机械工程控制基础

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一、单项选择题

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. 反馈控制系统是指系统中有( )

A. 反馈回路 B. 惯性环节

C. 积分环节 D. PID

3.某系统的微分方程为)()()(2)(5000txtxtxtxi,它是( )

A. 线性系统 B. 线性定常系统

C. 非线性系统 D. 线性时变系统

4.设一个系统的传递函数为sess124,则该系统可看成为由( )串联而成。

A.惯性环节与延时环节 B. 比例环节、惯性环节与延时环节

C.惯性环节与导前环节 D. 导前环节、惯性环节与延时环节

5. 一阶系统KTs1的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为( )

A. KT B. KT C. KT2 D. KT2

6. 一系统的开环传递函数为32235()()()ssss,则系统的开环增益和型次依次为( )

A. 0.4,Ⅰ B. 0.4,Ⅱ C. 3,Ⅰ D. 3,Ⅱ

7.已知典型二阶系统的阻尼比为5.0,则系统的单位阶跃响应呈现( )。

A.等幅的振荡 B. 收敛的振荡 C. 发散的振荡 D. 恒值

8. 已知系统的传递函数G(s)=tseTsK1,其幅频特性|G(jω)|应为( )

A. KTe1 B. KTe1

C. KTe2221 D. KT122

9. 设ωc为幅值穿越(交界)频率,φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角,则相位裕度为( )

A. 180°-φ(ωc) B.φ(ωc)

C. 180°+φ(ωc) D. 90°+φ(ωc)

10 .单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=45ss(),则系统在r(t)=2t输入作用下,其稳态误差为( )

A. 104 B. 54 C. 45 D. 0

11.二阶系统的传递函数为G(s)=1222ssnn,在0<ζ<22时,其无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr的关系为( )

A. ωn<ωr B. ωn=ωr C. ωn>ωr D. 两者无关

12. Nyquist图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode图上的( )。

A. 1dB线 B. 10dB线 C. 100dB线 D. 0dB线

13. 线性系统的单位斜坡响应为Ttoetx1)(,则该系统的单位阶跃响应为( )。

A. ()1tTwte B. 1()TtTwte C. ()1tTwtTe D. ()tTwte

14、一个系统稳定的充要条件是( )。

A.系统的全部极点都在[s]平面的上半平面

B.系统的全部极点都在[s]平面的下半平面

C. 系统的全部极点都在[s]平面的右半平面

D. 系统的全部极点都在[s]平面的左半平面

二、数控直线运动工作台位置控制系统传递函数方框图如图1所示,要求根据方框图等效变换规则,化简图1,分别求系统在给定输入Xi(s)作用下的传递函数和系统在负载力矩ML(s)作用下得传递函数。

图1 (题二图)

四、已知单位反馈系统得闭环传递函数51)(ssBG,求(1)系统的单位阶跃响应;(2)系统的幅频特性和相频特性;(3)系统在xi(t) = 3sin(10t + 60°) 作用下的稳态响应。

五、已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为40110011sss(.)(.),请绘出开环频率特性对数坐标图(Bode图),在图上标出幅值裕度和相位裕度,并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能(要说明理由)。

六、图3给出了系统开环的Nyquist图,试用Nyquist稳定判据判断其对应的闭环系统的稳定性,要求说明理由。(图中P为开环系统具有正实部的特征根数目,υ为开环中积分环节的个数)

(a)p=1;υ=0 (b)p=0;υ=2 (c)p=1;υ=1

(d)p=1;υ=0 (e)p=1;υ=0

图3(题六图)