(完整版)大工《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題

1、大工2018年春機(jī)械工程控制基礎(chǔ)期末考試復(fù)習(xí)題A.匚<0B.匚=0C.0<匚<1D.匚三12、F（s）=S+1已知函數(shù)s（s+a），則f的終值f）。A.C.aD.1/a3、某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)100s2+12s+100A.10rad/sB.0.1rad/s4、作為一個(gè)控制系統(tǒng)，一般來說（A.開環(huán)不振蕩B.閉環(huán)不振蕩5、系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（A.+gB.-gC.1rad/sD.0.01rad/s）。c.開環(huán)一定振湯D.閉環(huán)一定振蕩）。C.0D.以上都不對則無阻尼自然頻率°n等于（）。Ks（s+K）,則該系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為（G（s）=6、一階單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函

2、數(shù)為）。A.K>0B.K>1C.0VKV10D.K>-1題號(hào)12345678910答案BDAADACCAB題號(hào)11121314151617181920答案DCCCBABCDA題號(hào)21222324252627282930答案BDABCCABDB題號(hào)31323334353637383940答案CABDBCABDB一、單項(xiàng)選擇題（本大題共40小題，每小題2分，共80分）1、當(dāng)二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)分布在s平面的虛軸上時(shí),系統(tǒng)的阻尼比匚為（）。第1頁共13頁7、某一系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)加速度誤差為一常數(shù)，則該系統(tǒng)為（）系統(tǒng)。A0型BI型C.II型D.以上選項(xiàng)都不對第3頁共13頁8、以下關(guān)于系統(tǒng)

3、穩(wěn)態(tài)偏差的說法正確的是（）。A. 穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.穩(wěn)態(tài)偏差只取決于系統(tǒng)輸入和干擾C.穩(wěn)態(tài)偏差與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)、輸入和干擾等有關(guān)D.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差為09、在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中，以電流為輸出，電壓為輸入，兩者之間的傳遞函數(shù)是（）。A. 比例環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C.慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)10、自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)中必須具有（）。A. 給定元件B.檢測元件11、在階躍函數(shù)輸入作用下，阻尼比（A. Z=0B.Z>1C.放大元件D.執(zhí)行元件）的二階系統(tǒng)，其響應(yīng)具有減幅振蕩特性C.Z=1D.0<Z<112、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G（S）"KTs+1則該系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)

4、的快速性（）。A. 與K有關(guān)B.與K和T有關(guān)C與T有關(guān)D.與輸入信號(hào)大小有關(guān)G（、8（s+3）G（s）=13、一階閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為s（2s+3）（s+2）,貝y該系統(tǒng)為（）。A. 0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為8B.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為8C.I型系統(tǒng)，開環(huán)增益為4D.0型系統(tǒng)，開環(huán)增益為414、線性系統(tǒng)和非線性系統(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)滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)不滿足疊加原理D. 線性系統(tǒng)不滿足疊加原理，非線性系統(tǒng)滿足疊加原理15、令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，貝可得到系統(tǒng)的（）。A.

5、代數(shù)方程B.特征方程C.差分方程D.狀態(tài)方程16、單位脈沖函數(shù)的拉氏變換為（）。111A.1B.C.-D.-S2sas17、奈奎斯特判據(jù):依據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)極坐標(biāo)圖與（）點(diǎn)之間的位置關(guān)系對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性作出判別。A.（-1,1）B.（-1,0）C.（0,1）D.（0,0）18、采用負(fù)反饋形式連接后，則（）。A.定能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定B.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能一定會(huì)提咼C.需要調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，來改善系統(tǒng)性能D.定能使干擾引起的誤差逐漸減小，最后消除19、如果系統(tǒng)特征方程的根落在虛軸上，則系統(tǒng)處于（）狀態(tài)。A.穩(wěn)定的B.發(fā)散的20、如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，則系統(tǒng)（）。A.不能工作C.可以工作但過渡過程時(shí)間長21、串聯(lián)相

6、位滯后校正通常用于（）。A.提高系統(tǒng)的快速性C.偏離平衡的D.臨界穩(wěn)定的B.可以工作，但穩(wěn)態(tài)誤差很大D.可以正常工作B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度D.減少系統(tǒng)的固有頻率22、若F(s)二4s+1S2+s，則limf(t)=(tt0）。C.減少系統(tǒng)的阻尼D.4D.以上選項(xiàng)都不對）。A.0C.D.8A.1B.0C.g23、積分環(huán)節(jié)的相頻特性為（）。A-90oB90oC0o24、對于影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，下列說法正確的是（A.系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性互不影響B(tài). 為獲得滿意的系統(tǒng)性能，需要綜合考慮阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率C. 阻尼比可以無限制增大來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D. 以上選項(xiàng)都不對25、對于斜坡輸入信號(hào)r（t

