2015年10月自考机械工程控制基础(02240)试题及答案解析与评分标准

2015年10月全国自考（机电一体化系统设计）真题试卷(题后含答案及解析)题型有：1. 单项选择题 2. 简答题 3. 计算题 4. 简单应用题 6. 综合应用题单项选择题1．在系统中负责处理由测量模块和接口模块提供信息的模块称为【】A．软件模块B．微计算机模块C．通信模块D．驱动模块正确答案：B解析：微计算机模块在系统中负责处理由测量模块和接口模块提供的信息。

2．对滚珠导轨，每个滚动体所承受的许用载荷[P]与滚珠直径d的关系是【】A．[P]与d成正比B．[P]与d2成正比C．[P]与d成反比D．[P]与d2成反比正确答案：B解析：对于滚珠导轨，许用值[P]＝Kd2fH。

可见，许用栽荷[P]与d2成正比。

3．已知双波传动谐波齿轮的柔轮齿数zR＝200，刚轮齿数zG＝202。

当柔轮固定，波发生器输入，刚轮输出时，谐波齿轮传动速比为【】A．101B．100C．－100D．－101正确答案：A解析：柔轮固定，波发生器输入，刚轮输出，则传动比为iHG＝＝101。

4．电阻应变片式传感器主要用于测量【】A．长度和加速度B．位移和振动C．线位移和转速D．力和力矩正确答案：D5．下列操作中，不会改变直流伺服电动机的机械特性硬度的是【】A．增大电枢电压B．减小励磁电流C．增大电枢电阻D．减小电枢电阻正确答案：A解析：直流伺服电动机的机械特性硬度｜tanα｜用理想空载转速和堵转转矩定义为｜tanα｜＝，由此可见，机械特性强度与电枢电压无关。

6．具有励磁电流较小、体积较小、机械强度较高、无接触电刷等特点的固定磁阻电动机是【】A．直流伺服电动机B．交流伺服电动机C．反应式步进电动机D．超声波电动机正确答案：B解析：固定磁阻电动机包括直流伺服电动机和交流伺服电动机。

交流伺服电动机的特点是励磁电流较小，体积较小，机械强度较高，无接触电刷。

7．采样一数据系统中，若考虑对系统响应速度的影响时，采样周期应为闭环系统最小时间常数的【】A．(0．1～1)倍B．5倍C．2倍D．10倍正确答案：A解析：若考虑对系统响应速度的影响，选择采样周期的一条良好的法则是：采样周期应小于或等于系统的最小时间常数。

控制工程控制基础》习题集机电系“控制工程基础”教研小组编二O 一五年一月•第一部分：单选题 (1)• 第二部分：多选题（多选、少选、错选均不得分） (13)•第三部分：简答题 (24)•第四部分：建模题 (27)•第五部分：稳定性分析题 (36)•第六部分：结构图简化题 (37)•第七部分：时域分析题 (41)•第八部分：频域分析题 (44)•第九部分：稳态分析题 (47)•第十部分：校正分析题 (50)第一部分：单选题1. 自动控制系统的反馈环节中必须具有[b ]a.给定元件 b .检测元件c .放大元件d .执行元件2. 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 ]a .比例环节b .积分环节c .惯性环节d .微分环节3. 如果系统不稳定，则系统[a ]a.不能工作b .可以工作，但稳态误差很大c .可以工作，但过渡过程时间很长d .可以正常工作4. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B ]调节器。

a .比例b .比例积分c .比例微分d .比例积分微分5. 单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[B ]:11 2a. Sb. —c. -yd. SS S26. 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 ]A .比例环节B .积分环节C .惯性环节D .微分环节7. 如果系统不稳定，则系统[A ]A. 不能工作B .可以工作，但稳态误差很大C .可以工作，但过渡过程时间很长D .可以正常工作8. 已知串联校正网络（最小相位环节）的渐近对数幅频特性如下图所示。

试判断该环节的相位特性是[A ]:A. 相位超前B.相位滞后C.相位滞后-超前D.相位超前-滞后I"OdB/dec-Zin+20dB/dec 丨• ■'HH= |i------------------- 1----- - ---------- 1 ------------------- ■II /■0dB/dec9. 在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器通常采用[B ]调节器。

《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________、_________ 。

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。

2015年全国自考机械工程控制基础模拟试卷(一)一、单项选择题（本大题共15小题,每小题2分,共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

