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机械工程控制基础考试题及答案机械工程控制基础是机械工程专业中非常重要的一个方面，掌握该领域的基本知识对机械工程师的工作至关重要。
在进行机械工程控制基础考试时，掌握学科基础知识与技巧应是首要准备，同样重要的还有解题能力。
因此，我们在此提供几道机械工程控制基础考试题及答案供大家参考。
1. 下列哪些控制系统是模糊控制系统？A. 摆线刀切削力控制系统B. 滤波器控制系统C. 股票市场交易系统D. 空调控制系统正确答案：A、C、D。
模糊控制系统是一种以模糊逻辑为基础，实现对复杂非线性系统的控制的一种方法。
股票市场交易系统属于复杂非线性系统，可以用模糊控制系统进行控制。
2. 控制系统的传递函数为：G(s) = 1 / [(s + 1)(s + 3)]，求其单位阶跃响应。
正确答案：G(s)的单位阶跃响应为：Y(s) = [1 / (s + 1)] - [1 / (s + 3)]，通过部分分式分解得到Y(t) = 1/2 - 1/2e^(-2t)。
因此，该系统的单位阶跃响应为Y(t) = 1/2 - 1/2e^(-2t)。
3. 下列哪个量不是PID控制器中的一个参数？A. 比例系数B. 积分时间C. 微分时间D. 控制信号正确答案：D。
PID控制器包括比例控制、积分控制和微分控制三个部分，分别由比例系数、积分时间和微分时间控制。
4. 一个反馈控制系统的开环传递函数为：G(s) = 1 / (s -1)，闭环传递函数为：H(s) = G(s) / (1 + G(s)), 求该控制系统的稳态误差。
正确答案：该控制系统的稳态误差为0。
5. 已知一个控制系统稳定，其零极点分布情况如下：零点为s= -1, -2；极点为s = -3, -4，判断该系统稳定类型。
正确答案：由于该控制系统的极点均位于左半平面，因此该控制系统稳定。
6. 下列哪种控制模式比例带宽越大，相对带宽越小？A. 位置控制模式B. 速度控制模式C. 加速度控制模式D. 跟踪控制模式正确答案：B。
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。
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 DA. 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 BA ．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？ CA.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 CA ．-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)= C A.ωKB. 2K ωC. 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 BA. 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 DA ．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 AA.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 DA ．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 CA.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= AA. 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 AA. -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 BA ．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 DA.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 CA ．)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__ 相频特性 __。
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 。
1、简答题1、控制系统的基本要求。
1）、简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）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？第二题在复平面【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，反之，在【s 】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，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。
此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T 时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。
如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。
