2018年度機械施工組織控制基礎學習知識考試題及其規(guī)范標準答案

1、.填空題（每空1分，共20分）1.線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應用疊加原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。2 .反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)輸入量和反饋量 的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。3 .在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=。4 .當且僅當閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實部都是負數(shù)_時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。5.方框圖中環(huán)節(jié)的基本連接方式有串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和反饋連接。6 .線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在初始條件為零時，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。7 .函數(shù)te-at的拉氏變換為1(s a)212. 0型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性低頻段漸近線的斜率為0dB/dec,高8. 線性定常系統(tǒng)在正弦

2、信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關系稱為相頻特性9 .積分環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為20 dB / dec。10.二階系統(tǒng)的阻尼比E為 _0_時，響應曲線為等幅振蕩。ess=0。11.在單位斜坡輸入信號作用下，n型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差度為 20lgKp。13.單位斜坡函數(shù)t的拉氏變換為14.根據(jù)系統(tǒng)輸入量變化的規(guī)律，控制系統(tǒng)可分為恒值 控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。15.對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面:穩(wěn)定性、快速性和準確性。16.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，與輸入量、擾動量的形式無關。17.決定二階系統(tǒng)動態(tài)性能的兩個重

3、要參數(shù)是阻尼系數(shù)E和無阻尼自然振蕩頻率Wn。18.設系統(tǒng)的頻率特性G (j 3) = R( 3 )+jl( 3 ),則幅頻特性 |G(j3 )F JR2(W)I 2 (w)。19.分析穩(wěn)態(tài)誤差時，將系統(tǒng)分為0型系統(tǒng)、I型系統(tǒng)、II型系統(tǒng)，這是按開環(huán)傳遞函數(shù)的積分環(huán)節(jié)數(shù)來分類的。20.線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是它的特征方程式的所有根均在復平面的 左 部分。第四21 .3從0變化到+ B時，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖在象限，形狀為圓。22.用頻域法分析控制系統(tǒng)時，最常用的典型輸入信號是 一正弦函數(shù)_。23.二階衰減振蕩系統(tǒng)的阻尼比E的范圍為01。24. G(s)=- 的環(huán)節(jié)稱為Ts 1慣性環(huán)節(jié)。

4、25.系統(tǒng)輸出量的實際值與輸出量的希望值之間的偏差稱為誤差。26.線性控制系統(tǒng)其輸出量與輸入量間的關系可以用線性微分方程來描述。27.穩(wěn)定性、上速宜和準確性是對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求。28.二階系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)是2Wn2。S 2 WnSWn29.設系統(tǒng)的頻率特性為 G(j ) R(j ) jI(),則R()稱為實頻特性30.根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性，控制系統(tǒng)可分為線性 控制系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、31.對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面:快速性和準確性32 階振湯環(huán)節(jié)的諧振頻率3r與阻尼系數(shù)E的關系為33.根據(jù)自動控制系統(tǒng)是否設有反饋環(huán)節(jié)來分類，控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系

5、統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。34.用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和數(shù)坐標圖示法。35.二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)E0.707 時，為最佳阻尼系數(shù)。這時系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。1.傳遞函數(shù)的定義是對于線性定常系統(tǒng) 在初始條件為零的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。2. 瞬態(tài)響應是系統(tǒng)受到外加作用激勵后，從初始狀態(tài)到最終或穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程。3. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點是系統(tǒng)特征方程的根必須為負實根或負實部的復數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。4. 1型系統(tǒng)G（s）在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為d在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為乂。5.頻率

6、響應是系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。6.如果系統(tǒng)受擾動后偏離了原工作狀態(tài)，擾動消失后，系統(tǒng)能自動恢復到原來的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)是（漸進）穩(wěn)定的系統(tǒng)。7.傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號無關，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的線性定常系統(tǒng)。8.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關。9. 如果在系統(tǒng)中只有離散信號而沒有連續(xù)信號，則稱此系統(tǒng)為離散 （數(shù)字）控制系統(tǒng)，其輸入、輸出關系常用差分方程來描述。Wc （截止頻10.反饋控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性三頻段的劃分是以率）附近的區(qū)段為中頻段，該段著重反映系統(tǒng)階躍響應的穩(wěn)定

