机械工程控制基础-机控复习考试资料

1、1 .什么是系统的反馈？ 一个系统的输出，部分或全部地被反过来用于控制系统的输入。2 . 一个系统的动力学方程可以写成微分方程，这一事实就揭示了系统本身状态变量之间的联系，也就体现了 系统本身存在着风邕_而微分方程的解就体现了由于系统本身反馈的存在与外界对系统的作用的存在而决定的系统的动态历程。3 .几何判据有奈奎斯特判据、波德判据两 种；代数判据有劳斯判据、胡尔一维法判据两种。4 .列写微分方程的步骤:（1） .确定系统或各元素的输入量输出量（2）.按照信号的传递顺序，从系统的输入端开始,根据各变量所遵循的运动规律列写出在运动过程中的各个环节的动态微分方程（3）.消除所列各微分方程的中间变量

2、，得到描述系统的输入量输出量之间的关系的微分方程。（4）.整 理所得微分方程。5 .非线性系统有：本质非线性和非本质非线性两种,能进行线性化的是非本质非线性系6 .给出两种传递函数的定义：1.传递函数是经典控制理论中对线性系统进行研究分析与综合的基本数学工具2.在外界输入作用前，输入输出的初始条件为 零时，线性定常系统环节或元件的输 出X>（t）与输入X （t）经Laplace变换后 与 之比称为该系统环节或元件的传递函数。7 .写出六种典型环节的 名称、微分方程和传递函数、奈奎斯特图和波德图。8 .方框图的基本元素由 传递函数方框、相加点、分支点组成。9 .二阶系统时间响应的性能指标是

3、根据欠阻尼二阶系统在单位阶跃信号作用下得到的。10 .系统稳定的充要条件是：系统所有特征根的实部为负。11 .什么是系统的动柔度、动刚度、静刚度。若机械系统输入为力，输出为位移（变形）则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚度；当W=0寸系统频率特性的倒数为系统的 静刚度12 .线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。13.相频特性和幅频特性 相频特性是指：稳态 幅频特性是指：稳态的定义：输出信号与输入信号的相位差； 输出与输入的幅值之比。14 .频率特性的求取方法有哪几种？1 .根据系统的频率响应来求取2 .将传递函数中的s换为jw来求取3 .

4、用试验来求取。的系15 .在复平面s右半平面没有极点和零点的 传递函数称为最小相位传递函数，相应 统称之为最小相位系统。16 .劳斯判据的充要条件 是什么？所有特征方程的系数同号且不为零，而且劳斯数列表的第一列元素符号不变。17 .控制系统：由控制装置和被控对象按一定方式联系起来组18 .数学模型：定量的描 达式。19 .反馈：将输出信号或 而加强或削弱输入信20 .传递函数：对一线性 变换与输入信号的拉述寿和网查住能揭示系统的结构参数状态信号的一部分或全部引回到输入端， 号。定常系统，当其输入及输出的初始条件为 氏变换之比，称为该系统的传递函数。成有机的总体。与动态性能之间的数学表与输入信号

5、进行比较，从零时，系统输出量的拉氏时间响应，他主要反映系历的整个动态历程以及所 系。馈校正和顺馈校正。值裕度。波德判据、和幅值裕度和21 .稳态响应：系统在输 入信号的作用下，当时间趋于无穷大时的 统的稳态精度。22 .控制系统是由控制部分和被控部分组成的总体。23 .经典控制理论主要研究线性定常系统在外界条件作用下，所经 表现出来的动、静态 特性,研究系统输入与输出之间的动态关24 .系统响应的波得图包 括对数幅频图和对数相频图。25 .根据校正环节在系统 中的联结方式，校正可分为串联校正、反26 .当w为相位交界频率 时,开环幅频特性的倒数，称为系统的幅27 .线性定常系统稳定判 定的方法

