2019秋季西南大学网教-[0933]《机械工程控制基础》

1、西南大学网络与继续教育学院课程代码： 0933学年学季：20192 单项选择题1、 对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数为（）。9/5-9/50OO.，二阶系统当时-如果墙加则揄出响应的最大超调量时 将1）-. 增加. 不变. 减小/. 不定4、某环节的传递函数为,.-工一：该环节是（微分环节一阶微分环节惯性环节积分环节5、某系统的传递函数为 今4 K，则影响系统时间响应快速性的因素是（KK和T输入信号大小TC(s)6、某控制系统的方框图如图所示，则该系统的稳态误差表达式为（HTsjpJ= I二G占出营JT 工 JfGita ：7一二嚏 *(5 Jlim -4-?1 + &占

2、坦H 工出父hill G(s 组卬了、若/1回二面黑声二产则产二（）0&某系统的传递陶静为 a$i，其零点和极点是（j 飞T1-$=5 '极点 5 = -。2 j = 4零点 j = -0,2, 5=3, 极点 c = -2,占二 E 零点£=2, 5 = 4，枢点=工了=£零点 £ =旬二 r 5J 版短 -2r 3- = 49、设系统的开环传递函数为 窗二/十，则该系统（）。.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是稳定的,.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是不稳定的.幅相

3、特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是不稳定的W.系统的传递函颗为才.则苴单位阶跃响应函数为< ）.11,某系统的微分方程为»吟线性定棠慈统/非线性系统0，一，二/均为常物，则该系统是C-号、“廿'一十 - i S />非微性时交素院域性时变系统线性定常系统 非线性系统 非线性时变系统 线性时变系统/(*)=(八12.已知象国?!I, IC为常翱），则原由数9=74V上/（四+3）J j）tcai土9一住的14.对于二阶系统的超调量“，以下说法正确的是）*E.只与自然频率疗J有关,与阻尼比1无关只与阻尼比日有关与阻尼比产和自然频率.都有关15、 传递函数的极点

4、是（2, 3-2-3-2,-3 .R(s)16、系统方框图如图所示，则该系统的传递函数为(1 + G. + G G-g2(i-g.) S1 -G产，G?G、1H!GnLGJ1 上 .17.设系统的特征方程为= r.则该系烧(> f-稳定性不确定不稳定落临界稳定稳定性不确定不稳定稳定临界稳定已知建年，则飞片-jo19、当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（）。.最优控制. 系统校正. 自适应控制. 系统辩识/20、某系统的微分方程为，该系统是（）。.B.线性时变系统可".线性定常系统.非线性时变系统. 非线性系统21、以下指标中，不能反映系统瞬态性能指标的是（）

5、。.相位穿越频率旷.上升时间. 调整时间.峰值时间22,图示对应环节的传递函数是 <）. 、卬P» Rsol1 z7n d1-hZj23、瞬态响应指标中，延迟时间 口的定义是（）。.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间. 单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间， . 单位阶跃响应从零开始第一次达到稳态值所需的时间，则系统稳定时的开环智益长值24.设单位反馈控制系统的开环传递图数为Glr J=Q<K <2 0<K<6 /<K<2K >625、若系统的传递函数的所有零点和极点都在复平面的左

6、半平面，则该系统称为（）。.最小相位系统修”.振荡系统.非最小相位系统. 不稳定系统26、系统的静态加速度误差系数Ka定义为（）。lim Gl y x)lim bGL旧Hlhu jGI/7U)、k27、作为控制系统，一般（）。.闭环一定振荡.闭环不振荡.开环不振荡可.开环一定振荡28、 一阶系统的传递函数为| 则系统的增益 K和时间常数T依次为（）。0.8, 3 1.25, 3.75 3, 0.8， 3.75, 1.2529、已知系统的开环传递函数为|,则系统的开环增益和型次为（）。.25, 0型.100, I型.100, II 型.25, II 型30、控制论的中心思想是（）。. 一门既与技

7、术科学又与基础科学紧密相关的边缘学科. 通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制. 对生产力的发展、生产效率的提高具有重大影响. 抓住一切通讯和控制系统所共有的特点主观题31、控制系统在输入信号的作用下，输出量随时间变化的函数称为系统的时间响应,则开环传递函数为32、若前向通道的传递函数为|反馈通道的传递函数为33、若系统传递函数有一个或一个以上的极点位于s平面的右半平面内，则系统 不稳定34、一单位反馈控制系统的前向通道传递函数为,则该闭环系统的特征方程为3增加的方向，对数相35、在系统频率特性的伯德图上，在开环对数频率特性为正值的频率范围内，沿着负穿越36、若系统传递函数的所有零点和极点均