4）、简述系统超前校正网络的校正原理在对数幅频特性曲线上有20db/dec 段存在，故加大了系统的剪切频率Wc 、谐振频率Wr 与截止频率Wb ，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。
5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3：采用串级控制抑制内回路扰动。
6）、简要说明比例积分微分PID 控制规律中P 、I 和D 的作用(1)比例系数Kp 直接决定控制作用的强弱，加大Kp 可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp 过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定(2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止(3)微分的控制作用是跟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，求：（1） 当不存在速度反馈)0(=a 时， 试确定单位阶跃输入动态响应过程的r t ，s t 和%σ。
机械工程控制基础考试题及答案TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-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 +。
《机械控制工程基础》课程习题集一、单选题1. t e 2-的拉氏变换为（ ）。
A.s21； B. 15.0+s ； C. 21+s ；D.21se 2- 2. )(tf 的拉氏变换为)2(6][+=s s s F ，则)(t f 为（ ）。
A. te23-； B. te21--； C. )1(32t e --； D. te26-3. 脉冲函数的拉氏变换为（ ）。
A. 0 ；B. ∞；C. 常数；D. 变量4. ()t t f δ5)(=，则=)]([t f L （ ）。
A. 5 ；B. 1 ；C. 0 ；D.s55. 已知)52)(2(33)(22+++++=s s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。
A. ∞ ； B. 0 ； C. 0.6 ； D. 0.36. 已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。
A. 0 ；B. ∞ ；C. 0.75 ；D. 37. 已知sn e sa s F τ-=2)(其反变换f (t)为（ ）。
A.)(ττa t n a -⋅； B. )(τn t a -⋅； C. τn te a -⋅； D. )(1τn t a-⋅ 8. 已知)1(1)(+=s s s F ，其反变换f (t)为（ ）。
A. te -1； B. te -+1； C. te --1； D. 1--te9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为（ ）。
A.se s 2242-+ ； B. 4)4(22++s ； C.4)1(2++s s； D.se s s 224-+ 10. 图示函数的拉氏变换为（ ）。
A.)1(12s e s a ττ--； B. )1(12s e s a ττ--； C. )1(1se s a ττ--；D. )1(12s e sa ττ- 11. 若)(∞f =0，则][s F 可能是以下（ ）。
选择题.1. 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2. 系统的输出信号对控制作用的影响（）。
A. 开环有B. 闭环有C. 都有3. 若F(s)=421s+，则Lim f tt→0()=( )。
A. 4B. 2C. 04. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的直线，则其放大倍数K（）。
A. K 〉10B. K 〉1C. K 〉05. 对于系统的抗干扰能力（）。
A. 闭环强B. 开环强C. 两者一样6. 积分环节的频率特性与（）重合。
A. 负虚轴B.正虚轴C. 虚轴7. 放大环节对数幅频特性为位于横轴上方与角频率ω无关且平行于横轴的直线，则其放大倍数K（）。
A. K =1B. K 〉1C. K < 18. 传递函数是复变量s的有理真分式函数，分子的阶数m( )分母的阶数n 且所有系数均为实数。
A. 大于或等于B. 大于C. 小于或等于9. 线性系统稳定的充分必要条件是它的所有特征根具有（）的实数部分。
A. 负B. 正C. 零10. 系统的输出信号对控制作用的影响（）。
A. 开环有B. 闭环有C. 都有11.对于欠阻尼二阶系统,下列描述正确的的是（）。
A. 当ξ保持不变时，ωn 越大，系统的超调量σP越大B. 当ωn 不变时，阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大C. 当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的超调量σ越小12. 设单位反馈系统开环传递函数为G(s)=1/Ts,输入信号为r(t)=3t，则系统稳态误差ess等于（）。
A. TB. 3TC. 6T13. 惯性环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为（）dB/dec。
A. 20B. -40C. -2014. 振荡环节对数幅频特性曲线高频段的渐近线斜率为（）dB/dec。
A. 20B. -40C. -2015. 下列校正环节的相位特征分别归类为相位超前校正的是（）。
A.P调节器B. PD调节器C. PID调节器16 当系统稳态性能不佳时，一般可采用以下措施改善（）。