6、有：劳斯判据、乃奎斯特判据、 相位裕度判据等。28 .一阶系统的特征参数是：时间常数T;二阶系统的特征参数是阻尼比和无阻尼固有频率。29 .在w为剪切频率时，相频特性距 -180 线的相位差值称为相位裕度。30 .系统的数学模型是描 述系统及其输入、输出三者之间关系的。31 .闭环控制系统的控制 量是输入信号 与反馈信号比较后的偏差。32 .对于线性系统，若单 位阶跃信号输入时系统的响应为xo (t)1 Te"T，那么该系统对应的单位脉冲响应 为xo(t) e33 .控制系统的基本要求有稳定性、快速性和准确性。34 .所谓校正，就是指在系统中增加新的环节，以改善系统的性能的方法。35

7、 .乃奎斯特判据判断系 统稳定的表述是：当 w由负无穷到正无穷变化时,若GH平面上的 开环频率特性 G (jw) H (jw)逆时钟方向包围(-1 , j0)点P圈，则闭环系统稳定。P为G(s) H ( s)在s平面的右半平面的极点数 。对于开环稳定的系统，此是闭环系统稳定的充要条件是，系统的开环频率特性的奈奎斯特轨迹不包围(1, j0 )点。36 .相位校正有相位超前、相位滞后和相位超前滞后校正三种。37 .闭环系统的稳定的充 要条件是，在 Bode图上，当w由0变到十 时，在开环对数频率 特性为正值的频率范 围内，开环对数相频特性对-1800线正穿越与负穿越次数之差为P/2时，闭环系统稳定

8、；否则不稳定。其中P为系统开环传递函数 在s平面的右半平面的极点数。38 .对开环稳定的系统， 则闭环系统稳定；若 闭环系统不稳定；若 则闭环系统临界稳定39 .线性系统最大的特点若开环对数幅频特性比其对数相频特性先开环对数幅频特性比其对数相频特性后交开环对数幅频特性与其对数相频特性同时O是能够运用叠加原理。交于横轴，即wc 于横轴，即wc 交于横轴，即wc40.对于线性系统，若单位阶跃信号输入时系统的响应为Xo (t)sinwdt,那么该系统对应的单位脉冲响应为xo(t)coswdt)41.当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统称为线性系统。最重要的特性是可以利用叠加原理。 31 .

9、设一阶系统的传递 函数为 7,则其时间常数和增益分别是（C）。2s 5A. 2 , 3 B. 2, 1.5 C. 0.4 , 0.6 D. 2.5 , 1.52 .系统的传递函数（C）。A.与外界无关B.与系统的初始状 态有关C.反映了系统、输入、输出三者之间的关系D.完全反映了系统的动态特性3 .以下关于线性系统时间响应的说法正确的是（C）。A.时间响应就是系统输出的稳态值B.由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成C.由强迫响应和自由响应组成D.与系统的初始状态无关4 .以下关于系统稳态偏差的说法正确的是（C）。A.稳态偏差值取决于系统结构和参数A.稳态偏差值取决于系统输入和干扰B.稳态偏差与系统

10、结构、参数、输入和干扰等有关A.系统稳态偏差始终为0C）。5 .已知某环节频率特性Nyquist图如图所示，则该环节为A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节6.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图A.0B.1所示，则系统包含（D）个环节。C.2D.3皿割1 n G7.已知单位反馈系统传递函数G(s)s(s 2)(s 7)则该系统(B)。A.稳定 B.不稳定C.临界稳定D.无法判断8.关于开环传递函数 Gk(s)、闭环传递函数Gb (s)和辅助函数F(s) 1 Gk(s)三者之间 的关系为(B)。A.三者的零点相同A. GB(s)的极点与F(s) 1 3 (s)的零点相同；b.Gb(s

11、)的极点与F(s) 1 3 (s)的极点相同；dGb(s)的零点与F(s)1Gk(s)的极点相同9 .已知开环稳定的系统，其开环频率特性的Nyquist图如图所示，则该闭环 系统(B)A.稳定 B.不稳定C.临界稳定D.与系统初始状态有 关河叁/fW 3210 .设系统的传递函数为G(s) 32s 23s 3则此系统稳定的K值范围为(C) s 2s s KA.K<0B.K>0 C.2>K>0 D. 20>K>011 .闭环控制系统中(C)反馈作用A.以输入信号的大小而存在B.不一定存在C.必然存在D.一定不存在12 .关于反馈的说法正 确的是(D)A.反馈实

