机械控制工程基础总复习习题题库.pdf

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1、 第一章 绪 论 l）了解控制系统的工作原理。2）了解机电控制工程的研究对象和主要任务。控制系统的研究内容（5 个方面，5 个方面的具体含义）3）掌握对控制系统的基本要求，了解其分类方法。对系统的要求（稳定性、快速性、准确性，其基本要求是稳定性）；开环系统与闭环系统 4）理解反馈的含义及作用；掌握控制系统的工作原理、基本概念和组成。反馈的定义与实质：反馈是输出以不同的方式对系统产生作用 例题：1）反馈控制系统，至少应具备三个基本功能：测量、执行 和（）。2）关于反馈的说法正确的是().A反馈实质上就是信号的并联 B正反馈就是输入信号与反馈信号相加 C反馈都是人为加入的 D反馈是输出以不同的方式

2、对系统产生作用 3）在下列系统或过程中，存在反馈的有().A抽水马桶 B电冰箱的恒温系统 C并联的灯 D教学过程 4）舞台追光灯控制系统属于（）。A.恒值系统 B.随动系统 C.程序控制系统 D.开环系统 5）开环系统与闭环系统最本质的区别是（）。A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用 B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用 C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路 D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 6）在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。A全自动洗衣机 B电风扇 C电冰箱 D电灯 第二章 控制系统的

3、数学基础和数学模型 1.掌握拉氏变换、拉氏反变换的定义、定理。（1）拉式变换的 5 个基本性质即可：积分、微分、终值、初值、平移（2）熟记几个典型函数的拉式变换对 脉冲函数、阶跃函数、速度、指数、幂函数 其他函数都可由这几个函数变化而来 2.了解数学模型的基本概念。能够运用动力学、电学及专业知识，列写机械系统、电网络系统的微分方程。机械系统的 3 要素：质量、弹簧、阻尼；力的平衡 电气系统的 3 要素：电容、电感、电阻；电压与电流在 3 要素下的关系 3.掌握传递函数的概念、特点，会求传递函数的零、极点。4.掌握各个典型环节的特点，传递函数的基本形式及相关参数的物理意义。5.了解传递函数框图的

4、组成及意义；传递函数框图简化，从而求出系统的传递函数。6.了解相似原理的概念。例题：1，已知tf的拉氏变换为 assF21，则 0f为多少？2，assF1的拉氏反变换为？。3，已知 2332ssssF，则其 sFL1为多少？5，求321)(ssssX的拉氏反变换。7，函数 tcos的拉氏变换为?8,函数atetf的拉氏变换 Lf(t)9,函数tetfatcos的拉氏变换 Lf(t)。(利用时移)题目：已知ttf5.0，则其tfL【】A.25.0 ss B.25.0 s C.221s D.s21 题目：若tettf22)(，则)(tfL 【】A.22s B.3)2(2s C.22s D.3)2(

5、2s 题目：若 ssssF214，则tftlim)=()。【】A.1 B.4 C.D.0 题目：若 assF1，则 0f)=（）。题目：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 题目：对于一个线性定常系统 【】A、如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果 B、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数 C、每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响

6、D、可用线性微分方程式来描述 E、不能在频率域中判别它的稳定性 题目：线性系统满足两个重要性质，分别为：、。题目：列写如下图所示电网络的微分方程 题目：下图是一机械系统，试写出系统的传递函数。题目：某典型环节的传递函数为TssG/1)(，则该环节为 【】A惯性环节 B积分环节 C微分环节 D比例环节 题目：设一惯性环节的传递函数为523s，则其时间常数和增益分别是【】A2，3 B2，3/2 xi c x。k1 k2 u(t)(t)ucRR12L1L2i1(t)(t)i2C C2/5，3/5 D5/2，3/2 题目：存在储能元件和耗能元件的典型环节是【】A比例环节 B微分环节 C积分环节 D惯性

7、环节 题目：关于传 递 函 数 正 确 的 说 法 有（）A传 递 函 数 与 系 统 的 输 入 无 关 B物理可实现系统的传 递 函 数 分 母 中 s 的 阶 次 不 小 于 分 子 中 s 的 阶 次 C传 递 函 数 是 无 量 纲 的 D不 同 物 理 类 型 的 系 统，可 以 具 有 相 同 形 式 的 传 递 函 数 E在 零 初 始 条 件 下，系 统 输 出 的 拉 氏 变 换 取 决 于 输 入 和 其 传 递 函 数 题目：对于传递函数的极点、零点和放大系数，一般，()影响系统的稳定性.A极点 B零点 C放大系数 D全部 题目：具有记忆功能的是什么环节（）。A比例环节