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．L[ f (t)]s b2，则 f (t ) 2b2sA sin bt b cosbtB b sin bt cosbtC sin bt cosbtD b sin bt bcos bt4 F ( s)1，且 a0 ，则f ( )．已知s( s a)A0B1C1D 1 2a a5．已知函数f (t)如右图所示，则 F ( s)A 1s12e sB1s213 e2ses22s s sC 12 (se s 1 e s 1 e3 s2se 3s ) s22D 1 (e s 1 e s2e s )s2s6．某系统的传递函数为G( s)(s10)( s ，其零、极点是10)( s 3) A零点s10 ， s3；极点s10C零点s10 ；极点s10 ， s3D没有零点；极点s37．某典型环节的传递函数为G (s)Ts ，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g(t )10 sin 4t ，则系统的单位阶跃响应函数为A 40 cos 4t B40 C 2.5(cos 4t 1)D10s2s21616 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111．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，Ts1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G( s)G1 (s)G2 ( s) ，且已分别测试得到：G1 ( j ) 的幅频特性G1 ( j)A1 ( ) ，相频 G1 ( j) 1()G2 ( j ) 的幅频特性G2 ( j) 2 ，相频 G2 ( j )0.1则A G( j )2A1 () e j 0.11 ( )B G( j ) [2 A 1 ()] e j[1() 0.1 ]C G( j) 2A 1 ( ) e j[ 1( ) 0.1 ]DG( j) [2 A 1 ( )] ej 0.11()13．已知 G (s)k，其相频特性为(10.2s)(1 0.8s)Aarctg 0.16B arctg 0.2 arctg 0.8 C(arctg 0.2arctg 0.8 )Darctg 0.2arctg 0.814．若系统的 Bode 图在 1 处出现转折（如图所示） ，其渐近线由20db / dec 转到0db / dec ，这说明系统中有一个环节是As1B1s1C11s12 D1s 221s2115．设某系统开环传递函数为：G (s)10，则此闭环系统s 2 (3s 1)A稳定B 不稳定C 临界稳定D满足稳定的必要条件16． (c ) 为开环频率特性幅值等于1 时的相位角，则相位裕度等于A180 (C )B(C )C 180(C )D (C )18017．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 (1, j0) 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DBode 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sa，其中 a bs b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c200 ，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0.5s 1AB0.05s 1 0.1s 1 CD0.5s10.05s 1 0.5s 10.0005s 10.005s 120．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率c1处提供最大相位超前角的是0.5s 1 B2s1A112s0.5s2.5s 1 D0.4s 1C12.5s10.4s二、简答题（ 1,2 小题每题 7 分， 3,4 小题每题8 分，共计 30 分）11．试求一阶系统的单位阶跃响应c(t ) ，画出近似响应曲线，并标出时间常数T 的值。
《机械控制工程基础》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《机械控制工程基础》（编号为09010）共有单选题,计算题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。
一、单选题1. t e 2-的拉氏变换为（ ）。
A.s21； B. 15.0+s ； C. 21+s ；D.21se 2- 2. )(tf 的拉氏变换为)2(6][+=s s s F ，则)(t f 为（ ）。
A. te23-； B. te21--； C. )1(32te--； D. t e 26-3. 脉冲函数的拉氏变换为（ ）。
A. 0 ；B. ∞；C. 常数；D. 变量4. ()t t f δ5)(=，则=)]([t f L （ ）。
A. 5 ；B. 1 ；C. 0 ；D.s55. 已知)52)(2(33)(22+++++=s s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。
A. ∞ ； B. 0 ； C. 0.6 ； D. 0.36. 已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。
A. 0 ；B. ∞ ；C. 0.75 ；D. 37. 已知sn e s a s F τ-=2)(其反变换f (t)为（ ）。