7、）=Rt的I型系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（）。26、直接對控制對象進(jìn)行操作的元件，稱為（）。A.給定元件B.反饋元件C.執(zhí)行元件D.校正元件27、控制系統(tǒng)對單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過程中，響應(yīng)曲線第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時(shí)間為（）。A.延遲時(shí)間B.上升時(shí)間C.峰值時(shí)間D.調(diào)整時(shí)間A.靜態(tài)特性C.穩(wěn)態(tài)特性29、傳遞函數(shù)是（）。A.實(shí)變量函數(shù)C.復(fù)定量函數(shù)30、奈奎斯特判據(jù)是一種（A代數(shù)判據(jù)C.微分判據(jù)28、機(jī)械工程控制理論的研究對象是機(jī)械工程系統(tǒng)中的（）。B. 動(dòng)態(tài)特性D. 以上選項(xiàng)都不對B. 實(shí)定量函數(shù)D.復(fù)變量函數(shù)）。B. 幾何判據(jù)D.以上選項(xiàng)都不對31、通過系統(tǒng)的輸入和輸出來確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參

8、數(shù)，這個(gè)過程稱為（）。A系統(tǒng)分析B.系統(tǒng)最優(yōu)控制C.系統(tǒng)辨識(shí)D.以上選項(xiàng)都不對32、系統(tǒng)穩(wěn)定與否由系統(tǒng)特征根的（）決定。A.實(shí)部B.虛部C. 模D.以上選項(xiàng)都不對A.對數(shù)分度、對數(shù)分度C線性分度、對數(shù)分度34、頻率特性和頻率響應(yīng)（）A.沒有聯(lián)系也沒有區(qū)別C.只有區(qū)別沒有聯(lián)系35、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指，（A.靜態(tài)C.常態(tài)33、波德圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別采用的是（）。B對數(shù)分度、線性分度D線性分度、線性分度B只有聯(lián)系沒有區(qū)別D. 既有聯(lián)系又有區(qū)別）過程的振蕩傾向和系統(tǒng)能否恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力B. 動(dòng)態(tài)D.以上選項(xiàng)都不對36、（）屬于線性系統(tǒng)的性質(zhì)。A.齊次性B.疊加性C. A和B都對D.以上選項(xiàng)都不

9、對37、齒輪系統(tǒng)中的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速的關(guān)系屬于（）。A.比例環(huán)節(jié)B.積分環(huán)節(jié)C. 慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)38、系統(tǒng)特征方程的各項(xiàng)系數(shù)符號(hào)一致，是系統(tǒng)穩(wěn)定的（）A.充分條件B.必要條件C. 充要條件D.以上選項(xiàng)都不對39、頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)對（）輸入的穩(wěn)態(tài)輸出。A.階躍B.斜坡C.加速度D.正弦40、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)形式與系統(tǒng)阻尼比（）。A.沒有關(guān)系B.關(guān)系密切C.有時(shí)相關(guān)、有時(shí)不相關(guān)D.以上選項(xiàng)都不對二、填空題（本大題共51小空，每小空2分，共102分）答案：4. 好5. 增大6. 快7. 0008. 指數(shù)9. 瞬態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)靜態(tài)速度誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差無阻尼自然頻率斜坡加速度實(shí)驗(yàn)法傳遞函數(shù)狀態(tài)

10、方程反饋聯(lián)接靜態(tài)加速度誤差系數(shù)10. 串聯(lián)并聯(lián)11. 靜態(tài)位置誤差系數(shù)12. 動(dòng)態(tài)誤差13. 阻尼比14. 階躍15. 理論分析法16. 微分方程17. 快190820阻尼比大21負(fù)數(shù)22實(shí)頻特性虛頻特性23疊加24-2025慣性26相頻特性271/s228.8029極對數(shù)30.1/s31.0.70732.積分18四半圓1、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在t=0處的斜率越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度快2、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T越小，系統(tǒng)跟蹤單位斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差越小3、系統(tǒng)的相位穿越頻率是開環(huán)極坐標(biāo)曲線與實(shí)軸相交處的頻率。4、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的相位裕量越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性。5、欠阻尼二階系統(tǒng)的輸出信號(hào)隨阻尼比減小

