电大机电控制工程基础考试复习重点题库

1、机电控制工程基础复习题8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 B1A y(t) x(t) L G(s) ; BY(s) G(s)X(s)；一、 选择题1. PI校正为（AA .滞后C滞后超前）校正B.超前D超前滞后C X(s) Y(s) G(s); Dy(t) X(t)G(s)。设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力 的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，9、f（t）为输入量，位移y（t）为输出量 那么这个微分方程的阶次是：2. 一阶系统的传递函数为A. 0.51，则其时间常数为（D ）S 1B. 4C. 23.系统的根轨迹（A 起始于开环极

2、点,C.起始于闭环零点,）终于开环零点终于开环极点B起始于闭环极点，终于闭环零点D起始于开环零点，终于开环极点A 14.一阶系统的传递函数为10、二阶系统的传递函数为A. 0.54s 2B. 4，则其时间常数为（C ）14s2 4s 1;则其无阻尼振荡频率n和阻尼比为（5.二阶系统的超调量%。(A )A.只与 有关B.与无关C.与 n和 无关C.与n和 都有关6.劳斯稳定判据能判断（A )的稳定性。D . 1A .线性定常系统B.线性时变系统C. 211、12、传递函数 GA 时滞环节;一阶系统的传递函数为C非线性系统D任何系统13、7已知Fs1s(s 2)其原函数的终值（e TS表示了一个（

3、振荡环节;5s 1微分环节;惯性环节其单位阶跃响应为（t3 3e 5 ; c 5 5e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（A.单调衰减B.单调上升C等幅振荡D振荡衰减A . 0B. 3C 0.75D0.514、已知道系统输出的拉氏变换为Y(s)15、A欠阻尼；B某一系统的速度误差为零,过阻尼； C临界阻尼；则该系统的开环传递函数可能是（D 无阻尼16、17、18、20、A K ； BTs 1；C Ks(s a)(s b) s(s a)K2 , s (sa)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（A as3 bs2c as4 bs3cs d 0

4、 ; b3asbs2cs d 0 ；2cs ds e 0 ；其中 a、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是A(5s 1)(2s 1)C(2s 1)(3s 1)已知系统频率特性为A5ejtg13jtg 1 35j3题图中1 Ts(T0);1 T；ss 2s(s 3)( s 2)，则该系统可表示为（e jtg115e jtgR C电路的幅频特性为b、Cc、d、e均为不等于零的正数。C1；D1 。1仃)21 T21、已知系统频率特性为5 则该系统可表示为（B)j11a 5ejtg；B5j tg 12彳e 11C 5e j g；D5护12 122、已知系统频率特性为1，当输入为x（t）s

5、in 2t时，系统的稳态输出为（d5j1A sin(2t tg 15 )2 sin（2t11 25 223、理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（Csin(2t tg 15tg-sin(2t1Atg15 )20 dB dec通过3 =1点的直线;20dBdec通过3 =0点的直线;24、系统如图所示，Gc（s）为一个（20 dB dec通过3 =1点的直线;20 dB ，通过3 =0点的直线20 decC ）装置，实现起来比较简单A串联校正;1(T )2C 混合校正;B并联校正;D正反馈校正25、二阶系统的传递函数为s2 0.5s 1则其无阻尼振荡频率n和阻尼比为（C ）16、图中所示的频

6、率特性是一个积分环节。112A 1，； B 2，1 ； C 1，0.25 ； D-，23326、某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则系统的单位阶跃响应曲线表现为（C ）A .单调衰减B.单调上升C等幅振荡D振荡衰减二、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。（一）2、 劳氏稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。（+ ）3、 1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

7、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。（+）11、 已知系统频率特性为5，则该系统可表示为5 ejtg 1。（-）j 1J 2 118、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。12、一阶微分环节的传递函数为 G（s） 1s，其频率特性可表示为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（一）20、 一个线性定常系统是稳定的，则其闭环极点位于S平面左半平

8、面。（+ ）21、两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频 率。（一）22、 增大系统的开环增益，会使得系统的控制精度降低。（一）三、填空题1、系统输岀全部或部分地返回到输入端，就叫做反馈 o2、 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、 我们把输岀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 oG(j )1 j .1 ()2e j o( + )13、积分环节的对数幅频特性是一条斜率为20 dB 的直线。 (+ )/dec14、系统的传递函数G（s）KTs 11，输出与输入的相位差是0.5s 115、系统的幅频

9、特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件。（-）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岀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。我们把输岀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。20、微分环

10、节的传递函数为2s，则它的幅频特性的数学表达式是，相频特性的数学表8、达式是9010、对于函数f (t)，它的拉氏变换的表达式为f(t)e stdt027、二阶系统的标准型式为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，当岀现扰动时，没有人为干预，输岀量 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。21、在初条件为零时，输岀量的拉氏变换 ，与输入量的拉氏变换之比称为线性系统(或元件)

