机械工程控制基础简答题

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2． A 不必利用输出的反馈信息3． B 利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制4． C 不一定有反馈回路5． 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． 222)]([b s b s t f L ++=，则)(t f A bt b bt cos sin + B bt bt b cos sin +C bt bt cos sin +D bt b bt b cos sin +4．已知 )(1)(a s s s F +=，且0>a ，则 )(∞f A 0 B a 21 C a1 D 1 5．已知函数)(t f 如右图所示，则 )(s FA s s e s es --+2211 B s se s s 213212+-- C )22121(1332s s s s se e e se s------+ D )221(1s s s e e s e s ----+ 6．某系统的传递函数为 )3)(10()10()(+++=s s s s G ，其零、极点是 A 零点 10-=s ，3-=s ；极点 10-=sB 零点 10=s ，3=s ；极点 10=sC 零点 10-=s ；极点 10-=s ，3-=sD 没有零点；极点 3=s7．某典型环节的传递函数为Ts s G =)(，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t t g 4sin 10)(=，则系统的单位阶跃响应函数为A t 4cos 40 B16402+s C )14(cos 5.2-t D 16102+s 10．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11+Ts 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)()()(21s G s G s G =，且已分别测试得到：)(1ωj G 的幅频特性 )()(11ωωA j G =，相频)()(11ωϕω=∠j G)(2ωj G 的幅频特性 2)(2=ωj G ，相频ωω1.0)(2-=∠j G则A )(1.011)(2)(ωωϕωωj e A j G -⋅=B ]1.0)([11)](2[)(ωωϕωω-⋅+=j eA j G C ]1.0)([11)(2)(ωωϕωω-⋅=j e A j GD )(1.011)](2[)(ωωϕωωj eA j G -⋅+= 13．已知 )8.01)(2.01()(s s k s G ++=，其相频特性为 A ω16.0arctg - B ωω8.02.0arctg arctg +C )8.02.0(ωωarctg arctg +-D ωω8.02.0arctg arctg -14．若系统的Bode 图在1ω处出现转折（如图所示），其渐近线由dec db /20-转到dec db /0，这说明系统中有一个环节是A 1ω+sB 11ωω+s C 111+s ω D 2112212ωξωω++s s 15．设某系统开环传递函数为：)13(10)(2+=s s s G ，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．)(c ωϕ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 )(180C ωϕ+B )(C ωϕC )(180C ωϕ-D 180)(-C ωϕ17．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)0,1(j -点B Bode 图上的180-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)1,(--∞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bs a s ++，其中 b a < 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200≈c ω，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 105.015.0++s sB 15.0105.0++s s C 15.011.0++s s D 1005.010005.0++s s 20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率1=c ω处提供最大相位超前角的是 A1215.0++s s B 15.012++s s C14.015.2++s s D 15.214.0++s s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15.01+s 的单位阶跃响应)(t c ，画出近似响应曲线，并标出时间常数T 的值。

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 sKs s K()()=+，则该系统稳定的K值X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<112、一阶系统的传递函数为G sKTs()=+1，则该系统时间响应的快速性〔〕。

A．与K有关B．与K和T有关C．与T有关D．与输入信号大小有关13、一阶闭环系统的开环传递函数为G sss s s()()()()=+++83232，则该系统为〔〕。

1、反馈：输出信号被测量环节引回到输入端参与控制的作用。

2、开环控制系统与闭环控制系统的根本区别：有无反馈。

3、线性及非线性系统的定义及根本区别：当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统的称为线性系统。