7、性和快土冃匕。速性；而低頻段主要表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能11.對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性和精確或準確性。單項選擇題：1.當系統(tǒng)的輸入和輸出已知時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為B.系統(tǒng)辯識A. 最優(yōu)控制C.系統(tǒng)校正D.自適應控制2.反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有A.反饋回路B.慣性環(huán)節(jié)3.(C.積分環(huán)節(jié):)=s1a，(a 為常數(shù))D.PID調(diào)節(jié)器A. L : e atB. L : eat:D. L : e4. L :聞=(A.(s 2)3C.(s 2)35. 若 F(S)=，貝y Limf(t)=(、/ 2s 1t 0、B.D.1 a(s a) 2 sA. 4B. 2C

8、. 06.已知f(t)=eat,(a為實數(shù))，則A.旦s aC. 1s(s a)0B.7.f(t)= 0 t 2 ,則 L:f(t):=(1a(s a)D.-1a(s a)A.-sC. -e2ssB.D.-e2ss浜2ss8.某系統(tǒng)的微分方程為5xo(t) 2x0 (t) Xo(t)xi (t)，它是(A.線性系統(tǒng)B.線性定常系統(tǒng)C.非線性系統(tǒng)D.非線性時變系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=e-2s，它是(A.比例環(huán)節(jié)B.延時環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)G(s)=疋弓転,其無阻尼固有頻率3A. 10B. 5C. 2.5D. 2512. 一階系統(tǒng)K1 Ts的單位脈沖響應曲線在t=0處的斜率為(

9、B. KTA. T13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=C. qD. qT2T2K ,則其單位階躍響應函數(shù)為(A. 1e Kt/T B. Ket/TTs 1C. K(1 - e- t/T)D. (1 - eKt/T)10. 圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為A.RCs 1B RCs RCs 1C. RCs+1D RCs 1 RCs11.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為14. 圖示系統(tǒng)稱為(系統(tǒng)。A. 0B.C.D.15.延時環(huán)節(jié)G(s)=eC. 9 0s16.對數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應的傳遞函數(shù) G（s ）為（A. 1+TsC. TsB.丄1 TsD. (1+Ts)217.圖示對的環(huán)節(jié)為A. TsB. 丄1 TsC

10、.1+TsD. TS18.設系統(tǒng)的特征方程為D（s）=s3+14s2+40s+40 t =0 ,則此系統(tǒng)穩(wěn)定的tA. T 0B. 0 T 1419.典型一階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時間與(）有關。A.增益B.誤差帶C.增益和阻尼比D.阻尼比和無阻尼固進，有頻率20.若系統(tǒng)的 Bode圖在3 =5處O)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折（如圖所示），這說明系統(tǒng)中有值范圍為（D. T 0）環(huán)節(jié)。A. 5s+1B. (5s+1)2C. 0.2s+1 D.(0.2s 1)221.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=7)(s,其零、極點是(4s 1)(s 3)A.零點 s=- 0.25,s=3;極點 s=- 7,s=2B.零點s=7,s= 2;極

11、點 s=0.25,s=3C.零點 s= 7,s=2;極點 s= 1,s=3D.零點s= 7,s=2;極點 s= 0.25,s=322. 一系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為鳥爲，則系統(tǒng)的開環(huán)增益和型次依次A. 0.4 , IB. 0.4 , n23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(S)= ts1TsC. 3, I,其幅頻特性D. 3, nG(j 3 )丨應為A.C.K2D.DKB. ke25.設3 c為幅值穿越(交界)頻率，$ ( 3 c)為開環(huán)頻率特性幅值為1時的C. 180 + $(3 c)D. 90 +$ ( 3 c)相位角，則相位裕度為(B. $ ( 3 c)A. 180 $ ( 3 c)26.單位反饋控制系

