2022年机械工程控制基础考试题及答案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -填空题 每空 1 分,共 20 分 1. 线性掌握系统最重要的特性是可以应用_叠加 _原理, 而非线性掌握系统就不能；2反馈掌握系统是依据输入量和 统；_反馈量 _的偏差进行调剂的掌握系3在单位斜坡输入信号作用下,0 型系统的稳态误差 ess= _；4当且仅当闭环掌握系统特点方程的全部根的实部都是 _负数 _时,系统是稳固的；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

2、 的拉氏变换为s12；a8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_dBdec；10二阶系统的阻尼比 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,型系统的稳态误差 ess=_0_；120 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 ；1 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - -

3、 - - - - - - - - - - - - -13单位斜坡函数t 的拉氏变换为1；2 s14. 依据系统输入量变化的规律,掌握系统可分为_恒值 _掌握系统、_随动 _ 掌握系统和程序掌握系统；15. 对于一个自动掌握系统的性能要求可以概括为三个方面：稳固性、_快速性 _和精确性；16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数打算,与 _输入量、扰 动量 _的形式无关； 和 _无阻尼 17. 打算二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数 自然振荡频率 wn ；18. 设 系 统 的 频 率 特 性 j =R +jI , 就 幅 频 特 性 |Gj |=R2 w I2 w ；19. 分析稳态误

4、差时,将系统分为0 型系统、 I 型系统、 II 型系统 ,这是按开环传递函数的 _积分 _环节数来分类的；20. 线性系统稳固的充分必要条件是它的特点方程式的全部根均在复平面的 _左_部分；21 从 0 变化到 +时,惯性环节的频率特性极坐标图在 _第四_象限,外形为 _半_圆；22. 用频域法分析掌握系统时,最常用的典型输入信号是 _正弦函数 _；23二阶衰减振荡系统的阻尼比 的范畴为 0 1；24Gs= K 的环节称为 _惯性 _环节；Ts 125系统输出量的实际值与 _输出量的期望值 _之间的偏差称为误差；26线性掌握系统其输出量与输入量间的关系可以用 _线性微分 _2 细心整理归纳

5、精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -方程来描述；27 稳固性、 快速性和精确性是对自动掌握系统性能的基本要求；28二阶系统的典型传递函数是2 s22 w ns2 w n；w n29设系统的频率特性为GjRjjI,就R称为实频特性30. 依据掌握系统元件的特性,掌握系统可分为 非线性 _掌握系统；_线性 _ 掌握系统、31. 对于一个自动掌握系统的性能要求可以概括为三个方面：稳固性、快速性和 _精确性 _；32.

6、二阶振荡环节的谐振频率 r 与阻尼系数 的关系为 r= n 1 2 2 ；33.依据自动掌握系统是否设有反馈环节来分类,掌握系统可分为 _开环_掌握系统、 _闭环 _掌握系统；34.用频率法争论掌握系统时,采纳的图示法分为极坐标图示法和_对数坐标 _图示法；35. 二阶系统的阻尼系数 =_0.707_ 时,为正确阻尼系数； 这时系统的平稳性与快速性都较抱负；1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比；2. 瞬态响应是系统受到外加作用鼓励后,从初始状态到最终或稳固 状态的响应过程；3. 判别系统稳固性的动身点是系统特点方程的根必需为

7、负实根或负 实部的复数根,即系统的特点根必需全部在复平面的左半平面是 系统稳固的充要条件；3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4. I 型系统 G s K2在单位阶跃输入下,稳态误差为0 ,在单位加s s速度输入下,稳态误差为 ；5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应,频率特性包括幅频和相频 两种特性；6. 假如系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消逝后,系统能自动复原到原先的工作状态,这样的系

8、统是渐进 稳固的系统；7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅打算于系统本身的 结构和参数,并且只适于零初始条件下的线性定常系统；8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的 开环传递函数有关；9. 假如在系统中只有离散信号而没有连续信号,就称此系统为离散 数字 掌握系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述；10. 反馈掌握系统开环对数幅频特性三频段的划分是以 c（截止频 率）邻近的区段为中频段,该段着重反映系统阶跃响应的稳固性和快 速性；而低频段主要说明系统的稳态性能；11. 对于一个自动掌握系统的性能要求可以概括为三个方面：稳固 性、快速 性和精确或精确性；单项挑选