非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。

根本区别：线性系统遵从叠加原理，而非线性系统不然。

4、传递函数的定义及特点：零初始条件下，系统输出量的拉斯变换与输入量的拉斯变换的比值。

用G〔s〕表示。

特点：1〕、传递函数是否有量纲取决于输入与输出的性质，同性质无量纲。

2〕、传递函数分母中S的阶数必n不小于分子中的S的阶数m，既n=>m ,因为系统具有惯性。

3〕、假设输入已给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。

4〕、物理量性质不同的系统，环节和元件可以具有相同类型的传递函数。

5〕、传递函数的分母与分子分别反映系统本身与外界无关的固有特性和系统同外界的关系。

5、开环函数的定义：前向通道传递函数G〔s〕与反馈回路传递函数H(s)之积。

6、时间响应的定义和组成：系统在激励信号作用下，输出随时间的变化关系。

按振动来源分为：零状态响应和零输入响应。

按振动性质：自由响应和强迫响应。

7、瞬态性能指标以及反映系统什么特性：性能指标：上升时间tr、峰值时间tp、最大超调量Mp、调整时间ts、振荡次数N。

这些性能指标主要反映系统对输入的响应的快速性。

8、稳态误差的定义及计算公式：系统进入稳态后的误差。

稳态误差反映稳态响应偏离系统希望值的程度。

衡量控制精度的程度。

稳态误差不仅取决于系统自身结构参数，而且与输入信号有关。

系统误差：输入信号与反馈信号之差。

9、减少输入引起稳态误差的措施：增大干扰作用点之前的回路的放大倍数K1，以及增加这一段回路中积分环节的数目。

10、频率响应的概念：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。

11、频率特性的组成：幅频特性和相频特性。

12、稳定性的概念：系统在扰动作用下，输出偏离原平衡状态，待扰动消除后，系统能回到原平衡状态〔无静差系统〕或到达新的平衡状态〔有静差系统〕。

全国自考（机械工程控制基础）-试卷5(总分56, 做题时间90分钟)1. 单项选择题1.下列关于开环系统和闭环系统的说法中正确的是【】SSS_SINGLE_SELA 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分值: 2答案:A解析：开环系统的输出对系统无控制作用，即系统中无反馈回路；闭环系统的输出对系统有控制作用，即系统中有反馈回路。

2.指数函数e －at的拉氏变换为【】SSS_SINGLE_SELABCD分值: 2答案:A3.函数sin(5t+)的拉氏变换是【】SSS_SINGLE_SELABCD分值: 2答案:C解析：sin(5t+)利用三角和公式展开得，4.L[f(t).e at ]= 【】SSS_SINGLE_SELA F(s+a)B F(s－a)C aF(s－a)De x F(s)分值: 2答案:B解析：因复数域的位移定理为L[f(t).e －at ]=F(s+a)，故L[f(t).e at ]=F(s－a)。

5.已知F(s)= ，当t→0 +时f(0 + )的值为【】SSS_SINGLE_SELA 10B 5C 0D ∞分值: 2答案:C解析：由拉氏变换性质中的初值定理得，F(0 + )= =0，故选C。

6.的拉氏反变换为【】SSS_SINGLE_SELAe t+1Be t－1Ce －(t+1)De t分值: 2答案:B解析：根据实数域的位移定理：若L[f(t)]=F(s)，则L[f(t－a)]=e －as F(s)。

又因L[e t ]= ，则L[e t－1 ]= ，故本题选B。

7.F(s)=的拉氏反变换为【】SSS_SINGLE_SELABCD分值: 2答案:D解析：8.某系统的微分方程为+xo (t)=xi2 (t)，它是【】SSS_SINGLE_SELA 线性时变系统B 非线性系统C 线性定常系统D 以上说法均不正确分值: 2答案:B解析：用非线性方程描述的系统称为非线性系统。

机械工程控制基础简答题1、简述机械控制工程论的研究对象和研究任务。

【P2】答：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。

研究对象：广义系统研究任务：动力学问题2、什么是时间响应？时间响应由哪几部分组成？【P83】答：（1）系统在输入信号的作用下，其输出随时间的变化过程称为时间响应；（2）时间响应由瞬态响应和稳态响应两个部分组成。

3、任意列写物种典型环节的传递函数。

【P39-P45】答：（1）比例环节：G（s）=K；（2）惯性环节：G（s）=；（3）微分环节：G（s）=Ts；（4）积分环节：G（s）=；（5）振荡环节：G（s）=。

4、什么是最小相位系统？有何特点？与非最小相位系统的区别是什么？【P152】答：（1）在复平面【s】右半部分没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，具有最小相位传递函数的系统称为最小相位系统；（2）特点：①稳定系统中最小相位系统的相位变化范围最小；②在复平面【s】右半部分没有极点和零点；（3）区别：最小相位系统在复平面【s】右半部分没有极点和零点，非最小相位系统在复平面【s】右半部分有极点或零点；稳定系统中非最小相位系统的相位变化比最小相位系统的相位变化范围大。

