机械控制工程基础试题和答案.docx
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机械控制工程基础试题和答案
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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
s
2
b
2,则f(t)
A
sinbt
bcosbt
B
bsinbt
cosbt
C
sinbt
cosbt
D
bsinbt
bcosbt
4.已知
F(s)
1
,且a
0,则
f()
s(s
a)
A
0
B
1
C
1
D1
a
2a
5.已知函数f(t)如右图所示,则
F(s)
1
s
1
s
1
s
2
13
A
se
2s2e
B
se
s2
2s
1
s1
s
1
3s
3s
C
s2(se
2e
2e
2se)
D
1(es
1es
2es)
s
2s
6.某系统的传递函数为
G(s)
(s
10)
(s
,其零、极点是
10)(s3)
A零点
B零点
s10,s3;极点s10
s10,s3;极点s10
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C零点s10;极点s10,s3
D没有零点;极点s3
7.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)
10sin4t,则系统的单位阶跃响应函数为
A40cos4t
B
40
C2.5(cos4t1)
D
10
16
16
s
2
s2
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
1
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,
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
j0.1
1()
AG(j)2A1()e
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B
G(j)[2A1()]ej[1()0.1]
C
G(j)2A1()ej[1()0.1]
D
G(j
)
[2A1(
)]ej0.1
1(
)
13.已知
G(s)
k
,其相频特性为
(10.2s)(10.8s)
A
arctg0.16
B
arctg0.2
arctg0.8
C
(arctg0.2
arctg0.8)
D
arctg0.2
arctg0.8
14.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
A
s
1
B
1
s
1
C
1
1s
1
2
D
1
s
2
2
1s
2
1
15.设某系统开环传递函数为:
G(s)
10
,则此闭环系统
s2(3s1)
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
A
180
(
C)
B
(
C)
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C180(C)
D(C)180
17.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
ABode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
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
s
a,其中
a
b
s
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
1
A
B
0.05s
1
0.1s
1
C
D
0.5s
1
0.05s1
0.5s1
0.0005s1
0.005s1
20.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
B
2s
1
A
1
1
2s
0.5s
2.5s
1
D
0.4s
1
C
1
2.5s
1
0.4s
二、简答题(1,2
小题每题
7分,3,4小题每题
8分,共计
30分)
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1
1.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。
0.5s1
K
,且K1,T
0,试绘制其极坐标近似图(
Nyguist图)。
2.已知传递函数为G(s)
s2(Ts
1)
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kg(db)、剪切频率
c,相位
穿越频率g。
K
4.已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s),系统稳定的K值范围。
s(s4)(s5)
三、综合计算题(每题
16分,共80分)
1.如右图所示的电路系统,输入u1(t),输出电压u2(t)。
(1)建立系统的微分方程组;
(2)求系统的传递函数。
2.某系统方块图如图所示,简化该方块图,求出传递
Y(s)。
X(s)
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3.系统的方块图如下图所示,
a)求系统的单位阶跃响应;
b)当输入正弦信号x(t)10sin10t时,系统的稳态响应;
c)求系统的阻尼比和固有圆频率。
4.系统方块图如图所示,输入r(t)1(t),n(t)
1
1(t)。
2
求系统在r(t)、n(t)各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。
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5.已知系统的开环传递函数为GK
(s)
100(
0.2s
1)
,
1)(s
2
10s
s(s
100)
在答题纸上按照下图所给比例,画出Bode图的幅频图和相频图(幅频图用渐近线表示即可,但必须注明各转角频率、各直线的斜率;相频图不要求十分精确)
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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.
B
2.
C
3.
B
4.C
5.
C
6.
C
7.C
8.
D
9.
C
10.C
11.
D
12.
C
13.
C
14.A
15.
B
16.A
17.B
18.
C
19.
B
20.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)
11
1,解:
∵C(s)G(s)R(s)
0.5s1s
10.5
s0.5s1
∴c(t)1e2t
图如右所示。
2,解:
3,解:
稳定。
但相位稳定余量小,即稳定程度不好。
Kg(db),c,g如图所示。
4,解:
系统的特征方程为:
s39s220sK0
Routh阵如右所示,由Routh判据得:
0K180
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二、综合计算题(每题
16分,共80分)
1,解:
设流过R1的电流为i1(t),流过R2的电流为i2(t)
u1(t)
1
[i1(t)i2
(t)]dt
R1i1(t)
C1
则:
1
[i1(t)i2(t)]dt
R2i2(t)
u2(t)
C1
u2(t)
1
i2(t)dt
C2
对上式进行零初始条件拉氏变换得:
U1(s)
R1I1
(s)
1
[I1(s)
I2(s)]
C1s
1
[I
1(s)
I2(s)]
R2I2(s)
U2(s)
C1s
U2(s)
1
I2(s)
C2s
消去中间变量
I1(s),I2(s),得系统的传递函数为:
U2(s)
1
G(s)
U1(s)R1R2C1C2s(R1C1R2C2R1C2)s1
2,解:
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所以
Y(s)
[G1(s)
G2(s)]G3(s)
G(s)
1G3(s)
G1(s)G3(s)H(s)
X(s)
3,解:
a)
系统的传递函数为:
G(s)
10
0.1s2
s
10
1
10
Y(s)
0.1s2
s
10
从而
s
1
(s
5)
5
s
(s
5)2
(5
5)2
所以
y
t
)
1
e5t
cos5
t
5e5t
sin5
t
(
5
5
5
b)
y(t)
X0G(j
)sin(
t
)
10
10
10
(10
0.1102)2
102
sin(10t
arctg
100.1102)
10sin(10t
90)
c)
2n
10,
2
100
n
所以:
n
10,
0.5
4,解:
∵
而
1
4
E(s)
R(s)
2s
1
N(s)
6
4
6
4
1
2s1
1
2s1
s2
s2
R(s)
1
1
,N(s)
2s
s
∴essr
lims
1
1
1
6
4
s
13
s0
1
s2
2s
1
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4
1
4
essn
lims
2s
1
s0
1
6
4s
13
s2
2s
1
ess
essr
essn
1
4
5
13
13
13
5,解:
∵K
100
1
100
T1
1,
T2
5,
T3
10
∴系统的Bode图如下:
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