9、题 ：1.当系统的输入和输出已知时,求系统结构与参数的问题,称为 B.系统辩识A. 最优掌握C.系统校正D.4 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2.反馈掌握系统是指系统中有 A. 反馈回路 B.惯性环节C.积分环节 D.PID3. = s 1a,a 为常数 A. L eatB. L eatC. L etaD. L et+a4.Lt 2e 2t= A. s 12 3 B. a s 1a C. s

10、 22 3 D. s 235.如 Fs= 2 s 41,就 Lim f t t 0 = A. 4 B. 2 C. 0 D. 6.已知 ft=e at,a 为实数 ,就 L0 f t dt= tA. s aa B. a s a 1C. s s 1a D. a s 1a 7.ft= 30 tt 22,就 Lft = A. 3s B. 1s e 2 sC. 3s e 2 s D. 3s e 2 s8.某系统的微分方程为 5 x 0 2 x 0 x 0 x i ,它是 A. 线性系统 B.线性定常系统C.非线性系统D.非线性时变系统9.某环节的传递函数为Gs=e2s,它是 B.延时环节A. 比例环节5

11、 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -C.惯性环节 D.微分环节10.图示系统的传递函数为 A. 11RCsB. RCs1RCsC. RCs+1 D. RCsRCs 111.二阶系统的传递函数为 Gs=4 s2 3s 100 ,其无阻尼固有频率 n 是 A. 10 B. 5 C. 2.5 D. 25 12.一阶系统 1 KTs 的单位脉冲响应曲线在 t=0 处的斜率为 A. KT B. KT C.

12、 T K2 D. T K213.某系统的传递函数 Gs= Ts K1,就其单位阶跃响应函数为 A. T 1eKt T B. KT et T C. K1 et/T D. 1eKt/T 14.图示系统称为 型A. 0 B. C. D. 15.延时环节 Gs=e s 的相频特性 Gj 等于 B. A. C.D.6 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -16.对数幅频特性的渐近线如下列图,它对应的传递函数

13、Gs为 A. 1+Ts B. 1 1TsC. Ts 1 D. 1+Ts 217. 图 示 对 应 的 环 节 为 A. Ts B. 11TsC. 1+Ts D. Ts 118.设系统的特点方程为 Ds=s 3+14s 2+40s+40 =0,就此系统稳固的 值范畴为 A. 0 B. 0 14 D. 019.典型二阶振荡环节的峰值时间与 A. 增益 B.误差带C.增益和阻尼比D.阻尼比和无阻尼固有频率20.如系统的 Bode 图在 =5 处显现转折 如下列图 ,这说明系统中有 环节；7 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 37

14、页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A. 5s+1 B. 5s+12C. 0.2s+1 D. 11 2 s=7,s= 2;极 . 0 2 s21.某系统的传递函数为Gs= 4 ss7s2 3,其零、极点是 1 sA. 零点 s=0.25,s=3;极点 s=7,s=2 B.零点点 s=0.25,s=3 C.零点 s=7,s=2;极点 s=1,s=3 D.零点s= 7,s=2;极点 s=0.25,s=3 22.一系统的开环传递函数为 s 2 s 3 s3 2s 5 ,就系统的开环增益和型次依次为 A. 0.4

15、 , B. 0.4, C. 3, D. 3,23.已知系统的传递函数 Gs= 1 KT s ets,其幅频特性Gj 应为 A. 1 KTe B. 1 KTeC. 1 KT2 22 e D. 1 KT 2 224.二阶系统的阻尼比 ,等于 A. 系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数25.设 c 为幅值穿越 交界 频率, c为开环频率特性幅值为 1 时的相位角,就相位裕度为 A. 180 c B. c C. 180 + c 8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -

16、第 8 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -26.单位反馈掌握系统的开环传递函数为Gs=45 ,就系统在rt=2ts s输入作用下,其稳态误差为 A. 104 B. 4 5 C. 4 5 D. 0 27.二阶系统的传递函数为 Gs=s22 1n s2 n,在 0 2时,其无阻尼固有频率 n 与谐振频率 r 的关系为 A. n r D. 两 者无关28.串联相位滞后校正通常用于 D.B.A. 提高系统的快速性C.削减系统的阻尼29.以下串联校正装置的传递函数中,能在频率 超前角的是 c=4 处