11、振蕩幅。6、慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角頻率越大其輸出響應(yīng)。7、11型系統(tǒng)跟蹤斜坡信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差為，其靜態(tài)位置誤差系數(shù)等于。8、當(dāng)輸入量發(fā)生突變時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的輸出量不會(huì)突變，而是曲線變化。9、穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分為與。10、控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式有、和。11、靜態(tài)誤差系數(shù)包括、和。12、系統(tǒng)的誤差可以分為和。13、二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)的性能由和決定。14、位置誤差、速度誤差、加速度誤差分別指輸入是、和輸入時(shí)所引起的輸出上的誤差。15、建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法有和兩種。16、工程上常用的數(shù)學(xué)模型包括、和。17、一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度越。18、s從0變化到+8時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖在第象

12、限，形狀為。19、I型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為。20、在二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)中，最大超調(diào)量僅與有關(guān)，當(dāng)它越小時(shí)，最大超調(diào)量越。21、當(dāng)且僅當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特征方程的所有根的實(shí)部都時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。22、設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為G(jo)二Re()+jlm()，則Re(®)稱為，Im(®)稱為。23、線性控制系統(tǒng)最重要的特性是可以應(yīng)用原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。24、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dB/dec。k25、環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=-。Ts+126、線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差隨頻率而

13、變化的函數(shù)關(guān)系稱為。27、單位斜坡函數(shù)的拉氏變換為。28、在單位斜坡輸入信號(hào)作用下,0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為,II型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為，29、用頻率特性分析法研究控制系統(tǒng)時(shí)，常采用的圖示法為坐標(biāo)圖示法和坐標(biāo)圖示法。30、單位階躍函數(shù)的拉式變換為。31、二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù):=時(shí)，為最佳阻尼系數(shù)。這時(shí)系統(tǒng)的平穩(wěn)性與快速性都較理想。32、分析穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，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)所包含的環(huán)節(jié)數(shù)目來分類的。三、判斷題(本大題共15小題，每小題2分，共30分)1、如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是線性的，這種系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。2、控制系統(tǒng)對單位階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)過程中，響應(yīng)曲線超過其穩(wěn)態(tài)值

14、而達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間叫做調(diào)整時(shí)間。3、線性系統(tǒng)的微分方程中，無論是因變量、自變量或它們的導(dǎo)數(shù)，它們的次數(shù)都不高于一次。4、系統(tǒng)特征方程的各項(xiàng)系數(shù)均不為零，是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。5、自動(dòng)控制理論主要由經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制論和智能控制論組成的。6、拉式變換的初值定理可確定系統(tǒng)或元件的初始狀態(tài)。7、若系統(tǒng)特征根的實(shí)部全都小于0，系統(tǒng)不穩(wěn)定。8、能用一階微分方程描述的系統(tǒng)稱為一階系統(tǒng)。9、勞斯判據(jù)是一種幾何判據(jù)。10、框圖是系統(tǒng)中各元件功能和信號(hào)流向的圖解表示。11、所謂系統(tǒng)，是指同類事物按一定的關(guān)系組成的整體。12、一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為Ts。13、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)所決定

15、，與輸入信號(hào)的形式無關(guān)。14、同一個(gè)線性系統(tǒng)對不同幅值階躍輸入的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間不同。15、波德判據(jù)是奈奎斯特判據(jù)的另一種描述法。四、簡答題（本大題共11小題，每小題10分，共110分）1、何謂開環(huán)控制系統(tǒng)？何謂閉環(huán)控制系統(tǒng)？答案：當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)的輸入不受系統(tǒng)的輸出影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)的任一環(huán)節(jié)的輸入受到系統(tǒng)的輸出影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。2、何謂控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？何謂穩(wěn)態(tài)誤差？答案：穩(wěn)定性：若某個(gè)處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)受到外來作用的影響，經(jīng)過一個(gè)過渡過程仍能回到平衡狀態(tài)，這個(gè)系統(tǒng)就是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)誤差：系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過度到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)，或系統(tǒng)