12、质上就是信号的并联(信息的传递与交互)B.正反馈就是输入信号与反馈信号相加C.反馈都是人为加入的D.反馈是输出以不同的方式对系统作用13 .开环控制系统的控制信号取决于(D)A.系统的实际输出B.系统的实际输出与理想输出的差C.输入与输出的差D.输入14 .以下关于系统模型A.每个系统只能有一种 B.系统动态模型在一定 C.动态模型比静态模型 D.静态模型比动态模型的说法正确的是（B）_数学模型条件下可简化为静态模型好好15 .系统的单位脉冲响 应函数为W0.1t ,则系统的 传递函数为（A）。A.拶 B.组C= D. 1ssss16 .关于叠加原理说法 正确的是（C）A.对于作用于系统同一点

13、的几个作用才能用叠加原理求系统的总输出B.叠加原理只适用于线性定常系统C.叠加原理只适用于线性系统D.叠加原理适用于所有系统117 .设一个系统的传递 函数为 -e s,则该系统可看成为 由（A）串联而成。A.惯性环节与延时环节B.比例环节、惯性环节与延时环节C.惯性环节与导前环节D.比例环节、惯性环节与导前环节18 .系统的传递函数（B）A.与外界无关B.反映了系统、输入、输出三者之间的关系C.完全反映了系统的动态特性D.与系统的初始状态有关19.系统的单位脉冲响 应函数为w（t） 3e 0.2,则系统的传递函数 为（A）A. G(s)B.G(s)C. G (s)3s 02 0.6s 02

14、0.2s 3D.G(s)0.620.一阶系统的传递函A.8数为G(s)12,若容许误差为2%,则其调整时间为(B)B.2C.7D.3.521 .已知机械系统的传 递函数为G(s) 2 4 s则系统的阻尼比为(A) s 4A.0.25B.0.5C.1D.222 .若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为Wn，则其有阻尼固有频率Wd (C)A.wnB.WnC.wnD.与 Wn 无关25.二阶欠阻尼系统的上升时间为(C)A.系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的98%的时间B.系统的阶跃响应曲线C.系统的阶跃响应曲线达到稳态值的时间第一次达到稳态值的时间D.系统的阶跃响应曲线达到稳态值的98%的时间A.稳态

15、偏差只取决于系 B.稳态偏差只取决于系 C.稳态偏差与系统结构 D.系统稳态偏差始终为25.单位反馈系统的开环传递函数为Gk(S)500 "s ,则在单位斜坡述如1)(s 5)下的稳态23 .以下二阶欠阻尼系 统性能指标只与其阻尼比有关的是(D)A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.最大超调量24 .以下关于系统稳态偏差的说法正确的是(C) 统结构和参数统输入和干扰、参数、输入和干扰等有关0误差为(D)A.500B.1/500C.100D.0.0126.以下系统中存在主 导极点的是（D）-4B.G4(s s 4)(s 1)C. G(s)4(s2 s 4)(2s 1)(s 1)D.G

16、(s)4(s2s 4)(s 10)(s 20)27 .以下说法正确的是A.时间响应只能分析系 B.频率特性只能分析系 C.时间响应分析和频率 D.频率特性没有量纲（C）统瞬态特性统稳态特性特性分析系统都能揭示系统动态特性28 .以下关于频率特性与传递函数的描述、错误的是（ C）A.都是系统的数学模型B.都与系统的初始状态 C.与单位脉冲响应函数 D.与系统的微分方程无无关存在一定的数学变换关系 关29.系统的传递函数为G（s）3 s ,则其频率特性为（D）02G(jw)G(jw)G(jw)G(jw)3s023w2 023w01043 w004(0.2jw).A G（s） 30 .已知系统开环频

