述现代控制系统设计中，数字控制技术与传统模拟控制技术相比的优势和局限性。

请注意，本试题仅为示例，实际考试内容和格式可能有所不同。

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__________。