12、統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)在 r(t)=2ts(s 5)輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為（A. 巴B. 44C.D. 027. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（s）=1s22 ns2,在 0VZVn昱時，其無阻尼2固有頻率3 n與諧振頻率3 r的關系為（A. 3 nV 3 rB. 3 n= 3 rD.兩者無關28.串聯(lián)相位滯后校正通常用于 （A. 提高系統(tǒng)的快速性B. 提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度C.減少系統(tǒng)的阻尼D.減少系統(tǒng)的固有頻率29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率3c=4處提供最大相位超前角的是（B.C 01s 10.625s 1D0.625s 10.1s 130.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知

13、其剪切頻率則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，A.0.004s1B0.4s 1 4s 1C. 4s 110s 1D.4s 10.04s10.4s 1單項選擇題（每小題1分，共30分)1.B2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.B11.B12.C13.C14.B15.B16.D17.C18.B19.D20.D21.D22.A23.D24.C25.C26.A27.C28.B29.D30.B通過適當調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是()、填空題（每小題2分，共10分）1.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的增益、關。2.個單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為32

14、s 5s 4s，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為開環(huán)增益為3.二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其調(diào)整時間ts與阻尼比、有關。4.極坐標圖（Nyquist圖）與對數(shù)坐標圖（Bode圖）之間對應關系為：極坐標圖上的單位圓對應于Bode圖上的;極坐標圖上的負實軸對應于Bode圖上的5.系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與有關，與無關。填空題（每小題2分，共10分）1.型次輸入信號2.s3+5s2+4s+K=0，占3.誤差帶無阻尼固有頻4.0分貝線 180 線5.本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)輸入1.線性系統(tǒng)和線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于A .線性系統(tǒng)有外加輸入，非線性系統(tǒng)無外加輸入。B .線性系統(tǒng)無外加輸入，非線性系統(tǒng)有外加輸入。C.線性系統(tǒng)滿足迭加原理

15、，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理。D .線性系統(tǒng)不滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)滿足迭加原理2 .令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的A. 代數(shù)方程B .特征方程C. 差分方程D .狀態(tài)方程時域分析法研究自動控制系統(tǒng)時最常用的典型輸入信號是A .脈沖函數(shù)B .斜坡函數(shù)C. 拋物線函數(shù)D .階躍函數(shù)設控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=sd匕該系統(tǒng)為C. II型系統(tǒng)D .111型系統(tǒng)二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性（）,當時，其相位移（）為A . -270 -180 C. -9006.根據(jù)輸入量變化的規(guī)律分類，控制系統(tǒng)可分為A. 恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)B. 反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)

16、前饋一反饋復合控制系統(tǒng)C. 最優(yōu)控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)D. 連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)采用負反饋連接時，如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳H(s)則其等效傳遞函數(shù)為G(s)1 G(s)G(s)1 G(s)H(s)階系統(tǒng)G(s)=C.KTs +1B .11 G(s)H(s)DG(s)1 G(s)H(s)的時間常數(shù)T越大，貝y系統(tǒng)的輸出響應達到穩(wěn)態(tài)值的時間B .越短C.不變A .越長D .不定時間函數(shù)變換正弦函數(shù)B .單位階躍函數(shù)C.單位脈沖函數(shù)D .復變函數(shù)10 .線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下A .系統(tǒng)輸出信號與輸入信號之比B .系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之比C.系統(tǒng)輸入信號的

17、拉氏變換與輸出信號的拉氏變換之比D .系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換之比11.若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=亠，則其頻率特性的實部R( 3 )是12.(A )K12T2K1 T分環(huán)節(jié)C.B . -r12t2K性相位移eD .-1頻率特)=13.A. 90 B. -90 C. 0 D. -180 積分環(huán)節(jié)頻率特性相位移e)=A. 90 B. -90 C. 0 D. -180 14.傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動態(tài)性能，它與下列哪項因素有關?A.輸入信號B.初始條件C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)D.輸入信號和初始條件15. 系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的A.充分條件B.必要條件C.