8、在s平面的左半平面内，则该系统称为 最小相位系统37、二阶微分环节的传递函数为 38、一般对机械控制工程系统有三方面的性能要求，即稳定性、准确性和快速性39、若系统传递函数I|的全部极点均位于 s平面的左半平面内，则系统 稳定40、频率响应是系统对正弦输入信号的稳态响应，频率特性包括 和相频特性两种特幅频特性41、延时环节频率特性的奈氏图是参考答案 单位圆42、二阶系统的典型环节是参考答案：振荡环节43、给系统加入外界的扰动,参考答案：,系统在足够长的时间内能恢复到原来平衡状态或者趋于当扰动消除后44、参考答案 频率响应是正弦输入信号的稳态响应。45、当系统为n型系统时，其奈氏图起始于相位角为

9、参考答案：的无穷远处，其渐近线为一条-180°46、频域性能指标是根据参考答案：控制系统闭环47、传递函数反映系统本身的参考答案：动态特性,与外界输入无关。48、当开环传递函数的奈氏曲线离点越远，闭环系统的稳定性越;开环奈氏或49、在伯德图上，幅值裕量表示为当系统相频特性曲线达到参考答案：50、凡是几个环节的输入相同，输出相加或者相减的连接形式称为参考答案：并联连接频率51、在输入端加一正弦信号，线性系统输出端得到的稳态响应幅值和相位要改变，而52、系统没有积分环节时，该系统称为参考答案：0型系统。53、二阶系统在阶跃信号作用下，其超调量与有关。参考答案阻尼比54、比例环节频率特性的

10、奈氏图为实轴上的参考答案：一个点55、对单位反馈系统来说，偏差 |与误差 相同56、比例环节的对数幅频特性曲线为平行于横坐标的参考答案：水平直线57、在单输入单输出系统的瞬态响应分析或者频率响应分析中，采用的数学模型是参考答案：传递函数58、机械工程控制论是研究以为对象的控制论，上某一点。有关。参考答案机械工程技术59、系统的稳态误差与系统开环传递函数的型次、输入信号和参考答案：开环增益60、当系统为0型系统时，其奈氏图起始于参考答案： 正实轴、延时环节及非最小相位环节等。61、影响系统稳定性的因素有系统开环增益、参考答案：积分环节图解62、系统方框图是系统中各环节的功能和信号流向的63、峰值

11、时间是单位阶跃响应越过终值达到所需的时间。第一个峰值64、传递函数是指参考答案：在初始条件为零时65、二阶振荡环节的标准传递函数是参考答案：66、若二阶系统的无阻尼振荡频率为匚当系统发生阻尼振荡时，其振荡频率为67、单回路系统开环的对数幅频特性可以用各环节的对数幅频特性的纵坐标值参考答案 相加68、传递函数表示系统参考答案：本身的动态特性69、奈氏图上的单位圆对应于伯德图上的参考答案：;奈氏图上的负实轴相当于伯德图中的-1零分贝线70、某典型环节的传递函数为,该典型环节称为参考答案二阶微分71、绘制系统伯德图的步骤有哪些？参考答案：系统开环伯德图的作图步骤如下：1）将传递函数G（s）化成典型环

12、节组成形式，并令s=j 0求得G（j co;）2）计算各基本环节的转角频率，并标在横轴上，同时标明各转角频率对应的基本环节渐近线3）分别画出各典型环节的对数幅频特性曲线和对数相频特性曲线；4）将各环节的对数幅频特性曲线的渐进线进行叠加，得到系统的对数幅频特性渐进线；5）如有必要，可对上述折线加以修正，一般在转角频率处修正；6）将各环节的对数相频特性曲线进行叠加，得到系统的对数相频特性曲线。72、控制系统的典型环节主要有哪几种?控制系统的典型环节有租分环节惯性环节*加人士 一阶g环节雨冷川 振荡环节G3二阶微分环节即.一；2至! 延时环节73、时间响应由哪两部分组成？各部分的定义是什么？参考答案

