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机械控制工程基础试题及答案

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. 222)]([b s b s t f L ++=,则)(t f A bt b bt cos sin + B bt bt b cos sin +C bt bt cos sin +D bt b bt b cos sin +4.已知 )(1)(a s s s F +=,且0>a ,则 )(∞f A 0 B a 21 C a1 D 1 5.已知函数)(t f 如右图所示,则 )(s FAs s e s e s --+2211 B s se s s 213212+-- C )22121(1332s s s s se e e se s------+ D )221(1s s s e e s e s ----+ 6.某系统的传递函数为 )3)(10()10()(+++=s s s s G ,其零、极点是 A 零点 10-=s ,3-=s ;极点 10-=sB 零点 10=s ,3=s ;极点 10=sC 零点 10-=s ;极点 10-=s ,3-=sD 没有零点;极点 3=s7.某典型环节的传递函数为Ts s G =)(,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t t g 4sin 10)(=,则系统的单位阶跃响应函数为A t 4cos 40 B16402+s C )14(cos 5.2-t D 16102+s 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11.典型一阶惯性环节11+Ts 的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得, 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)()()(21s G s G s G =,且已分别测试得到:)(1ωj G 的幅频特性 )()(11ωωA j G =,相频)()(11ωϕω=∠j G)(2ωj G 的幅频特性 2)(2=ωj G ,相频ωω1.0)(2-=∠j G则A )(1.011)(2)(ωωϕωωj e A j G -⋅=B ]1.0)([11)](2[)(ωωϕωω-⋅+=j e A j GC ]1.0)([11)(2)(ωωϕωω-⋅=j e A j GD )(1.011)](2[)(ωωϕωωj eA j G -⋅+= 13.已知 )8.01)(2.01()(s s k s G ++=,其相频特性为 A ω16.0arctg -B ωω8.02.0arctg arctg +C )8.02.0(ωωarctg arctg +-D ωω8.02.0arctg arctg -14.若系统的Bode 图在1ω处出现转折(如图所示),其渐近线由dec db /20-转到dec db /0,这说明系统中有一个环节是A 1ω+sB 11ωω+s C 111+s ω D 2112212ωξωω++s s 15.设某系统开环传递函数为:)13(10)(2+=s s s G ,则此闭环系统 A 稳定 B 不稳定C 临界稳定D 满足稳定的必要条件16.)(c ωϕ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 )(180C ωϕ+B )(C ωϕC )(180C ωϕ-D 180)(-C ωϕ17.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A Bode 图上的零分贝线对应于Nyquist 图上的)0,1(j -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bs a s ++,其中 b a < 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200≈c ω,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A 105.015.0++s s B 15.0105.0++s s C 15.011.0++s s D 1005.010005.0++s s 20.下列串联校正装置的传递函数中,能在频率1=c ω处提供最大相位超前角的 是A1215.0++s s B 15.012++s sC 14.015.2++s sD 15.214.0++s s二、简答题(1,2小题每题7分,3,4小题每题8分,共计30分)1. 试求一阶系统15.01+s 的单位阶跃响应)(t c ,画出近似响应曲线,并标出时间常数T 的值。

2. 已知传递函数为)1()(2+=Ts s K s G ,且0,1>≥T K ,试绘制其极坐标近似图(Nyguist 图)。

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γ、幅值余量)(db k g 、剪切频率c ω,相位穿越频率g ω。

4. 已知单位反馈系统的开环传递函数为)5)(4()(++=s s s K s G ,系统稳定的K 值范围。

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)(1t u ,输出电压)(2t u 。

(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)()(s X s Y 。

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t t x 10sin 10)(=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)(1)(t t r =,)(121)(t t n ⋅=。

求系统在)(t r 、)(t n 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。

5. 已知系统的开环传递函数为 )10010)(1()12.0(100)(2++++=s s s s s s G K , 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)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. B2. C3. B4. C5. C6. C7. C8. D9. C 10. C11. 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)1, 解:∵ s s s R s G s C 115.01)()()(⋅+== 15.05.01+-=s s ∴ t e t c 21)(--=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。

g c g db K ωωγ,),(,如图所示。

4, 解:系统的特征方程为:020923=+++K s s sRouth 阵如右所示,由Routh 判据得:1800<<K二、综合计算题(每题16分,共80分)1, 解:设流过1R 的电流为)(1t i ,流过2R 的电流为)(2t i则: ⎰⎰⎰=+=--+=dt t i C t u t u t i R dt t i t i C dt t i t i C t i R t u )(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222********* 对上式进行零初始条件拉氏变换得: )(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222*********s I sC s U s U s I R s I s I sC s I s I s C s I R s U =+=--+= 消去中间变量)(),(21s I s I ,得系统的传递函数为:1)(1)()()(212211212112++++==s C R C R C R s C C R R s U s U s G 2, 解:所以==)()()(s X s Y s G )()()()(1)()]()([313321s H s G s G s G s G s G s G +++3, 解: a) 系统的传递函数为:101.010)(2++=s s s G 从而 222)55()5(5)5(1101.0101)(++++-=++⋅=s s s s s s s Y 所以 t e t et y t t 55sin 5555cos 1)(55----= b) )sin()()(0ϕωω+=∞t j G X t y)9010sin(10)101.0101010sin(10)101.010(10102222 -=⨯--+⨯-⋅=t arctg t c) 102=n ξω,1002=n ω所以: 10=n ω,5.0=ξ4, 解:∵ )(124261124)(1242611)(s N s s s s R s s s E ⋅+⋅++++⋅+⋅++= 而 s s R 1)(=,ss N 21)(= ∴ 131********lim 0=⋅+⋅++⋅=→s s s s e s ssr1341124261124lim 0=⋅+⋅+++⋅=→s s s s s e s ssn 135134131=+=+=ssn ssr ss e e e5, 解: ∵ 1100100==K 11=T ω,52=T ω,103=T ω ∴ 系统的Bode 图如下:本文档部分内容来源于网络,如有内容侵权请告知删除,感谢您的配合!。

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