11、的传递函数。23、 数学模型是描述系统输入变量、输岀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、环节的传递函数是gs上 .X s Ts 12n22s 2 n S n11、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28、 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( 3)为_1029、 时间响应由 瞬态 响

12、应和稳态响应两部分组成。13、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为14、e t的拉氏变换为15、Fs 1的原函数的初值s(s 1)f (0)=_016、已知f(t)的拉氏变换为 s ，则初值f (0)=。(s 2)2417、f (t) e 2tsi n2t 的拉氏变换为4。(s 2)2418、若 L f(t) F(s)，贝寸 Le atf (t) F(s+a)。19、若 Lf(t)= F(s) ，则 Lf (t-b)=、e 2s f ( s) 30、 A() 吐 G(j )为系统的幅频特性，它描述系统对不同频率输入信号X。的稳态响应幅值衰减(或放大)的特性。() G( j )为系统的它描述系统对不同频

13、率输入信号的稳态响应，相位迟后(0)或超前(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丫 s K。G sX s Ts 133、当输入信号的角频率3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 时系统的输岀状态。35、 若系统输入为 Asin t，其稳态输出相应为 Bsin( t )，则该系统的频率特性可表示为B j 。Ae 36、 2型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为-40 dB/dec。

14、37、 对于一阶系统，当3由时，矢量D(j 3 )顺时针 方向旋转，则系统是稳定2的。否则系统不稳定。38、 单位阶跃函数的拉氏变换为1/s .39、 线性系统的稳态误差取决于系统自身结构与参数。40、 若二阶系统的阻尼比为0.5 ,则系统的阶跃响应为衰减振荡.41、 惯性环节的时间常数越大，系统的快速性越差42、 若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个积分 环节。43、 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道上的传递函数为H(s)，则该系统的开环传递函数为G(s) H(s)，闭环传递函数为 G(s)/ (1+ G(s)H(s)。44、 系统的开环传

15、递函数为K 则该系统有 2 个极点，有 2条根轨迹分支。s(s 1)45、 传递函数2s 1 的零点为-0.5 ，极点为0、-1、-0.4。s(s 1)(5s2)2 n=0.25，所以n 0.5，0.25，系统为欠阻尼状态，则:n 12=.484arccos760所以，单位阶跃响应的性能指标为:ts = 3.5/.=28$2.已知系统的开环传递函数为：G(S)试：1).绘出对数渐近幅频特性曲线L(20S(0.2S 1)(0.04S 1)以及相频特性曲线G ；2)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=2020lgK=26

16、分贝1 11 1152T10.2T20.04(3) 低频为积分放大环节，在在 5处作-40dB/10倍频 线，在251，K=26分贝处作 -20dB/10倍频 线25处作 七0dB/10倍频 线四、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) =1，试求阶跃响应的性能指标%s(4s 1)及ts答案：系统闭环传递函数为：W(s)0.25s20.25s 0.252与二阶传递函数的标准形式 n相比较，可知：2n =0.25，2小2S 2 nS n2) 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：Gk(s)10，试求在输

17、入信号为x(t) 5 t作用下s(s 1)4)稳态输出的稳态误差。解：系统是型系统当 x(t)=5 时,位置误差系数Kplim旦s 0 s(s 1)当 x(t)= t 时,速度误差系数I叫s Gk(s)lims 1010s 0 s(s 1)162( ) 0.1K故系统的稳态误差：e()e()e2( ) 0 0.1 0.14.设系统的传递函数 G(s) K 5 ，求输入信号为正弦信号，频率为f = 1Hz,振幅为Ts 10.5s 1Xo =5，初相为0时，系统的稳态输岀。5答案：由G(S) 可以看岀G(s)是由放大环节和惯性环节串联组成，放大环节只影响输岀0.5s 1量的幅值，而惯性环节对输岀量

18、的幅值和相位都有影响。输出量的频率与输入量的频率相同f = 1Hz,所以6.28 (rad/s )输出量与输入量的相位差惯性环节的相位(滞后)arctgTarctg 0.5 6.3 arctg 3.1572.43)输岀量的幅值15 510.5j13.14j17.58丫0X。Ky(t) Yosin( t )7.58sin(6.3 t72.4)5.已知单位负反馈系统开环传递函数为G(S)4,计算系统的阻尼比Z,s(s 1)3 d的及调节时间ts(5%)。答;系统闭环传递函数数 g(S) 2 4与标准传递函数相比较得岀s s 4Z =0.253 d=2ts(5%)=6(s)6已知系统的特征方程如下，D(s)= s52 s42s3解：应用劳斯稳定判据Routh:s5第一列元素变号两次,无阻尼振