A.)(ττa t n a -⋅； B. )(τn t a -⋅； C. τn te a -⋅； D. )(1τn t a-⋅ 8. 已知)1(1)(+=s s s F ，其反变换f (t)为（ ）。
A. t e -1；B. t e -+1；C. t e --1；D. 1--t e9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为（ ）。
A.ses 2242-+ ； B. 4)4(22++s ； C.4)1(2++s s； D.se s s 224-+ 10. 图示函数的拉氏变换为（ ）。
1、简答题1、控制系统的基本要求。
1）、简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）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？第二题在复平面【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，反之，在【s】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，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。
此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。
如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。
4）、简述系统超前校正网络的校正原理在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在，故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。
5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节3：采用串级控制抑制内回路扰动。
6）、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用(1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定(2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止(3)微分的控制作用是跟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，求：（1）当不存在速度反馈)0(=a时，试确定单位阶跃输入动态响应过程的r t，s t和%σ。
（1）a=0时，()()42G ss s=+，()2424ss sΦ=++，所以0.5,2nζω== rt=，pt=，%eσ=（2）确定0.7ζ=时的速度反馈常数a值，并确定ttr=)(时系统的稳态误差sse。
考虑内反馈时，()()()()242444244124s s asss a ss s as++Φ==++++++0.7ζ=，所以2440.2a aζ+=∴=()()41 2.80.72.84sspG s es s K=∴===+3.如图所示系统，122Gs=+，()233Gs s=+（1）判断系统的稳定性；（2）求静态误差系数p k ，v k ，a k ；（3）当系统输入为()()()30.21r t t t =+，求系统的稳态误差；（4）若系统的干扰为()()0.11n t t =，求系统在输入和干扰共同作用下的稳态误差。
（1）()()()()()12321261566G s G s s G s G s s s s Φ==++++ 有劳斯表，可判定第一列均大于0，所以系统稳定。
（2）()()()()()()1201202120lim lim 1lim 0p s vs a s K G s G s K sG s G s K s G s G s →→→==∞====（3）120.200.2ss ss ss ve e e K =+=+= （4）()()()()00320.1lim lim 0.1236ss ssr ssnssn n s s e e e s e s E s s s s s s →→=+-+===-+++ 0.20.10.1ss ssr ssn e e e ∴=+=-=4. 已知系统结构图如下图所示，化简系统结构图，求出系统的传递函数C(s)/R(s)。
5.化简系统结构框图，并求()()C s R s 和()()C s N s 。
()s()s6、求下图所示系统的传递函数()()0i U s U s 。
U)siU)si7、求下图力学模型的传递函数()sΦ。
()i x t为输入位移，()o x t为输出位移。
f18、已知单位反馈的最小相位系统，其开环对数幅频特性如下图所示，试求（1）开环传递函数；（2）计算系统的相位裕度，并判断系统的稳定性；（3）若将其对数频率特性曲线向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
（华南理工考试题）解：（1）设()()()1211KGs s T s T s =++，由图可知，1210,0.05T T ==20lg0,10=10kdb k ωω==∴传递函数为()()()101010.051Gs s s s =++（2）()22101110010.051c c c cωωωω=∴=++ （近似计算）()()18018090arctan10arctan0.05 2.91c c c G j γωωω=+∠=+---=所以，系统稳定。
