机械工程控制期末试题题库与答案

机械控制工程基础一、填空题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。

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。

11. 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。

14. 单位斜坡函数t的拉氏变换为 .15。

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ess17. I型系统在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下，稳态误差为∞。

18. 一阶系统的单位阶跃响应的表达是。

19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频率ωn。

20。

二阶系统的典型传递函数是。

21．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为.22。

二阶系统的阻尼比ξ为 0 时,响应曲线为等幅振荡。

23。

系统输出量的实际值与输出量的期望值之间的偏差称为误差。

《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。

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。

（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（）。

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。

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 。

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 _________ 、__________ 。

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。

机械工程控制基础考试题及答案The pony was revised in January 2021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(j ω)|=)()(22w I w R 。

机械工程控制基础复习题第一章 绪论1、以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较（ ）。

A ．开环高 B.闭环高 C.相差不多 D. 一样高 1、系统的输出信号对控制作用的影响（ ）。

A ．开环有 B.闭环有 C.都没有 D.都有 1、对于系统抗干扰能力（ ）。

A ．开环强 B.闭环强 C.都强 D.都不强1、下列不属于按输入量的变化规律分类的是（ ）。

A ．恒值控制系统 B.计算机控制系统 C. 随动控制系统 D. 程序控制系统1、按照系统传输信号的类型可分成（ ）。

A ．定常系统和时变系统 B. 离散控制系统和连续控制系统 C. 线性系统和非线性系统 D. 恒值系统和程序控制系统 1．按照控制系统是否设有反馈作用来进行分类，可分为___ ___和___ ___。

答案：开环控制系统 闭环控制系统1．对一个自动控制系统的最基本要求是 ，也即 是系统工作的首要条件。

答案：稳定 稳定性1．对控制系统性能的基本要求一般可归结为稳定性、___________和___________。

答案：快速性 准确性1、控制论的中心思想是，通过 ， 和反馈来进行控制。

答案：信息的传递 加工处理1．什么是反馈(包括正反馈和负反馈)?根据反馈的有无，可将控制系统如何分类？答案：（1）反馈是指输出量通过适当的检测装置将信号全部或一部分返回输入端，使之与输入量进行比较。

如果反馈信号与系统的输入信号的方向相反，则称为负反馈；如果反馈信号与系统的输入信号的方向相同，则称为正反馈。

（2）根据反馈的有无，可将控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

1.何为闭环控制系统?其最主要的优点是什么？答案：闭环控制系统就是反馈控制系统，即输出量对控制作用有影响的系统。

其最主要的优点是能实现自我调节，不断修正偏差，抗干扰能力强。

1．简述“自动控制”和“系统”的基本概念。

答案：（1）所谓“自动控制”就是在没有人直接参与的情况下，采用控制装置使被控对象的某些物理量在一定精度范围内按照给定的规律变化。

机械工程控制基础智慧树知到期末考试答案章节题库2024年湖北工程学院1.二阶无阻尼系统的时间响应不为（）答案:单调上升曲线###衰减振荡曲线###指数上升曲线2.Ⅰ型系统的速度静差系数不等于（）答案:0###∞###时间常数3.传递函数不与系统（）答案:干扰信号有关###输入信号有关###输出信号有关4.传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统不为（）答案:有差系统###无差系统###非最小相位系统5.本质非线性系统在工作点附近存在（）等严重非线性性质情况。