8、 B微分环节 C积分环节 D延时环节 题目：环节有三种基本联接方式，为：、。题目：化简如下图所示的系统传递函数方框图。+1G2G3G4G2H1H3H)(sXi+)(sXo+第三章 时间响应分析 (1)了解系统时间响应的组成；1G2G3G2H1H)(sXi+)(sXo+3H (3)掌握一阶系统的定义和基本参数，能够求解一阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应；掌握一阶系统时间响应曲线的基本形状及意义。掌握线性系统中，输入存在微积分关系，其输出也存在微积分关系的基本结论；(4)掌握二阶系统的定义和基本参数；掌握二阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系；

9、掌握二阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系；(5)掌握系统误差的定义，掌握系统误差与系统偏差的关系，掌握误差及稳态误差的求法；例题：系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程，称为（）。A瞬态响应 B稳态响应 C时间响应 D强迫响应 时间响应由 和 两部分组成。哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。（）A单位脉冲函数 B单位阶跃函数 C单位斜坡函数 D单位抛物线函数 某系统的传递函数为24)(ssG，则该系统的单位脉冲响应函数为（）。A.t4 B.t 4 C.te24 D.te24 二次临界阻尼系统具有的一对极点具有如下特征（）。A.实部为零的共轭复数 B.相等的负实数 C.相等

10、的正实数 D.正、负两实数 当阻尼比为多少时，系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。（）。A.1 B.10 C.0 D.0 二阶系统的响应特性完全由 和 两个特征量来描述。二阶系统的传递函数为G sKss()2212，当 K 增大时,().A.无阻尼自然频率n增大，阻尼比增大 B.无阻尼自然频率n增大，阻尼比减小 C.无阻尼自然频率n减小，阻尼比减小 D.无阻尼自然频率n减小，阻尼比增大 当阻尼比为 时，系统的单位阶跃响应为持续的等幅振荡。二阶系统的阻尼比=0.5,无阻尼固有频率 n，则系统的阻尼自然频率 d为多少？二阶系统的特征根1s和2s在 S 平面上的位置如下图时，其阻尼比为（）。0 1s

11、 2s Re Im A.1 B.1 C.10 D.0 要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采取的措施是().A n不变，增大 B不变，减小n C n减小，增大 D 减小，增大n 以下二阶欠阻尼系统性能指标只与其阻尼比有关的是().A.上升时间 B峰值时间 C调整时间 D最大超调量 二阶系统的极点分别为4,5.021ss，系统增益为 5，则其传递函数为 ()A)4)(5.0(2ss B)4)(5.0(10ss C)4)(5.0(5ss D)4)(5.0(2ss 二阶系统传递函数为2222)(nnnsssG，则当阻尼比0时，其单位脉冲响应为 。试分别画出二阶系统在不同阻尼比取值范围内，系统的特征

12、根1s和2s在 S 平面上的位置，以及相应的单位阶跃响应曲线。系统的稳态性能主要取决于系统的型次和 _，系统的瞬态性能主要取决于系统的 _ 。一阶系统KTs1的单位脉冲单位阶跃响应曲线在 t=0 处的斜率 下列各个量中反映系统准确性的量是 （）A调整时间 B上升时间 C超调量 D稳态误差 E幅值裕量 图 a 是一个机械振动系统。当有 8.9N 的力（阶跃输入）作用于系统时，系统中质量 M 所作运动的响应曲线如图 b 所示的，试求出质量 m，粘性阻尼系数 c 和弹簧刚度系数 k。a)C m k F=9N x b)1 2 3 4 5 0 0.03 X(t)/cm t/s Mp=0.03 0 Re

13、Im 0 Re Im 0 Re Im 10 1 1 单位反馈系统，闭环传递函数为11Ts，输入ttr时，系统稳态误差为多少？已知某线性定常系统的单位斜坡响应为ttettyt3cos3sin311.0,求其单位脉冲响应和单位阶跃响应函数。某系统如图所示，试求其无阻尼自振角频率n，阻尼比，超调量pM，峰值时间pt调整时间st（进入5%的误差带）。某单位反馈系统开环传递函数，当输入为 时，系统稳态误差为().A、0 B、C、0.1 D、10 第四章 频率特性分析 1.掌握频率特性的定义和代数表示法以及与传递函数、单位脉冲响应函数和微分方程之间的相互关系；掌握频率特性和频率响应的求法。2.掌握频率特性

