2017年电大本科机电控制工程基础期未考试复习试题及答案

1机电控制工程基础期未复习试题一、 选择题1. PI 校正为（ A ）校正A滞后 B. 超前 C 滞后超前 D 超前滞后2. 一阶系统的传递函数为 ,则其时间常数为( D )1sA0.5 B. 4 C. 2 D . 13系统的根轨迹（ A ）A起始于开环极点，终于开环零点 B 起始于闭环极点，终于闭环零点C起始于闭环零点，终于开环极点 D 起始于开环零点，终于开环极点4.一阶系统的传递函数为 ,则其时间常数为( C )243sA0.5 B. 4 C. 2 D . 15. 二阶系统的超调量 。( A )%A. 只与 有关 B.与 无关 C.与 和 无关 C.与 和 都有关 nn6 劳斯稳定判据能判断（ A ）的稳定性。A线性定常系统 B. 线性时变系统 C 非线性系统 D 任何系统7已知 ，其原函数的终值（ D ）)2(1sFA0 B. C 0.75 D0.58、 已知线性系统的输入 x(t)，输出 y(t)，传递函数 G(s)，则正确的关系是 B 。A ； B ； )()(1sGLtxy)()(sXsYC ； D 。YsXGtxy9、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力 f(t)为输入量，位移 y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ B ）A 1； B 2； C 3； D 410、二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率 和阻尼比为（ D ）142snA 1 ， ； B 2 ，1 ； C 2 ，2 ； D ，12211、 表示了一个（ A ）TSesXYG传 递 函 数A 时滞环节； B 振荡环节； C 微分环节； D 惯性环节12、一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为（ B ）153sA ； B ； C ；D 51te5te5te53te13、某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则系统的单位阶跃响应曲线表现为（ B ）A单调衰减 B. 单调上升 C 等幅振荡 D 振荡衰减14、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ C ）2)(nsYA 欠阻尼； B 过阻尼； C 临界阻尼； D 无阻尼15、 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ D ）A ； B ；C ； D ；1TsK)(bsad)(aK)(2as16、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的系统为（ B ）A ； B ；023cba 0234dcbsC ；其中 均为不等于零的正数。4edss ea、17、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ C ） 。A ； B （T0） ； )12(5ssT1C ； D 3)2(318、已知系统频率特性为 ，则该系统可表示为（ C ）5jA ； B ；315tgje192tgjeC ； D 3219tgj15tj20、题图中 RC 电路的幅频特性为（ B ） 。A ； B ； 21T2)(1TC ； D 。)(321、已知系统频率特性为 ，则该系统可表示为（ B ）15jA ； B ； 15tgje12tgjeC ； D 1tj 1tj22、已知系统频率特性为 ，当输入为 时，系统的稳态输出为（ D ）5j ttx2sin)(A ； B ；)2sin(1tg)5i112tgC ； D sn(523、理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（ A ）A ，通过 =1 点的直线； B - ，通过 =1 点的直线；decB20 dec20C - ，通过 =0 点的直线； D ，通过 =0 点的直线24、 系统如图所示， 为一个（ C ）装置，实现起来比较简单。)(sGcA 串联校正； B 并联校正；C 混合校正； D 正反馈校正。25、二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率 和阻尼比为（ C ）15.02snA 1 ， ； B 2 ，1 ； C 1 ，0.25 ； D ，2 312二、判断题1、一个线性定常系统是稳定的，则其开环极点位于 S 平面左半边。 （ ）2、劳氏稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。 （ + ）3、型系统和开环增益为 10，系统在单位斜输入作用下的稳态误差为。 （）4、一个动态环节的传递函数乘以5、二阶系统的超调量越大，则系统的稳定性越差。 （ - ）6、系统的传递函数和系统结构及外输入有关。 （ - ）7、系统的稳态误差不仅与系统的结构参数有关，与输入无关。 （ - ）8、若二阶系统的阻尼比为 0.866 则系统的阶跃响应上定不是等幅振荡。 （ +）9、反馈控制系统、是指正反馈。 （ - ）10、某环节的输出量与输入量的关系为 y(t=Kx(t)，K 是一常数，则称其为比例环节。 （ +）411、已知系统频率特性为 ，则该系统可表示为 。 （ - ）15j 152tgje12、一阶微分环节的传递函数为 ，其频率特性可表示为sG)(。 （ + ）jejjG21)(13、积分环节的对数幅频特性是一条斜率为 的直线。 （ + ）decB014、系统的传递函数 ，输出与输入的相位差是 。 （ - ） 15.)(sTKs 9015、系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件。 （ - ） 16、图中所示的频率特性是一个积分环节。 （ - ）.17、积分环节的幅频特性,其幅值与频率成正比关系。 （ ）18、适合于应用传递函数描述的系统可以是线性系统，也可以是非线性系统。 （ ）19.某二阶系统的特征根为两个共轭纯虚根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为衰减振荡（ ）三、填空题1、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做 反馈 。2、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为 复合控制系统 .。3、我们把输出量直接或间接地反馈到 输入端 ，形成闭环参与控制的系统，称作 闭环控制系统 。 