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机械工程控制基础试题 一、填空题（每题1分 共10分） 1、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 _有关。 2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性和_性。 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在_的条件下， 系统输出量的拉氏变换与输入量得拉氏变换之比。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于，并且只适于 零初始_条件下的线性定常系统。 5、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 负实根或负实 部的_，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系 统稳定的充要条件。 6、频率响应是系统对_稳态响应，频率特性包括幅频和相频 两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标， _。 8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和 _图示法。 9、系统稳定的充要条件是：_。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、_。 二、选择题（每题1分 共10分） 拉氏变换将时间函数变换成 （ ） A正弦函数 B单位阶跃函数 C单位脉冲函数 D复变函数 2、微分环节的频率特性相位移()= （ ） A. 90 B. -90 C. 0 D. -180 3、设系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼比为 （ ） A. B. C. D. 1 4、正弦函数sin的拉氏变换是 （ ） A. B. C. D. 5、比例环节的频率特性相位移()= （ ） A.90 B.-90 C.0 D.-180 6、一阶系统的阶跃响应， （ ） 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 7、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 （ ） A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 8、时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ ） A脉冲函数 B斜坡函数 C抛物线函数 D阶跃函数 9、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 （ ） A代数方程 B特征方程 C差分方程 D状态方程 10、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ ） 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 三、简答题（每题5分 共20分） 1、什么是反馈？为什么要进行反馈控制？ 2、什么是系统？什么是线性系统？ 3、系统稳定性的定义是什么？ 4、什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？ 四、计算题（每题10分 共60分） 1、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。 一 一 H1 G1 G2 H2 R(S) C(S) 2、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。 3、设系统特征方程为 试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的稳定性。 4、已知开环频率特性，分析系统的稳定性。 5、 求出图中所示系统的传递函数Xo（s）/ Xi（s）。(10分) 6、由试图所示施加一个3N的阶跃力，求出质量m，阻尼系数c，弹簧进 度系数k。(15分) 答案 一、填空题可分为 1、开环传递函数 2、精准性 3、初始条件为零 4、系统本身的结构和 参数 5、复数根 6、正弦输入 7、综合性能指标 8、对数坐标_ 9、 系统的全部特征根都具有负实部 10、闭环系统 二、选择题 1、D 2、A 3、C 4、B 5、C 6、D 7、C 8、D 9、B 10、D 三、简答题 1、答：反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈，闭环控 制系统的工作是基于系统的实际输出与输入间的偏差之上的，在系统存 在扰动的情况下，这种偏差就会出现。进行适当的反馈控制正好能检测 出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零，事实上，反 馈控制仅仅需为无法预计的扰动设计，因为对可以预知的扰动，总可以 在系统中加以校正。 2、答：系统是由相互联系，相互作用的若干部分构成而且有一定的目 的或一定的运动规律的一个整体；当系统的数学模型能用线性微分方程 描述时，系统称为线性系统。 3、答：系统的稳定性是指系统在初始状态的作用下，由它引起的系统 的时间响应随时间的推移，逐渐衰减并趋向与零的能力。若随时间的推 移，系统能回到平衡位置，则系统是稳定的；若随时间的推移，系统偏 离平衡位置愈来愈远，则系统是不稳定的。 4、答：时间响应是指系统的响应在时域上的表现形式，或系统地动力 学方程在一定初始条件下的解。 按响应的来源分为：零输入响应，零状态响应。 按响应的性质分为：强迫响应，自由响应。 四、计算题 1、解： 2、解：该系统开环增益K100； 有一个积分环节，即v1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点， 即通过（1，40）这点斜率为20dB/dec； 有两个惯性环节，对应转折频率为，斜率分别增加20dB/dec 系统对数幅频特性曲线如下所示。 L ( w )/dB 20 dB / dec 40 dB / dec 10 100 60 dB / dec w (rad/s) 0 1 40 3、解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a4=1，a3=5，a2=2，a1=4，a0=3 均大于零， 且有 所以，此系统是不稳定的。 4、解：G（j）H（j）在s平