17、供应最大相位A. 4s1B. s1C. 01ss11D. 0 625 s11s14s10 62501s30.从某系统的Bode 图上,已知其剪切频率 c40,就以下串联校正装置的传递函数中能在基本保持原系统稳固性及频带宽的前提下,通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是 D. 1A. 0 004s1B. 0 4 . s1C. 4s14 s0 04s14s110s10 4 s1单项挑选题 每道题 1 分,共 30 分1.B 8.C 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B 15.B 16.D 17.C 18.B 19.D 20.D 2

18、1.D 22.A 23.D 24.C 25.C 26.A 27.C 28.B 29.D 30.B 9 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -二、填空题 每道题 2 分,共 10 分 1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_和_有2.一个单位反馈系统的前向传递函数为3 sK4,就该闭环系统的特点2 5 s方程为 _开环增益为 _3.二阶系统在阶跃信号作用下,其调整时间 _有关；ts 与阻尼比、

19、_和4.极坐标图 Nyquist 图与对数坐标图 Bode 图之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode 图上的 _；极坐标图上的负实轴对应于 Bode 图上的 _；5.系统传递函数只与 _有关,与 _无关；填空题 每道题 2 分,共 10 分1.型次1802.s 3+5s 2+4s+K=0 ,K 43.误差带无阻尼固有频4.0 分贝线5.本身参数和结构1 线性系统和非线性系统的根本区别在于 C 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；10 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页

20、,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -C线性系统满意迭加原理,非线性系统不满意迭加原理；D线性系统不满意迭加原理,非线性系统满意迭加原理；2令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,就可得到系统的 B B特点方程A 代数方程C差分方程D状态方程3 时域分析法争论自动掌握系统时最常用的典型输入信号是（D ）A脉冲函数 B斜坡函数C抛物线函数 D阶跃函数4 设 控 制 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为 Gs= 10, 该 系 统 为s s 1 s 2 （ B ）A 0 型系统 BI 型系统CII

21、 型系统 DIII 型系统5 二 阶 振 荡 环节 的 相 频 特 性 , 当 时 , 其 相 位 移 为 B A -270B-180C-90D06. 根 据 输 入 量 变 化 的 规 律 分 类 , 控 制 系 统 可 分 为 A A.恒值掌握系统、随动掌握系统和程序掌握系统B.反馈掌握系统、前馈掌握系统前馈反馈复合掌握系统C.最优掌握系统和模糊掌握系统11 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - -

22、 -D.连续掌握系统和离散掌握系统7采纳负反馈连接时,如前向通道的传递函数为Gs,反馈通道的传递函数为Hs,就其等效传递函数为 C B1G1 H sA 1G sG s sC1G s sD1GssG sHG sH8 一阶系统Gs=K1的时间常数T 越大,就系统的输出响应达到Ts+稳态值的时间 A 9A 越长氏变B越短时间函数变换成C不变D不定拉换将（D ）A正弦函数 B单位阶跃函数 C单位脉冲函数 D复变函数 10 线 性 定 常 系 统 的 传 递 函 数 , 是 在 零 初 始 条 件 下（D ）A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

23、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12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -11如某系统的传递函数为Gs=K1,就其频率特性的实部R 是Ts（ A ）2节的频B-1K相位移= A1K2T2T2C1KT环D-1KT12. 微分率特性 A 环节的频率特性B. -90移= A. 90C. 0D. -18013. 积分相位 B B. -90A. 90C. 0D. -18014.

24、传递函数反映了系统的动态性能,它与以下哪项因素有关？（C）B.初始条件A.输入信号C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件15. 系统特点方程式的全部根均在根平面的左半部分是系统稳固的 C B.必要条件C.充分必要条件D.A.充分条件以上都不是16. 有一线性系统,其输入分别为u1t和 u2t时,输出分别为y1t和y2t ； 当 输 入 为a1u1t+a2u2t 时 a1,a2 为 常 数 , 输 出 应 为 13 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料

25、- - - - - - - - - - - - - - -（B）A. a1y1t+y 2t B. a1y1t+a2y2t C. a1y1t-a 2y2t D. y 1t+a2y2t 17. I 型 系 统 开 环 对 数 幅 频 渐 近 特 性 的 低 频 段 斜 率 为（B）A. -40dB/dec B. -20dB/dec C. 0dB/dec D. +20dB/dec 18. 设 系 统 的 传 递 函 数 为 Gs= 2 25, 就 系 统 的 阻 尼 比 为s 5 s 25（C）A. 25 B. 5 C. 1 D. 1 219正 弦 函 数 sin t 的 拉 氏 变 换 是（B ）