答案:折线###跳跃###非单值关系###不连续直线6.过阻尼的二阶系统与临界阻尼的二阶系统比较，其响应速度不正确的是（）答案:过阻尼的反比于临界阻尼的###过阻尼的大于临界阻尼的###过阻尼的等于临界阻尼的7.一阶系统不是（）答案:不稳定系统###Ⅱ型系统###非最小相位系统8.临界阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应不为（）答案:等幅衰减曲线###零###单调上升曲线9.线性控制系统的频率响应是系统对输入不正确的是（）答案:脉冲信号的稳态响应###斜坡信号的稳态响应###阶跃信号的稳态响应10.当输入量发生突变时，惯性环节的输出量不能突变，不能按（）答案:斜坡曲线变化###正弦曲线变化###加速度曲线变化11.欠阻尼二阶系统是（）答案:稳定系统12.闭环系统稳定的充分必要条件是其开环极坐标曲线逆时针围绕点（－1，j0）的圈数等于落在S平面右半平面的（）答案:开环极点数13.单位斜坡信号的拉氏变换为（）答案:14.微分环节的频率特性是（）答案:15.控制系统的误差是（）答案:期望输出与实际输出之差16.闭环控制系统的时域性能指标是（）答案:最大超调量17.欠阻尼二阶系统的输出信号振幅的衰减速度取决于（）答案:18.把系统从一个稳态过渡到新的稳态的偏差称为系统的（）答案:稳态误差19.要使自动调速系统实现无静差，则在扰动量作用点的前向通路中应含有（）答案:积分环节20.欠阻尼二阶系统的单位阶跃稳态响应为（）答案:常数21.随动系统要求系统的输出信号能跟随（）答案:输入信号的变化22.线性定常系统输出响应的等幅振荡频率为，则系统存在的极点有（）答案:23.若二阶系统的阻尼比和固有频率分别为和，则其共轭复数极点的实部为（）答案:24.零型系统跟踪阶跃信号的稳态误差为（）答案:常数25.闭环系统稳定的充要条件是系统开环对数幅频特性过零时，对应的相频特性（）答案:26.通过动态调节达到稳定后，被控量与期望值一致的控制系统为（）。

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）。

机械工程控制习题及答案机械工程控制习题及答案控制是机械工程中非常重要的一部分，它涉及到了机械系统的运行和稳定性。

在机械工程的学习过程中，控制习题是非常重要的一环。

通过解决习题，我们可以加深对控制原理和方法的理解，并提高自己的解决问题的能力。

下面，我将为大家提供一些机械工程控制习题及答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 一个质量为m的物体通过一个弹簧与一个固定点相连，弹簧的劲度系数为k。

物体在无外力作用下的运动方程是什么？答案：根据牛顿第二定律，物体的运动方程可以表示为F = ma，其中F为物体受到的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

在这个问题中，物体受到的合力可以表示为F = -kx，其中x为物体与平衡位置的位移。

因此，物体的运动方程可以表示为ma = -kx，即m(d^2x/dt^2) = -kx。

2. 一个质量为m的物体通过一个弹簧与一个固定点相连，弹簧的劲度系数为k。

如果物体的初始位移为x0，初始速度为v0，求物体的运动方程。

答案：根据上一题的结果，物体的运动方程可以表示为m(d^2x/dt^2) = -kx。

我们可以通过求解这个微分方程来得到物体的运动方程。

假设物体的运动方程为x = Acos(ωt + φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。

将这个方程代入微分方程中，可以得到mω^2Acos(ωt + φ) = -kAcos(ωt + φ)。

通过比较两边的系数，可以得到ω = sqrt(k/m)，即角频率与劲度系数和质量有关。

因此，物体的运动方程可以表示为x = Acos(sqrt(k/m)t + φ)。

3. 一个质量为m的物体通过一个阻尼器与一个固定点相连，阻尼器的阻尼系数为b。

物体在无外力作用下的运动方程是什么？答案：在有阻尼的情况下，物体的运动方程可以表示为F = ma + bv，其中v为物体的速度。

根据牛顿第二定律，物体的运动方程可以表示为ma + bv = 0，即m(d^2x/dt^2) + b(dx/dt) = 0。

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。

机械控制工程复习一、填空题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.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。

11.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。

14.单位斜坡函数t的拉氏变换为1/s215.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ess=19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频率ωn。

22.二阶系统的阻尼比ξ为0时，响应曲线为等幅振荡。

23.系统输出量的实际值与输出量的期望值之间的偏差称为误差。

24.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。

25.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。

26.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是正弦函数。

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__________。

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)。