机电控制工程基础期末复习题1.doc

机电控制工程基础期末复习题一、填空题(每空1分，共20分)1.机电系统的自动控制是指对（ ）采取一定的措施，使得在生产过程中（ ）对象的某些物理量准确的按照（ ）规律变化，其所有组成部分和环节构成自动控制系统。2把一个系统的输出信号经反馈回路变换后全部或部分的送回到输入端，与给定输入信号比较得到（_ _）信号，用该信号对系统进行控制系统成为（ ）系统。3对控制系统的共同要求一般可以归纳为（ ）性、（ ）性和准确性三个方面。4、根据输入量的变换分类数控机床属于典型的（ ）控制系统。5、时间域的数学模型一般用（ ）的表达形式。6、当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是（_）时，该系统是稳定的。7.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和（_ ）连接。8、线性定常系统在（_ ）初始条件下时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比称为系统的（ ）函数。 9、函数的拉氏变换结果为F(S)=（ ）。10、传递函数只与系统本身的（ ）结构和（ ）有关，表达了系统的固有特性，而与系统的输入信号无关。11、当，当输入量发生突变时，输出量不能突变，只能按指数规律变换称为（ ）环节12、控制系统中含有两个独立的储能元件，存储的能量可以相互转换，从而导致系统带有振荡性质，称为（ ）环节。13、所谓方框图的等效变换，即对方框图的任一部分进行变换时，变换前后（ ）与（ ）之间的数学关系式应保持不变。14、信号流图是由（）和（）组成的信号传递网络。15、控制系统的性能指标是（ ）系统，在输入为（ ）响应下定义的。16、二阶系统的单位阶跃响应，当时，系统处于（ ）状态，系统的输出产生衰减振荡。当（ ）系统处于临界阻尼或过阻尼状态，系统输出不产生振荡。17、调整时间，不仅取决于（ ）还和（ ）带的选取相关。18、希望值和输出值之间的误差称为稳态误差，是衡量系统（ ）性的参数。19、线性定常系统在正弦信号输入时，系统的稳态输出与输入的相位移随频率而变化的特性，称为系统的（ _）特性。20、积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为（_ _）dec。21、由传递函数求频率特性时，只需要将传递函数G(S)中的（ ）用（ ）代替即可，然后转化为极坐标式。22、 设系统的频率特性,则幅频特性( )和相频特性( )23、 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统，这是按开环传递函数的分母含有(_ _)环节个数来分类的。24、从0变化到+时，惯性环节的频率特性的极坐标图是在(_)象限，形状为(_)圆。25、 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是( _)。 26、G(s)=()的环节称为(_ _)环节。27、系统输出量的实际值与(_ _)之间的偏差称为误差。28、频率特性的幅相图也称为奈奎斯特图，其定义是：在复平面上，当频率由零变到无穷大时，的所有矢量的（ ）连成光滑的曲线，该曲线称为奈奎斯特图，经常利用开环频率特性的奈奎斯特图判别闭环系统是否（ ）。29惯性环节其，频率特性的代数式, 实部( )，虚部( )，其奈奎斯特图是以（ ）为起点，（ ）为终点，圆心是（ ）半径是（ ）的下半圆位于第IV象限。30、振荡环节的传递函数当时，；当 ，不出现（谐振峰值），出现谐振峰值，这时。 31、延迟环节的幅相特性为复平面上的一个（ ），对系统的幅值（ ）影响，但对相位角影响（ ），对系统的（ ）性能影响很大。32、对数坐标系的横坐标上的任意两点的频率之比等于10，则两点间的距离为（ ）单位长度，称为（ ）倍频程，用“dec”表示。对数坐标轴系的纵坐标用（ ）dB表示。33、绘制开环系统的对数幅频特性曲线低频段主要考虑系统的（ ）环增益K和系统的（ ）别。若为0型系统低频段幅频特性是与横轴平行的线段，I型系统是斜率为（ ）/dec的线段，该线段或延长线与横轴交点频率，则系统开环增益K（ ）。II型系统是斜率为（ ）的线段，该线段或延长线与横轴交点频率=( )。以后按转角频率大小，每遇到转角频率，曲线斜率在原斜率基础上变化（ ）环节， ( )环节。 34、奈奎斯特稳定判据是依据系统的开环奈奎斯特图与坐标（ ）点之间的位置关系对闭环系统的稳定性做出的判别。