5、对控制系统的基本要求是什么？【P15】答：①系统的稳定性②响应的快速性③响应的准确性（也可这样回答：对控制系统的基本要求一般归纳为稳定性、快速性和准确性。

）6、什么是传递函数的零点、极点和增益？【P38】答：系统传递函数G（s）是以复变数s作为自变量的函数，经因式分解写成一般形式G（s）（K为常数）上式中，当s=（j=1,2…，m）时，均有G（s）=0，故称,, …为G（s）的零点；当s=，G（s）的分母为均为0，即使G（s）取极值，故称为G（s）的极点。

K为系统增益。

7、什么是系统的频率特性？【P126】答：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率特性。

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机械工程控制基础简答题答案(1)机械工程控制基础简答题答案1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。

开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。

2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。

幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。

3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。

5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。

6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。

7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。

答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。

列出劳斯数列：s44s363s236s1-25/3s06所以第一列有符号变化，该系统不稳定。

8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。

（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。

（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。

《机械控制工程基础》习题及解答目录第１章绪论第２章控制系统的数学模型第３章控制系统的时域分析第４章控制系统的频域分析第５章控制系统的性能分析第６章控制系统的综合校正第７章模拟考试题型及分值分布第1章绪论一、选择填空题1。

开环控制系统在其控制器和被控对象间只有（正向作用）.P2A。

反馈作用 B.前馈作用 C。

正向作用 D。

反向作用2.闭环控制系统的主反馈取自（被控对象输出端）。

P3A.给定输入端B.干扰输入端 C。

控制器输出端 D。

系统输出端3。

闭环系统在其控制器和被控对象之间有（反向作用）。

P3A.反馈作用B.前馈作用 C。

正向作用 D.反向作用A。

输入量 B。

输出量 C。

反馈量 D。

干扰量4.自动控制系统的控制调节过程是以偏差消除(偏差的过程）。

P2-3A。

偏差的过程 B。

输入量的过程 C.干扰量的过程 D.稳态量的过程5.一般情况下开环控制系统是（稳定系统)。

P2A.不稳定系统B.稳定系统 C。

时域系统 D。

频域系统6.闭环控制系统除具有开环控制系统所有的环节外，还必须有（B)。

p5A.给定环节B.比较环节 C。

放大环节 D.执行环节7.闭环控制系统必须通过（C）。

p3A.输入量前馈参与控制 B。

干扰量前馈参与控制C。

输出量反馈到输入端参与控制 D。

输出量局部反馈参与控制8.随动系统要求系统的输出信号能跟随(C的变化)。

P6A。

反馈信号 B。

干扰信号 C。

输入信号 D。

模拟信号9。

若反馈信号与原系统输入信号的方向相反则为（负反馈）。

P3A。

局部反馈 B。

主反馈 C.正反馈 D.负反馈10．输出量对系统的控制作用没有影响的控制系统是（开环控制系统)。

P2A。

开环控制系统 B。

闭环控制系统 C.反馈控制系统 D.非线性控制系统11。

自动控制系统的反馈环节中一般具有（ B ）。

p5A。

.给定元件 B.检测元件 C．放大元件 D．执行元件12. 控制系统的稳态误差反映了系统的〔B 〕p8A. 快速性B.准确性C. 稳定性 D。

1：简述串联相位超前、相位滞后校正的优缺点是什么？答：相位超前校正优点：加快系统响应速度，提高系统相对稳定性。

缺点：稳态精度变化不大。

相位滞后校正优点：提高系统稳态精度，提高系统相对稳定性。

缺点：降低系统响应速度。

2试述绘制系统的伯德图的一般方法步骤？答1）由传递函数求出频率特性并将其化为若千典型环节频率特性相乘的形式，2）求出个典型环节的转角频率、阻尼比的参数，3）分别画出个典型环节的幅频率曲线的渐近线和相频曲线，4）将各环节的对数幅频率的渐近线进行叠加到系统幅频曲线的渐进线并对其进行修正，5）间隔环节相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。

3什么是系统的传递函数？应用传递函数分析系统时应必备什么条件？答：1）系统描述为时域问题，既有时间函数。

2）在描述范围内至少分段连续3）系统为线性4传递函数的定义是什么？一个物理可实现的系统，其传递函数有什么特征？答：线性定常控系统，当初是条件为零时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系统的传递函数。