（3）右移十倍频程，可得()()()10010.0051Gs s s s =++，()()10,18018090arctan arctan 0.005 2.91c c c c G j ωγωωω'=''''∴=+∠=+---=相角裕度不变，截止频率扩大10倍，系统响应速度加快。
9、设系统开环传递函数为：()()()515K G s s s s =++，作出系统的开环幅频和相频特性曲线，并判断系统的稳定性。
10、设电子心率起搏器系统如下图所示：（南航考试题）其中，模拟心脏的传递函数相当于一纯积分器，试求：（1） 若0.5ζ=对于最佳响应，问起搏器的增益K 为多大？ （2） 若期望心速为60次/min,并突然接通起搏器，问1s 后实际心速为多大？瞬时最大心速为多大？（3） 10、()()()220,0.0512020k KG s s s s s s K=Φ=+++（4） （1）20.5,220,20,20n n K K ζζωω====（5） （2）()240020400s s s Φ=++，闭环极点，1,210s =-±（6） 脉冲响应()()10th t ej -=+（7） 阶跃响应()()()10060601tt c t h t dt e -==+⎰()160.0029/min c =次（8）()p t 0.181s ==， %e16.5%σ==最大心率()60116.5%69.9+=次。
11、系统方框图如下图所示。
求：（1）输出对指令信号的传递函数()()o i X s X s ； （2）输出对扰动信号的传递函数()()o X s N s ；（3）要消除扰动对系统的影响，()c G s 应如何选取。
、解：（1）()()()()()()()012121i X s G s G s X s G s G s H s =+（2）()()()()()()()()()210121n c i G s G s G s G s X s N s G s G s H s +⎡⎤⎣⎦=+（3）()()()1n c G s Gs G s =-，可以消除扰动对系统的影响12、根据系统图，及所对应的阶跃响应曲线，确定系统质量M 、阻尼系数C 和弹簧刚度K 的数值。
（武汉科技考试题）1.012、解：()()()2X s 1F s ms cs ks Φ==++p M e0.095==，0.6ζ=()()()t s 0300limc t lims C s 1,K 300Kc →∞→∞====∴= ()p t 0.2s==，19.6n ω=n ωζ==，求得：c 18.36,m 0.78==13、控制系统方块图如下图所示。
（中科院考试题）（1） 确定是闭环系统稳定的参数KKt 的取值范围；（2） 若要求：系统的最大超调量为10%，调整时间为1.5秒（5%的误差带），试确定参数K 和Kt 的值。
13、解：(1)由结构图求闭环传递函数，应用劳斯判据K Kt>1(2)由超调量求ζ，由调节时间求n ω，对比传递函数标准型求得K 及Kt 。
14、（南航考试题）系统结构如图所示，()(1)KG s s Ts =+，定义误差()()()e t r t c t =-。
试求：（1）若希望（a ）图中，系统所有的特征根位于s 平面s=-2的左侧，且阻尼比为0.5，求满足条件的K 、T 的取值范围。
（2）求（a ）图中系统的单位斜坡输入下的稳态误差。
（3）为了使稳态误差为零，让斜坡输入先通过一个比例微分环节，如图（b ）中所示，试求出合适的K 0值。
14、解：（1）由劳斯稳定判据求得。
1s s 2=+（2）ss e 1K =（3）()()()()2Ts 1KK ER s C s s Ts s K s +-=-=++ ()0ss s 001KK e limsE s 0KK 1K→-===∴=15、设单位负反馈系统开环传递函数为()210()4100k G s s s s =++。
（武汉科技考研题）求（1）写出系统开环幅频、相频特性表达式；（2）绘制系统开环对数幅频特性（渐近线）和相频特性； （3）确定该系统的相位穿越频率，并判断系统的稳定性。
16、某单位负反馈系统的开环传递函数为()()1KG s s Ts =+，已知在正弦输入信号()sin2r t t =作用下，系统的稳态输出为()sin 22ss c t t π⎛⎫=- ⎪⎝⎭，试确定系统单位阶跃响应的超调量与调整时间。
（电子科大）、解：由开环传递函数G （s ）得()2T Ks s s KΦ=++，，()()j21,j22πΦ=∠Φ=-1,K 4T 0=-=，K=2,T=0.5,=0.5,2rad s n ζω∴=进而求pM e16.3%==，()s 3t 3s nζω==17、（1）已知一最小相位系统开环的对数幅频特性如下图所示。
试写出系统开环传递函数G(s)，计算相位裕度γ和增益裕度h 。
（2）若系统原有的开环传递函数为()()210010.1s G s s+=，而校正后的对数幅频特性正如下图，求串联校正装置的传递函数。
（东北大学）ω17、解：（1）系统开环传递函数()()()()12221K s 1K Ts 14G s 1s T s 1s s 1100⎛⎫+ ⎪+⎝⎭==++120lg 40lg 40,100K dB K ωω=-=∴=21004()11cc c A ωωω==，25cω=()18066.9c γϕω=+=， 增益裕量为∞（2）校正前开环传递函数为()()210010.1s Gs s+=前 校正后的开环传递函数为()()()21000.2510.011s Gs s s +=+后所以，()()()()0.2510.0110.11c s G G s G s s +==++后前18、设单位负反馈系统的开环传递函数为：k()()(1)G S H S s s =+，要求 设计串联无源超前校正网络Gc(S)，使校正后系统满足下列指标： 1) 响应t t r =)(时的稳态误差ess=0.05，；2) 相角裕度45γ''≥︒；3) 截止频率ωc ≥7.5radS -1。