4、控制的任务实际上就是 形成控制作用的规律 ，使不管是否存在扰动，均能使 被控制对象 的输出量满足给定值的要求。 5、系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的系统是 稳定 系统。6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 线性控制系统 和非线性控制系统。7、为了实现闭环控制，必须对 反馈 量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除 偏差 。因此，整个控制系统形成一个闭合回路。我们把输出量直接或间接地反馈到 输入 端，形成闭环,参与控制的系统，称作闭环控制系统。8、题图由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量 不能 按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个 开环 控制系统。9、如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统称为 稳定 系统，否则为 不稳定 系统。任何一个反馈控制系统能正常工作，系统必须是 稳定 的。510、对于函数 ，它的拉氏变换的表达式为 。 )(tf dtefs0)(11、单位阶跃信号对时间求导的结果是 单位脉冲函数 。 12、单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是 。 s113、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为 A 。 14、 的拉氏变换为 。 tes15、 的原函数的初值 = 0 ，终值 = 1 。)1(sF)(f )(f16、已知 的拉氏变换为 ，则初值 = 1 。 tf 4)2(s)(f17、 的拉氏变换为 。 tetin)(2 2s18、若 ，则 F(s+a) 。 )(FfL)(tfeLa19、若 Lf(t)= F(s)，则 Lf (t-b)=、 。 )(sFe20、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式， 。21、在初条件为零时， 输出量的拉氏变换 ，与 输入量的拉氏变换 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。 23、数学模型是描述系统 输入变量、输出变量之间关系 的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式。24、如果系统的数学模型,方程是 线性 的，这种系统叫线性系统。25、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构 有关 ，与输入 无关 ；不同的物理系统， 可以 有相同的传递函数，传递函数与初始条件 有关 。26、 惯性 环节的传递函数是 。 1TsKXYG27、二阶系统的标准型式为 。 22ns28、I 型系统开环增益为 10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差 e()为 。 10A29、时间响应由 瞬态 响应和 稳态 响应两部分组成。30、 为系统的 幅频特性 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。)()(0jGxyA为系统的 相频特性 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后 或超前j )0(的特性。)(31、频率响应是 系统在正弦输入信号下的 响应。 32、惯性环节的传递函数为 。1TsKXYG33、当输入信号的角频率 在某一范围内改变时所得到的一系列频率的响应称为这个系统的 频率响应 。34、控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从 初始状态 到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间 t 趋于 无穷 时系统的输出状态。35、若系统输入为 ，其稳态输出相应为 ，则该系统的频率特性可表示为 。 tAsin)sin(tBejAB636、2 型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为 -40 dB/dec 。37、对于一阶系统，当 由 0时，矢量 D(j) 顺时针 方向旋转 ，则系统是稳定的。否则系统不稳定。2四、分析、计算综合类型题1 设单位反馈系统的开环传递函数为：G（S）= ， 试求阶跃响应的性能指标 %及)14(sst答案：系统闭环传递函数为： 25.0)(2ssW与二阶传递函数的标准形式 相比较，可知： =0.25，nn2=0.25，所以 ， ，系统为欠阻尼状态，则：n2.n.=0.484d21076arcos所以，单位阶跃响应的性能指标为：=44.5%21/%e= =28sstn5.32 已知系统的开环传递函数为： )104.(.2)(SSG试：1)绘出对数渐近幅频特性曲线 以及相频特性曲线 ；LG2)用对数频率稳定判据判别系统闭环稳定性。答案：1)（1） 该系统是由积分、放大和两个惯性环节串联构成的；（2） K=20 20lgK=26 分贝5.0T2504.12T（3） 低频为积分放大环节，在 ，K=26 分贝处作 -20dB/10 倍频 线在 处作 -40dB/10 倍频 线，在 处作 60dB/10 倍频 线2)判断稳定性由图上可知 L( )0 的部分， 对 无穿越，所以系统闭环稳定。)(3.单位反馈系统的开环传递函数为： ，试求在输入信号为 作用下的稳态误差。10()kGs()5xtt解：系统是型系统7当 x(t)=5 时，位置误差系数 001lim()li)pkssKG1()0pe当 x(t)= t 时，速度误差系数 00li()li1()kss2().eK故系统的稳态误差： 12()().ee4.设系统的传递函数 ，求输入信号为正弦信号，频率为 f1Hz，振幅为 Xo5，初相为 0 时，系统的稳态输出。5()0.GsTs答案：由 可以看出 G(s)是由放大环节和惯性环节串联组成，放大环节只影响输出量的幅值，而惯性环节对输出量的幅值5()0.1s和相位都有影响。1） 输出量的频率与输入量的频率相同f1Hz，所以 （rad/s）26.8f2） 输出量与输入量的相位差惯性环节的相位（滞后） 00.563.1572.4arctgTrtarctg3） 输出量的幅值01157.8.3.4YXKjj4） 稳态输出00()sin()7