机械工程控制试题含答案.doc

机械工程控制基础课程考试模 拟 试 卷 注意事项：本考卷满分共：100分；考试时间：90分钟。学习中心_ 姓名_ 学号_一、单项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、作为一个控制系统，一般来说（ ）。大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A） 第2页 共8页A开环不振荡B闭环不振荡C开环一定振荡D闭环一定振荡2、已知某系统的单位脉冲响应为，则系统的传递函数为（ ）。A BC D3、控制系统的开环传递函数为，其相位裕度为（ ）。A. 30 B. 45 C. 60 D. 904、已知系统的特征方程为，则系统稳定的K值范围为（ ）。A. K0 B. K 5 D. 0 K 55、幅相频特性曲线与对数频率特性曲线的关系是幅相频特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的（ ）系统。A-20分贝线 B+20分贝线C零分贝线 D+1分贝线二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、某系统在单位阶跃信号作用下，其输出具有非周期特性，则该系统可能是（ ）。A一阶系统B阻尼比0z1的二阶系统D阻尼比z0的二阶系统E阻尼比z0的二阶系统2、自动控制系统按结构可分为（ ）。A恒值控制系统B开环控制系统C随动系统D程序控制系统E闭环控制系统3、（ ）环节的对数幅频特性曲线是一条斜率为的直线。A比例B一阶微分C积分D惯性E二阶振荡4、减少系统稳态误差的方法有（ ）。A提高系统开环增益B减小系统开环增益C加入微分环节D增加系统的型号数 E减少系统的型号数5、某单位反馈系统的开环传递函数为，当增大增益K时，将使系统的（ ）。A超调量增加B峰值时间增加C调整时间减小D快速性提高E上升时间增加三、判断题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、型系统不能跟踪单位速度输入，因为其稳态误差为，即；型系统能够跟踪单位速度输入，但是具有一定的稳态误差，其中是I型系统的开环放大系数；型系统能够准确地跟踪单位速度输入，因为其稳态误差均为0，即。（ ）2、两个二阶系统的超调量Mp%相等，则此二系统具有相同的wn和z。（ ）3、一阶惯性环节的阶跃响应曲线是稳定的、无振荡曲线。（ ）4、当阻尼比z一定时，固有频率wn越大，系统能更快达到稳定值，响应的快速性越好。（ ）5、系统稳定性，只取决于系统的结构和参数，与外输入无关。（ ）四、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、自动控制系统性能的优劣是由稳定性、准确性和（ ）性来评价的。2、系统闭环稳定时，则其闭环特征方程的特征根若为实根必为负实根，若为共轭复根必为负实部，它们都分布在S平面的（ ）平面上。3、某系统输入函数为,其稳态输出为，则（ ）、。4、已知某单位负反馈控制系统在单位加速度信号作用下，其稳态误差等于不为零的常数，则此系统为（ ）型系统。5、对稳定的系统，其特征根距离虚轴越（ ），系统的稳定程度越高。五、计算题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）1、设系统结构如图1所示。要求系统单位阶跃响应的最大百分比超调量sp%=15，tp= 0.8s，试确定系统的K1与Kt，并计算上升时间tr和调整时间ts（5%）。2、图2为某控制系统的信号流程图，试求该系统的传递函数。图2 控制系统的信号流程图3、已知系统如图3所示，输入信号为， ，。试求系统的稳态输出。图3 控制系统框图4、控制系统结构如图4所示。试求：当，时，系统总的稳态误差。图4 控制系统结构一、单项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、A 2、A 3、B 4、D 5、C二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1A、C 2B、E 3C、D 4A、D 5C、D三、判断题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、 2、 3、 4、 5、 四、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）1、快速 2、左半 3、 4、 5、远五、计算题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）1、设系统结构如图1所示。要求系统单位阶跃响应的最大百分比超调量sp%=15，tp= 0.8s，试确定系统的K1与Kt，并计算上升时间tr和调整时间ts（5%）。解： 由图得系统闭环传递函数为 （2分）与标准形式比较后得 ， （2分）代入已知条件 ， 解得， （1分）因此可算出 ， （1分）因为所以上升时间为 （2分）调整时间 （2分）2、图2为某控制系统的信号流程图，试求该系统的传递函数。图2 控制系统的信号流程图解：本系统有一条前向通道，其传递函数分别为 （2分） 系统有3个反馈回路，其传递函数分别为 （3分）上述三个反馈回路中，回路不接触回路： （2分）故特征式为（1分）从中将与通道P1接触的回路传递函数、都代以零值，即可得余因子为得（1分）由梅逊公式求得系统的传递函数为（1分）3、已知系统如图3所示，输入信号为， ，。试求系统的稳态输出。图3 控制系统框图解：由得，（2分）又由得，（1分）系统的闭环传递函数为： （2分）因为则输入幅值为3，输入的角频率w=2。（2分）（2分）所以： （1分）4、控制系统结构如图4所示。试求：当，时，系统总的稳态误差。图4 控制系统结构解：1.系统总的稳态误差由两部分组成：输入信号单独作用下的系统的稳态误差和扰动信号单独作用下的系统的稳态误差。下面分别求解，最后叠加即可。求解输入信号单独作用下的系统的稳态误差：假设扰动，即，闭环控制系统在输入信号单独作用下的误差为：（3分）则此时的稳态误差为：（1.5分）求解扰动信号单独作用下的