18、充分必要條件D.以上都不是y1（t）和16. 有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為U1（t）和U2（t）時，輸出分別為當 輸入為a1U1（t）+a2U2（t）時1,32為常數(shù)），輸出應為A. aiyi(t)+y 2(t)B. aiyi(t)+a2y2(t)C. aiyi(t)-a2y2(t)D. yi(t)+a2y2(t)17.I型系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性的低頻段斜率為A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)18.19C. 0(dB/dec)設系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為A. 25B. 5G(s)=D. +20(dB/dec),則系統(tǒng)的阻尼比為25s2 5s25C.sinD. 1氏變換B. _2sD

19、.亠s20.二階系統(tǒng)當0六. 系統(tǒng)如圖5所示，r（t） 1（t）為單位階躍函數(shù)，試求:1.系統(tǒng)的阻尼比 和無阻尼自然頻率 n。（5分）2.動態(tài)性能指標：超調(diào)量 Mp和調(diào)節(jié)時間ts（5%） 0 （5分）21ns(s 2 n)0.5viC122. Mp e*100% 16.5%ts - 3(s)s n 0.5 2 丿七.如圖6所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下ess 2.25時，K的數(shù)值。(10分)D(s) s(s 3)2 K s3 6s2 9s由勞斯判據(jù)：3 s2ss10s1654 K6K第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得又有：ess 40 K 54ess4 K GiGjG 35l+GlG

20、 iHl+GiHi+GiOsHiCCO八、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。解:R(S)C(S)Hi/G2Gi G21+ G2H2R(S)fc-G1G2C(S)1+ G2H2+G1H1九、如下圖所示，將方框圖化簡，并求出其傳遞函數(shù)。R(S)解:R(S)R(S)R(S)一Gi G2G 3C(S)1+ G2H1+ G1G2H1三、簡答題（共16分）1.（4分）已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為2s 4s 32.（4分）已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)的脈沖響應表達式。，試問該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)？系統(tǒng)的單位階躍響應穩(wěn)態(tài)值為多少3.（4分）已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應如下，如果將阻尼比Z增X卜4X

21、 iLp_ o T r 1X pi14s2 2s 13 = 3 n等點準確表示，其余定性畫出）。大（但不超過1），請用文字和圖形定性說明其單位階躍響應的變化。4.（4分）已知各系統(tǒng)的零點 、極點（X）分布分別如圖所示，請問各個系 統(tǒng)是否有非主導極點，若有請在圖上標出。四、計算題（本大題共6小題，共44分）1. （7分）用極坐標表示系統(tǒng)的頻率特性（要求在2. （7分）求如下系統(tǒng)R（s）對C（s）的傳遞函數(shù)，并在圖上標出反饋通道、順饋通道。3. （6分）已知系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器為C 、 （Tas 1）（T4S 1） t t cG0（s） ,T3、T4 0s問是否可以稱其為PID調(diào)節(jié)器，請說明理由。4.（8分）求如圖所示機械網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)，其中X為輸入位移，丫為輸5.（10分）已知單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為出位移。s（0.1s 1）40.01s 1），請繪出頻率特性對數(shù)坐標圖（Bode圖），并據(jù)圖評價系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能和靜態(tài)性能（要說明理由）。6.（6分）請寫出超前校正裝置的傳遞函數(shù)，如果將它用于串聯(lián)校正，可 以改善系統(tǒng)什么性能？三、簡答題（共16分）g(t)=e-t e 3t,t 01. L 丄s 4s 3