16、受擾動(dòng)又重新平衡后，系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)偏差，這種偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：優(yōu)點(diǎn)：精度高，不管出現(xiàn)什么干擾，只要被控制量的實(shí)際值偏離給定值時(shí)，閉環(huán)控制就會(huì)產(chǎn)生控制作用來減小這一偏差。缺點(diǎn)：這類系統(tǒng)是靠偏差進(jìn)行控制。在工作過程中系統(tǒng)總會(huì)存在偏差，由于元件的慣性，很容易引起振蕩，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。4、用極坐標(biāo)圖表示頻率特性的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：優(yōu)點(diǎn):在一幅圖上同時(shí)給出了系統(tǒng)在整個(gè)頻率域的實(shí)頻特性、虛頻特性、幅頻特性和相頻特性。它比較簡潔直觀地表明了系統(tǒng)的頻率特性。缺點(diǎn):不能明顯地表示出系統(tǒng)傳遞函數(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的作用，繪制較麻煩。5、控制工程主要研究并解決的問題是什么？答案

17、：（1）系統(tǒng)分析（2）系統(tǒng)最優(yōu)控制（3）系統(tǒng)辨識(shí)6、減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有哪些？答案：提高系統(tǒng)的開環(huán)增益；增加系統(tǒng)的型號(hào)；復(fù)合控制；前饋控制7、何謂結(jié)構(gòu)框圖？何謂函數(shù)框圖？答案：結(jié)構(gòu)框圖：將系統(tǒng)中各元件的名稱或功用寫在框圖單元中，并標(biāo)明它們之間的連接順序和信號(hào)流向，主要用來說明系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理。函數(shù)框圖：把元件或環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)寫在框圖單元內(nèi)，并用表明信號(hào)傳遞方向的箭頭將這些框圖單元連接起來，主要用來說明環(huán)節(jié)特性、信號(hào)流向及變量關(guān)系，便于分析系統(tǒng)。8、用框圖表示系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：（1）只要依據(jù)信號(hào)的流向，將各環(huán)節(jié)的框圖連接起來，就能容易地構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)；（2）通過框圖可以評價(jià)每個(gè)環(huán)節(jié)對系

18、統(tǒng)性能的影響，便于對系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。9、用波德圖表示頻率特性的優(yōu)點(diǎn)是什么？答案：（1）根據(jù)對數(shù)的特性，采用對數(shù)坐標(biāo)以后，乘除法運(yùn)算就轉(zhuǎn)化為加減法運(yùn)算；（2）波德圖采用的是半對數(shù)坐標(biāo)系，即它的橫坐標(biāo)采用對數(shù)分度，縱坐標(biāo)采用的是線性分度：與均勻分度相比，橫坐標(biāo)的對數(shù)分度便于在較寬的頻率范圍內(nèi)研究頻率特性；縱坐標(biāo)單位為分貝，可以減小對數(shù)幅頻特性的斜率。10、繪制系統(tǒng)方框圖的方法是什么？答案： 列出描述系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方程式； 假定初始條件等于零，對方程式進(jìn)行拉氏變換，求出環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，并將它們以方塊的形式表示出來； 將這些方塊單元結(jié)合在一起，以組成系統(tǒng)的完整方框圖。11、建立線性微分方程式的步

19、驟是什么？答案：（1）首先將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)環(huán)節(jié)。（2）寫出每一環(huán)節(jié)（或元件）輸出信號(hào)和輸入信號(hào)相互關(guān)系的運(yùn)動(dòng)方程式。（3）消去中間變量，最后得到只包含輸入量和輸出量的方程式；（4）化成標(biāo)準(zhǔn)形式，即輸出量和輸入量各占方程式的一側(cè)，且各階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)按降冪排列。五、計(jì)算題（本大題共4小題，每小題20分，共80分）1、設(shè)某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，試確定系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)系數(shù)K的取值范圍。圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解：由結(jié)構(gòu)圖寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)為K10K(s+5)s3+15s2+50s+50KC(s)=s(01s+1)=K2s+1)R(s)i+K002s3+0.3s2+s+K1s(0.1s+1)(0.2s+1)系統(tǒng)閉環(huán)特征方程式為s3+15s2+50s+50K=0列出羅斯表如下：s3150s21550K15-K（3分）s105s050K0為使系統(tǒng)穩(wěn)定，羅斯表中第一列各項(xiàng)系數(shù)必須為正數(shù)，即15-K0所以有：>0即得0<K<15、50K>0可見，只要0vKV15就能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。2、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為s（4s+1）2s+1）為使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定K的取值范圍？解：該系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為s（4s+l）2s+1）+