14、的奈氏图和 Bode 图的组成原理，熟悉典型环节的奈氏图和 Bode 图的特点及其绘制，掌握一般系统的奈氏图和 Bode 图的特点和绘制。3.掌握频域中性能指标的定义和求法；了解频域性能指标与系统性能的关系。4.了解最小相位系统和非最小相位系统的概念。例题：线性定常系统对正弦信号(谐波输入)的 称为频率响应。频率特性 G(j)与传递函数 G(s)的关系为_。系统的频率特性是系统()响应函数的傅氏变换。A、脉冲 B、阶跃 C、正弦 D、斜坡 某环节频率特性对数幅频特性图如图所示，则该环节是().A比例环节 B微分环节 C积分环节 D惯性环节 振荡环节的频率特性的极坐标图始于点().A.(1,j0

15、)B.(0,j0)C.(-1,j0)dB T1T 0-20dB/dec D.(1,j1)以下关于频率特性、传递函数和单位脉冲响应函数的说法错误的是【】A jssGjG)()(B)()(tFsG C)()(tLsG D)()(tFjG 频率特性的定义 稳定振荡环节存在谐振频率时，阻尼比的取值范围应满足（）某系统的传递函数为11)(ssG，在输入)30cos(2)(ttxi作用下，其输出稳态分量的幅值为（）。已知系统的单位阶跃响应为0,8.08.1194teetxtto，试求系统的幅频特性和相频特性。最小相位系统的定义。某系统的传递函数为21s，在输入ttxi2sin)(作用下，其稳态输出 单位负

16、反馈系统的开环传递函数为 1416.0502ssssG(1)试绘制其开环Nyquist图；(2)判断闭环系统的稳定性。由实验得到的系统对数幅频特性曲线如图所示，写出其传递函数，并指出系统的型次和组成环节。dBL/)(0 40-40dB/dec-20dB/dec srad/4 40-60dB/dec 第五章 系统的稳定性 1.了解系统稳定性的定义、系统稳定的条件。2.掌握系统稳定性代数判据的必要条件和充要条件，学会应用代数判据判定系统是否稳定。3.掌握 Nyquist 判据。4.掌握 Bode 判据。5.理解系统相对稳定性概念，能够在 Nyquist 图和 Bode 图上加以应用。相对稳定性的定

17、义和计算 例题 系统稳定的充要条件是，其特征根的实部必须 _零，也即是系统传递函数的dB/dec dB/dec 极点均分布在复平面的 _ 半平面。系统的稳定性取决于 （）A系统的干扰点位置 B系统的输入 C系统的干扰 D系统闭环极点的分布 已知单位反馈系统传递函数)7)(2(2)(sssssG，则该系统（）。A稳定 B不稳定 C临界稳定 D无法确定 劳斯阵列第一列元素符号改变次数就是特征方程中所包含的（）数目。A右根 B左根 C0 根 D实根 已知系统劳斯表如下：则系统在右半 S 平面有右根数（）。A0 B1 C2 D3 幅值裕量 Kg 定义正确的是（）。A)()(1gggjHjGk B)()

18、(1gggjHjGk C)()(gggjHjGk D)()(gggjHjGk 5605104253101234sssss开环传递函数)(sGK、闭环传递函数)(sGB和辅助函数)(1)(sGsFK，三者之间的关系是 一个反馈控制系统的特征方程为 01032523sKKss 确定使该闭环系统稳定的 K 值。相对稳定性计算及其图示 设单位反馈控制系统的开环传递函数为 G sass()12 试确定相角裕度为 45时的值。对于图示最小相位系统的开环幅频特性图，（1）写出其开环传递函数；（2）求稳定裕量 和 kg；（3）判系统稳定性。1550250500068dB54dB14dB-26dBL()-180

19、0 dBL/)()(0 Re-1-j Im 0 第六章 系统的综合与校正 1.了解系统校正的基本概念,了解各种校正的特点。2.了解相位超前校正装置、相位滞后校正装置和相位滞后超前校正装置的模型、频率特性及有关量的概念、求法及意义；例题 校正的实质是改变系统的 分布。已知某串联校正装置的传递函数为(0.2s+1)/(2.0s+1),则它是什么校正装置。（）A.相位滞后 B.相位超前 C.相位滞后-超前 D.顺馈 相位滞后校正网络相当于一个()滤波器。A.带通 B.带阻 C.高通 D.低通 具有滞后相位特性(即相频特性()小于零)的校正装置叫相位滞后装置，又称之为()装置。A.微分校正 B.积分校正 C.微分-积分校正 D.PID 校正 采用串联超前校正时，通常可使校正后系统的截止频率（）。A.减小 B.不变 C.增大 D.可能增大，也可能减小