第1题【正确答案】 B【你的答案】本题分数2分第2题【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第3题【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第4题【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第5题下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据 ()A. 劳斯判据B. 胡尔维茨判据C. 乃奎斯特判据D. 以上选项都不正确【正确答案】 C【你的答案】本题分数2分第6题【正确答案】 C【你的答案】本题分数2分第7题【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第8题【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第9题下面关于系统稳态误差的说法正确的是 ()A. 系统型次λ越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小B. 系统型次λ越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小C. 系统型次λ越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小D. 系统型次λ越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小【正确答案】 A【你的答案】本题分数2分第10题【正确答案】 D【你的答案】本题分数2分第11题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. 减少系统的自然频率【正确答案】 B【你的答案】本题分数2分第12题主导极点是指()A. 距离实轴最近的极点B. 距离虚轴最近的极点C. 距离虚轴最远的极点D. 距离实轴最远的极点【正确答案】 B【你的答案】本题分数2分第13题设系统的特征方程为D(s)=s3+s2+2=0,则此系统()A. 稳定B. 临界稳定C. 不稳定D. 稳定性不确定【正确答案】 C【你的答案】本题分数2分第14题【正确答案】 D【你的答案】本题分数2分第15题超前校正装置的最大超前相位角可趋近()A. －90°B. －45°C. 45°D. 90°【正确答案】 D二、填空题(本大题共5小题，每小题2分，共10分。

机械工程控制基础考试题及答案Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】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 。

第一章绪论 控制论的中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制 机械工程控制论：就是研究系统以其输入、输出三者之间的动态关系。

信息：一切能表达某种含义的信号、密码、情报和消息 信息的传递：信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或转换。

信息的反馈：就是把一个系统的输入信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去，如果反馈回去的讯号（或作用）的方向相反（相位相差180°）则称之为负反馈;如果方向或相位相同，则称之为正反馈。

开（闭）环系统：系统的输出量对系统无（有）控制作用，或者说系统中无（有）反馈回路 第二章 拉氏变换 若f(t)的拉氏变换F （s ）存在，则f(t)必须满足：①在任一有限区间上，f(t)分段连续，只有有限个间断点 ②t →∞时，f(t)的增长速度不超过某一指定函数，即满足【f(t)】≤Meat ﹒(m,a 均为实数)。

拉氏变换的性质：①线性性质：拉氏变换是个线性变换，若有常数k1k2,函数f1(t),f2（t)，则L[k1f1(t)+k2f2 (t)]=k1L[f1(t)]+K2L[f2（t)]=K1F1(S)+K2F2(S)②实数域的位移定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），对任一正实数a,有L[f （t-a)]=e-as.F （s ），f(t-a)为为延迟时间a 的函数f(t).③复数域的位移定理 ：f(t)的拉氏变换为F （s ）对任一常数a （实数或复数），有2[e-atf(t)]=F(s+a) ④相似定理：L[f(at)]=a 1F(as) ⑤微分定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），则L[f'(t)]=s.f(s)-f(0+) ⑥积分定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），则L[∫t0f(t)dt]=s s F )(+s1f(-1）（0+） ⑦初值定理：若函数f(t)及其一阶导数都是可拉氏变换的，则函数f(t)的初值为f(0+)=lim 0+→t f(t)=ss lim ∞→F （s) ⑧终值定理：若函数f(t)及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处的唯一极点外，sf(s)在包含jw 轴的右半平面是解析的，则函数f(t)的终值为lim ∞→t f(t)=)(lim 0s F s s → ⑨)()]([)(s F dsdt f t L t f t -=⋅⋅的拉氏变换 ⑩L[tt f )(]=⎰∞s ds s f )( 第三章 系统的数学模型数学模型是系统动态特性的数学表达式，在单输入-单输出系统的瞬态响应分析和频率响应分析中，采用的是传递函数表示的数学模型；另一方面，在现代控制理论中，数学模型则采用状态空间表达式。