26、A. s 1 B.s2 2C.s 2 s2 D. s 2 1220二阶系统当 0 1 时,假如增加,就输出响应的最大超调量 %将（B ）极B.减小特点是A.增加21C.不变导D.不定主点的（D ）B.距离实轴很近A.距离实轴很远14 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近22余弦函数cost的拉氏变换是= = （C ）A.s1B.s22C.s2s2D. s 212

27、23设积分环节的传递函数为Gs=1 ,就其频率特性幅值 sM（C ）A.KB.K2C.1D.1224. 比例环节的频率特性相位移 C A.90 B.-90 C.0D.-18025. 奈奎斯特稳固性判据是利用系统的 C 来判据闭环系统稳固性的一个判别准就；A.开环幅值频率特性 C.开环幅相频率特性B.开环相角频率特性 D.闭环幅相频率特性26. C 系统的传递函数 A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.完全由系统的结构和参数打算D.既由系统的结构和参数打算,也与输入信号有关15 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 37 页

28、- - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -27. 一阶系统的阶跃响应, D A. 当时间常数 T 较大时有振荡 B.当时间常数 T 较小时有振荡C.有振荡 D.无振荡28. 二阶振荡环节的对数频率特性相位移 在 D 之间；A.0 和 90B.0 和 90C.0 和 180D.0 和 18029. 某 二 阶 系 统 阻 尼 比 为 C 0.2 , 就 系 统 阶 跃 响 应 为A. 发散振荡 B. 单调衰减C. 衰减振荡 D. 等幅振荡二设有一个系统如图1 所示,k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=

29、10N/m/s ,当系统受到输入信号xit5sint的作用时,试求系统的稳态输出xot；15 分K1ixD解：XK21t0xosint89.14osk 1Ds0. 01sX. 025isk1k2Dsk1k20. 015s然后通过频率特性求出x o三一个未知传递函数的被控系统,构成单位反馈闭环；经过测试,16 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -得知闭环系统的单位阶跃响应如图2 所示； 10 分

30、问： 1 系统的开环低频增益 K 是多少？ 5 分2 假如用主导极点的概念用低阶系统近似该系统,试写出其近似闭环传递函数；5 分 17/80.55O25mst解：（1）1K007,K073 所示； 10 分 K82 Xos0.78Xis025s四已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图1. 写出开环传递函数 2. 概略绘制系统的Gs的表达式； 5 分 Nyquist 图； 5 分 1Gss0sK1100100 1 s 100s s.0 01 s.0120lgK80dBK100217 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页,共 37 页

31、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -五已知系统结构如图4 所示 , 试求： 15 分1. 绘制系统的信号流图；5 分 2. 求传递函数 XX oi s s 及 X oN s s ；10 分NsXis+-G1s +-G2s + + XosH1sH2sL 1 G 2 H 1 , L 2 G 1 G 2 H 2P 1 G 1 G 2 1 1X o s G 1 G 2X i s 1 G 2 H 1 G 1 G 2 H 2P 1 1 1 1 G 2 H 1X o s 1 G 2 H 1N s 1 G 2 H 1 G

32、1 G 2 H 2六系统如图 5 所示,r t 1 t 为单位阶跃函数,试求：10 分1. 系统的阻尼比 和无阻尼自然频率 n；5 分2. 动态性能指标：超调量 M p 和调剂时间 st 5 %；5 分 14S S2nss2 n05.2n2n222Mpe12100 %16 . 5%ts3n.0323 s518 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 37 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -七如图 6 所示系统, 试确定使系统稳固且在单位斜

33、坡输入下 ess 2 25时, K 的数值； 10 分Dss s3 2K3 s6s29sK0由劳斯判据：s 3s 2541 6K9 K0K541 s06 Ks 0第一列系数大于零,就系统稳固得又有：ess92.25 K可得： K 4 4K 54 八已知单位反馈系统的闭环传递函数s s23,试求系统的相位裕量 ；10 分 解：系统的开环传递函数为cGsWss211W s |Gjc|211,解得32 c180c180tg1c180601202 n三、设系统的闭环传递函数为Gcs=s22ns2 n,试求最大超调量 =9.6%、峰值时间tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数 和 n的值；解：%e12100