35、 控制系统的稳定性是指在去掉作用于系统上的（ ）后，系统的（ ）能够以足够的精度恢复到原来的平衡状态位置，这样的系统就是稳定系统。36、系统稳定的充要条件在于系统的闭环传递函数的（ ）均具有负的实部，或者说特征根全部位于S平面的（ ）平面。37、劳斯稳定判据是基于闭环系统（ ）式的系数构成的（ ）阵列，依据第（ ）列系数的数值变化情况，来判别闭环系统的稳定性，是一种代数稳定判据。38、劳斯稳定判据的必要条件是：特征方程的系数所组成的劳斯阵列（ ），则系统稳定。39、利用劳斯阵列判别系统是否稳定时，阵列的第一列元素符号改变的次数，表明了闭环系统的极点在（ ）个数，这时系统是不稳定的。40、奈氏稳定判据是在幅角原理基础上并通过辅助函数建立起系统开环传递函数与闭环传递函数之间的相互关系。根据系统的（ ）是否包围（ ）点，而对闭环系统的稳定性做出判定。41、因为辅助函数其分式形式的分母是（ ）的特征式，分子是）（ ）的特征式，其分子、分母的（ ）是相等的。若开环系统稳定，则闭环系统稳定的充分必要条件是辅助函数的副角变换为（ ）。42、当由0时，如果系统开环传递频率特性的奈奎斯特图形不包围（ ）点，则其闭环系统是（ ）的。43、如果当由0时，如果系统开环传递频率特性的奈奎斯特图形先与S平面的负实轴相交，后与单位圆相角，则其闭环系统的稳定性是（ ）的。44、当开环传递函数包含有积分环节时，则开环奈氏图是不封闭的，为了判别图形是否包围（-1，j0）点，可以从（ ）构成封闭图形，再判别闭环系统是否稳定。45、开环系统中串联的积分环节越多，系统型次越高，则开环奈氏图形就越容易（ ），闭环系统就越容易不稳定。46、奈氏图上的单位圆相当于伯德图上的（ ）线，该对应频率称为增益交界频率记为（ ），奈氏图上的负实轴相当于伯德图上的相频（ ）线，对应的频率称为相位交界频率记为（ ）。47、若开环对数频率特性曲线伯德图中，如果则闭环（ ），闭环系统稳定那么一定是（ ）。 48、低频段一般是指频率（ ）开环伯德图第一个转折频率的频段，主要影响时间响应的（ ）段，低频段渐近线的斜率反映了开环系统含有（ ）个数及系统的（ ），高度反映了系统的开环（ ），因此低频段的斜率和高度决定系统的（ ）。49、中频段是指开环伯德图（ ）附近的频段，即前、后转角频率之间的频率范围，中频段的特征量有增益交界（ ）、相位（ ）、对数幅频特性的（ ）以及中频带（ ），即与其相邻两个转折频率的比值等。则对数幅频特性曲线在处的斜率要大于（ DB）/dec，当斜率大于等于为（ DB）/dec时，系统有可能不稳定。 50、 系统稳定并有满意的瞬态响应，但稳态时的跟踪误差过大。这时必须提高（ ）段增益和减小低频段（ ）以减小稳态误差，同时保持中频段和高频段形状不变， 51、系统不稳定，稳态时的跟踪误差符合要求，则应改变频率特性的（ ）频段。可采用（ ）调节器进行校正47、若开环对数频率特性曲线伯德图中，如果则闭环（ ），闭环系统稳定那么一定是（ ）。二、判断正误题1、具有检测元件构成反馈回路的系统一般是闭环系统。 （ ）2、任何电机驱动的机械传动都能构成开环位置控制系统。 （ ）3、坦克火炮的自动跟踪与锁定系统属于随动系统。 （ ）4、胡可定律是指弹簧产生的反力与弹簧的长度正比。 （ ）5、物理本质不同的系统，其数学模型的形式也是不同的。 （ ）6、原函数的拉氏变换后的像函数是。（ ）7、终值定理是 （ ）8、某惯性环节的传递函数是,那么其时间常数是4秒。（ ）9、某二阶系统的闭环传递函数为那么对单位阶跃函数的输出响应一定是衰减振荡的。 （ ）10、信号流图的节点与方框图上的引出点的意义是相同的。 （ ）11、二阶系统对单位阶跃信号作用的稳态误差恒为零，但对单位斜波信号的稳态误差为 （ ） 12、频率特性的极坐标图就是在复平面坐标系中做出时，的矢量图。 （ ）13、频率特性的对数伯得图的横坐标若按标注长度的，若，其长度为1个单位，称为10倍频程1/dec。 ( )14、最小相位系统是指系统开环传递函数的极点在左半S平面，零点可以在右半平面，不影响闭环系统的稳定性。 （ ）15、只要闭环传递函数的特征方程的系数都为正不为零，那么闭环系统一定是稳定的。 （ ）16、开环系统对数幅频特性的低频段越高，斜率越小，其稳态误差越小，稳定时精度越高。 （ ）17、无源超前校正网络主要是改善系统精度，对稳定特性没有影响。 （ ）18、PD调节器主要改善系统的稳定性和快速性。 （ ）19、只要系统中含有两个储能元件，系统对单位阶跃响应，其输出一定会产生衰减振荡。 （ ）20、机电控制工程基础属于经典控制论，主要研究线性系统，以单输入和单输出为研究对象，数学工具是高阶微分方程。 三、选择题1.