17、率 特性的Nyquist图如图所示，则该系统的型次为（ C）A.0型 .B. I型 C. n型D.无法确定31 .以下系统中属于最 小相位系统的是（B）A G(s)C. G(s)1-0.01s10.01s-1B. G(s)D.G(s)1 0.01s1s(1-0.1s)32 .一个线性系统稳定与否取决于（A）A.系统的结构和参数B.系统输入C.系统的干扰D.系统的初始状态33 .一个系统稳定的充要条件是（C）A.系统的全部极点都 在s平面的右 半平面内B.系统的全部极点都在 s平面的上半平面内C.系统的全部极点都在 s平面的左半平面内D.系统的全部极点都 在s平面的下半平面内34 .已知系统特征

18、方程 为3s410s555s 2 0,则该系统包含正实部特征根的个数为（C）A.0B.1C.2D.335 .已知系统的相位裕 度为45° ,则（C）A.系统稳定B.系统不稳定C.当其幅值裕度大于 0分贝时，系统稳定D.当其幅值裕度小于或 等于0分贝时，系统稳定36.对于二阶系统，阻 尼比越大，则系统（B） A.相对稳定性越小B.相对稳定性越大C.稳态误差越小D.稳态误差越大37.一个系统的开环增益越大，则（A）A.相对稳定性越小，稳 态误差越小B.相对稳定性越大，稳 态误差越大C.相对稳定性越小，稳态误差越大D.相对稳定性越大，稳 态误差越小38.所谓校正（又称补偿）是指（B）A.加

19、入PID校正器B.在系统中增加新的环节或改变某些参数C.使系统稳定D.使用劳斯判据1.1. 以下校正方案不属于串联校正的是（D）A.增益调整B.相位超前校正C.相位滞后校正D.顺馈校正40 .增大系统开环增益，可以（B）A.提高系统的相对稳定性B.降低系统的相对稳定 性C.降低系统的稳态精度D.加大系统的带宽，降 低系统的响应速度41 .开环控制系统的控制信号取决于（D）D输入A系统的实际输出；B系统的实际输出 与理想输出之差；C输入与输出之差42 .机械工程控制论的研究对象是（D）A机床主喘定系统的控制论问题；B高精度加工机床的 控制论问题;C自动控制机床的控 制论问题D机械工程领域中的 控

20、制论问题43 .闭环控制系统的特点是系统中存在（C）、A执行环节B运算放大环节C反馈环节D比例环节44 .对控制系统的首要要求是（C）A系统的经济性B系统的自动化程度C系统的稳定性D系统的响应速度45 .以下关于系统数学模型的说法正确的是（A）A只有线性系统才能用数学模型B所有的系统都可用精确的数学模型表示C建立系统数学模型只 能用分析法D同一系统可以用不同形式的数学模型进行表示46.系统的单位脉冲相应函数为w（t）=0.1t ,则系统的传递函数为（A）47.传递函数0.1 B - sG(s)C s2s 1s23s 2的零点、极点和比例 系数分别是（D）A零点为z0.5 ,极点为p1B零点为z

21、 05 ,极点为p1C零点为z0.5,极点为p1D零点为z0.5,极点为p11p22,比例系数为11p22,比例系数为21p22,比例系数为11p22,比例系数为248.线性系统的单位斜坡相应为xo （t） t T Tet/T,则该系统的单位脉 冲相应为（D）,、t/TA w(t) 1 eB w(t) 1 Te "T C w(t) e "TDw(t) ge "T49.已知典型二阶系统的阻尼比为0.5,则系统的单位阶跃响应呈现为(C)A等幅振荡B发散的振荡C收敛的振荡(D)D恒值50.要想减少二阶欠阻A wn不变增大C增大，减小wn尼系统的上升时间，可以采取的措施为B 不变，减小wnD 减小，增大wn要想减少二阶欠阻尼 系统的最大超调量，可以采取的措施是(A)A wn不变增大C增大，减小wnB 不变，减小wnD 减小，增大wn51.以下系统中不属于最小相位系统的是(B),、1A A (s)1 0.01s1B B (s) 52.一阶系统的传递函0数为G(s)，在输入Xi(t) 4cos(t 30)作用下的稳态输出为s 1(B) BQD厂oA Xo(t)4cos(t 15 )。B Xo (t)2 2 cos(t o75 )C xo(t)2 2 cos(t1