一个物理可实现的系统，其传递函数分母阶段n应不小于分子阶段m,即n>=m. 5简要说明欲减低由输入和干扰信号引起的稳态误差，采取的措施有何不同、答：欲减低由输入信号引起的稳态误差，应提高系统开环放大倍数或在系统中增加积分环节（提高系统型次）欲降低有干扰信号引起的稳态误差，应在干扰信号作用之前的前向通道中增加放大倍数或增加积分环节。

6控制系统开环频率特性的三个频率段是如何划分的？它们各自反应系统系统哪方面的特性？一般将开环系统频率特性的复制穿越频率看成是频率响应的中心频率，把w<<wc的频率范围称为低频段，把wc附迫的频率范围称为中频段，把w>>wc 的频率范围称为高频段。

开环频率特性的低频段反应了系统的稳态性能，中频顿反映了系统的动态性能，高频段反映了系统拭抗高频干扰性能和系统的复杂性。

7简述劳斯稳定判据和乃亏斯特稳定判据在使用方法和功能上的区别。

全国自考（机械工程控制基础）-试卷1(总分56,考试时间90分钟)1. 单项选择题1. 系统的单位脉冲响应函数为g(t)=3e－0．2t，则系统的传递函数为【】A. B.C. D.2. 一阶系统的传递函数为G(s)=，则其单位阶跃响应曲线在t=0时的切线斜率为【】A. 1B. 1／2C. 2D. 7／23. 以下二阶欠阻尼系统性能指标中，只与其阻尼比有关的是【】A. 上升时间B. 峰值时间C. 调整时间D. 最大超调量4. 闭环主导极点的特点是【】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5. 开环传递函数G(s)H(s)=为【】系统。

A. 0型B. Ⅰ型C. Ⅱ型D. 相对稳定6. 下列因素中，与系统稳态误差无关的是【】A. 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7. 系统对单位斜坡函数输入R(s)=的稳态误差称为【】A. 位置误差B. 速度误差C. 加速度误差D. 系统误差8. 单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，则在单位斜坡输入下的稳态误差为【】A. 500B. 1／500C. 100D. 0．039. 一系统在扰动作用下的误差函数为EN(s)=，则系统由扰动引起的稳态误差essN等于【】A.B. 0C.D. ∞10. 要想减小二阶欠阻尼系统的调整时间ts，可以采取的措施是【】A. ωn不变，增大ζB. ζ不变，减小ωnC. ωn减小，增大ζD. ζ减小，增大ωn2. 填空题1. 负反馈指反馈回去的信号与原系统的输入信号相位相差________。

2. 单位脉冲函数的拉氏变换为________。

3. 在系统的输出表达式中，与初始条件有关的部分称为系统的补函数，与________有关的部分称为系统的特解函数。

4. 传递函数的量纲是根据________来决定的。

5. 在系统中凡有储存或积累特点的元件，都有________环节的特性。

江南大学现代远程教育 第一阶段测试卷考试科目:《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、某系统的微分方程为 )()()()(3t x t x t x t x i o o o =+- 则它是（ ）。

A 、线性定常系统B 、线性系统C 、非线性系统D 、非线性时变系统2、开环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3、机械工程控制论的研究对象是（ ）。

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4、对于控制系统，反馈一定存在与于（ ）。

A 、开环系统B 、线性定常系统C 、闭环系统D 、线性时变系统5、闭环系统的特点是系统中存在（ ）。

A 、执行环节B 、运算放大环节C 、反馈环节D 、比例环节6、开环控制系统的特点是（ ）。

A 、不能实行计算机控制B 、存在信息反馈C 、容易引起不稳定D 、结构简单，成本低7、线性定常系统的微分方程为)(4)(3)(2)(t x t x t x t x i o o o =+'+''则该系统极点为（ ）。

A 、;21;2121j s j s --=+-= B 、;2;221j s j s -=+= C 、0;2;2321=-=+=s j s j s D 、以上都对 8、系统数学模型是指（ ）的数学表达式。

A、输入信号B、输出信号C、系统的动态特性D、系统的特征方程9、系统传递函数为 G(s)=2 / (2s2+3s+1)，则系统放大系数为（）。

A、0.5B、1C、2D、无法确定10、下图所属环节为（）。

A、微分环节B、积分环节C、导前环节D、惯性环节11、以下传递函数属于振荡环节的是（）。