下列机电系统属于开环控制的是（ ），属于闭环控制的是（ ），属于程序控制的是（ ），属于伺服控制的是（ ），属于恒值控制的是（ ），多选。A.发电厂自动控制系统 B.作息时间控制器 C.数控机床 D.坦克的火炮自动锁定系统 E.生产线上的工业机器人 F.普通车铣床 G.电视机 H.收音机2.PI较正为（ ）较正滞后 超前 滞后超前 超前滞后3.一阶系统的传递函数为则其时间常数为（ ）。0.5 1 4 8 4.闭环系统的特征方程的根位于（ ）系统一定是稳定的。A S平面的第一象限 S平面的第四象限 在正实轴上，位于左半S平面5.若一阶微分系统传递函数为则惯性环节的传递函数为（ ） 6.二阶系统的性能指标参数中超调量（ ）只与 有关 ，与无关， 与和有关， 与和无关7.已知，则原函数的终值为（ ）0 2 0.58.已知线性系统的输入为 输出为 传递函数为 ，则正确的关系式为 （ ）A. B.C. D.9.二阶系统的传递函数为，则其无阻尼自然振荡频率和阻尼比为（ ）A. 1,1/2 ; B. 2,1 ; C. 2,2 ; D. 1/2,110. 传递函数表示了一个（ ）延迟环节 振荡环节 微分环节 惯性环节11. 一阶系统的闭环传递函数为；则系统对单位阶跃响应为（ ） 12. 某二阶系统闭环传递函数的特征根为两个互不相等的负实数，则其单位阶跃响应曲线表现为（ ）单调衰减 单调上升 等幅振荡 衰减振荡13. 某一系统的速度误差为零，则系统的开环传递函数可能是（ ） 14.已知在单位阶跃响应时系统输出的拉氏变换为那么系统处于（ ）欠阻尼 过阻尼 临界阻尼 无阻尼15.理想微分环节的对数幅频特性曲线斜率为（ ）A. 20dB/dec通过=1点的直线； B. -20dB/dec通过=1点的直线;C. -20dB/dec通过=0点的直线; C. -20dB/dec通过=0点的直线。16.已知系统频率特性为，当输入为时，系统的稳态输出为（ ）A. ； B.C. D.17.已知系统的频率特性为则系统可表示为（ ）A. ； B. C. D. 17. 1.1在下列典型环节中，属于振荡环节的是（ ）。（A） (B) (C) (D) 18. 系统的传递函数定义为在零初始条件下输出量的拉氏变化与输入量的拉氏变换之比，其表达式（ ）。 （A）与输入量和输出量两者有关 (B) 与输入量、出量及系统的结构和参数都有关。(C) 只与系统的结构和参数有关，与输入量和输出量两者无关 (D)以上说法都不对。19.系统的单位阶跃响应和系统峰值时间 满足（ ）。A. B. C. D. 20.开环传递函数G(s)的单位反馈系统的静态速度误差系数的计算公式为（ ）。（A） (B) (C) 21.超调量的定义式为A. B. C. 其中，为系统的输入量，为系统的单位阶跃响应，为的最大值。22. 若一单位反馈系统的开环传递函数为，则由系统稳定的必要条件可知，（ ）。A.系统稳定的充分必要条件是常数均大于0。 B. 不论取何值都不能使系统稳定。C. 总可以通过选择适当的值而使系统稳定。D.系统稳定的充分必要条件是常数不是相同符号。23. 关于系统稳定性的正确说法是（ ）。A.如果开环稳定，那么闭环也稳定。 B. 如果开环不稳定，那么闭环也不可能稳定。C 如果开环不稳定，那么闭环可能稳定、也可能不稳定。D 如果开环传递函数奈氏图包围了（-1，j0）点，那么闭环系统一定稳定。24.下列传递函数中，属于最小相位传递函数的是（ ）。A. B. C. D. 25. 设系统的结构图如图所示，当时，为（）。（）（）（）（） 图 1 26.图所示为某闭环系统的种极点分布图，据此可以断定系统（）是稳定的。（A） (B) (C) 图2 27.某单位反馈的开环传递函数为，系统的特征方程为（ ）。 A. B. C. D. 28.由以下3个开环传递函数可知，系统（ ）是I型系统。 29.反馈控制系统一定包含有（ ）A.反馈环节 B.惯性环节 C. 积分环节 D. PID调节器 30.( )=，（a为常数）。A. B. C. D. 31. （ ） A. B. C. D. 32. 若（ ） A.4 B. 2 C.0 D. 33. 则（ ）A. B. C. D. 34.图3所示系统的传递函数为（ ）A. B. C. D. 图3 35.二阶系统的传递函数为，其无阻尼固有频率是（ ）。A.10 B.5 C.2.5 D. 2536一阶系统的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为（ ）A. B.KT C. D. 37.某系统的传递函数，则其单位阶跃响应函数为（ ）38.图4所示系统为（ ）型的系统。A.0 B.I C