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。

1.控制系统——输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。

2.稳态响应——系统受到外加作用激励后，时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。

3.叠加原理——系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。

4.串联校正——将校正装置串联在原传递函数方框图的前向通道中，来改变系统的结构，以达到改善系统性能的方法。

5.时间响应——机械工程系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应。

6.方块图——系统中各环节的功能和信号流向的图解表示方法。

7.稳定性——自动控制系统在受到扰动作用使平衡状态破坏后，经过调节能重新达到平衡状态的性能。

8.相位裕量——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。

9.闭环控制系统——设有反馈环节的自动控制系统，系统的输出量对系统有控制作用。

10.数学模型——系统动态特性的数学表达式，系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。

11.叠加原理——系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。

12.复合控制——把顺馈补偿和反馈控制结合起来的控制方式称为复合控制。

13.反馈——把一个系统的的输出信号不断直接地或经过中间变换或部分地返回，再输入到系统中去。

14.脉冲响应函数——当一个系统受到一个单位脉冲激励时，它所产生的响应称为脉冲响应函数。

15.频率特性——不断改变系统的入正弦信号的频率（由0变化到无穷大）时，输出信号与输入信号的幅值比和相位差的变化情况。

16.幅频特性——输出信号与输入信号的幅值比。

反馈控制原理：用反馈检查到偏差再去校正消除偏差。

控制系统基本要求：稳定性，快速性，准确性。

频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波函数，则其稳态输出一定是同频率的谐波函数，将输出的幅值与输入的幅值之比定义为系统的幅频特性。

将输出的相位与输入的相位之差定义为系统的相频特性。

《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。

动态性13.输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（B ）p3A。

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。

2015年10月高等教育自学考试全国统一命题考试机械工程控制基础试卷(课程代码02240)科目本试卷共3页，满分100分，考试时间150分钟。

考生答题注意事项：1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。

答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。

2．第一部分为选择题。

必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。

3．第二部分为非选择题。

必须注明大、小题号，使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。

4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。

第一部分选择题一、单项选择题(本大题共l0小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。

未涂、错涂或多涂均无分。

1．机械工程控制论的研究对象是A．机床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．机床进给系统的控制论问题D．机械工程技术中的控制论问题2．已知f(t)==0．2t+1，则L[f(t)]=3．某典型系统的传递函数为G(s)=s，它是A．比例环节B．积分环节C．微分环节D．惯性环节4．系统的静态位置误差系数Kp定义为5．已知系统传递函数为，则频率特性的相位为6．系统类型，开环增益K对系统稳态误差的影响为A．系统型次越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小B．系统型次越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小C. 系统型次越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小D。

系统型次越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小7．系统方框题7图如图所示，则该系统的开环传递函数为8．奈奎斯特图与伯德图的关系是A．奈奎斯特图上的单位圆相当于伯德图上的一20分贝线B．奈奎斯特图上的单位圆相当于伯德图上的+20分贝线C．奈奎斯特图上的单位圆相当于伯德图上的零分贝线D．奈奎斯特图上的单位圆相当于伯德图上的+1分贝线9．下列频域性能指标中根据开环系统来定义的是A．截止频率B．B．谐振频率，与谐振峰值M rC．频带宽度D．相位裕量与幅值裕量k g10．奈奎斯特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第二部分非选择题二、填空题(本大题共10小题。

机械控制工程基础习题试题及其答案。

1.简短回答问题1.控制系统的基本要求。

1)简要描述闭环控制系统的组成。

测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件2)和非最小相位系统的特性是什么，与最小相位系统有什么不同？第二个问题是复杂的平面【s】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数。

相反，在【s】在右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。

具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，而具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统。

简述了系统串联滞后校正网络的校正原理。

该迟滞校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T时，增益全部降低20gb(db)，但相位几乎没有降低。

如果这个频率范围内的增益增加到原来的直接增益，当然低频带的增益也会增加。

4)简述系统导线校正网络的校正原理。

对数幅频特性曲线上有20db/dec段，因此系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr和截止频率Wb增加。

结果，系统的带宽增加，系统的响应速度加快。

此外，由于相位提前，相位裕量也可能增加，导致系统的相位稳定性增加。

5)减少或消除系统稳态误差的主要措施是什么？1:在扰动前增加系统开环增益或系统前向通道增益2:在系统的前向信道或主反馈信道上设置串联集成链路3:采用串级控制抑制内环干扰。

6)简要说明比例积分微分PID控制律中P、I和D的作用(1)比例系数Kp直接决定控制函数的强度。

增加Kp可以减小系统的稳定性误差，提高系统的动态响应速度。

然而，过大的Kp会恶化动态品质，导致被控量振荡，甚至导致闭环系统的不稳定。

(2)在比例调节的基础上增加积分控制，可以消除系统的稳态误差。

因为只要有偏差，其积分产生的控制量总是用于消除稳态误差，并且控制功能不会停止，直到积分达到零。

(3)微分的控制功能与偏差的变化速度有关。

2.已知控制系统的结构图如下图所示，计算如下:s-1，简短回答1.控制系统的基本要求。

1)简要描述闭环控制系统的组成。

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。