13、：任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统在某一输入信号的作用下，系统 间趋于无穷大时系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应直接反映了系统的动态特性。稳态响应偏74、 时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？参考答案：时域动态性能指标有td 延迟时间tr 上升时间tp 峰值时间Mp 超调量ts 调节时间N 振荡次数td、tr、tp、ts反映系统的快速性，Mp、N反映系统的相对稳定性。75、传递函数的特点有哪些？参考答案：传递函数的特点如下：(1)传递函数是线性定常系统的微分方程经拉氏变换得到的，而拉氏变换是一种线性积分运(2)传递函数是在零初始条件下定义的，即在零时

14、刻之前系统对所给定的平衡工作点是处于(3)传递函数是通过输入和输出之间的关系来描述系统本身特性的，传递函数中各项系数完关，故传递函数可以描述系统的动态特性，与输入量的大小和形式无关。(4)传递函数不说明所描述系统的物理结构，不同的物理系统，只要它们的动态特性相同，个是电气系统)，只要它们的动态特性一样，就可以有完全相同的传递函数。这是实验室进行模拟(5)传递函数只描述系统或环节的外部输入、输出特性，而不能反映其内部所有的信息。同 只能描述一个输入对一个输出的关系，至于信号传递过程中的中间量，用一个传递函数无法全面反(6)传递函数分母中的阶数必不小于分子中的阶数口，即II,因为实际系统或元件度，

15、再产生速度，然后才可能有位移输出，而与输入有关的项的阶次是不可能高于二阶的。口，输入为力，单位为(7)传递函数可以有量纲，也可以无量纲。如在机械系统中，若输出是位移，单位为为无量纲。76.曲型二阶系统的阻尼比白工亡£时,试问闭环极点分布如何？单位阶联响应的特征是什么？ 会考答案:典型二储系统的阻尼比作不上时，系统对应的两个闭环极点是买部为负的共葩复根，其单位阶跃响应是77、控制系统的频域性能指标有哪些？参考答案：控制系统的频域性能指标包括开环频域性能指标和闭环频域性能指标。开环频域性能指标包括：开环截止频率(幅值穿越频率)相角穿越频率相位裕量幅值裕量闭环频域性能指标包括：截止频率带宽

16、谐振峰值谐振频率剪切率78、什么是拉氏变换的卷积定理?卷和定理为 谩q/到=产，”或4二座）则有式中，4/V产一 一二尸心稻4）林为门小和以）的卷枚分寸J i A «；79.设单位反惇殍制系跣的开环传递函数为 G（S）= Hs：j ,试求系筑的上升时间因为是单位反馈控制系统，所以闭环传递函数为S' is =1 G s 1 ,1s2 s 1s s 1（1分）该系统为标准形式的二阶系统。（1分）将其与二阶系统传递函数的标准形式2'ns2 , 2 - 'ns ' ' '2进行比较得2 坛=122 nl （2 分）户n =1解之得,0. o 0

17、.5（1分）pn =1（rad / s）故系统的上升时间为仃 x v'1 - -2v1 -0.52-arctan- -arctan tr =,. =t0.5 % 2.4s （2 分）n 1 - 211 -0.52系统的峰值时间为tp1dnj-2：3.6s1.1-0.52（2分）系统的调整峰值时间为ts =8s （允许误差为±2%） （2分）n 0.5或者ts=a=a=6s （允许误差为土5%）（2分）n 0.5系统的最大超调量为Mp0.5'2 "100% =e .5100% ： 16.3%（2分）so,已知某系蜕的开环传®函数为G H =&

18、+叶5)其单位斜域输入系统的程参考答案：也J作业答案及评分标准 4.docx81、某机械系统如图所示，其中，外力f为系统的输入，位移 x(t)为系统的输出,m为物体的质量，K为弹簧的参考答案:杠杆端受力43和皿之间有如下关系取分离体，列平衡方程为静修警出M甯整座得,根据传递函数的定义，对等式葩端做拉氏变换得加/龙石 -rsi 告 kxy)二;司 5)所以，系统的传递函数为口A'fj)a? = 一产区I &向Ba?蒋单位反馈控X跑ft的开环传递函数为 G(s)=4§：3)(1)系统的闭环传递函数;(2)系赫的明后比W和无阻层自然频率cen ；<3)55时的调整时间解:(1)因为开环传递函数为G(s)=故系统的闭环传递函数为G s _ ss 391 G s 19s2 3s 9s s 3（5分）(2)因为标准形式二阶系统的传递函数为2中 s2s 2-ns '故有2 2 c6 n = 9八招（4分）25n =3解之得:0n =3rad /s 八、