南昌大学机械工程控制基础考前训练题

训练一：选择题1.设一阶系统的传递函数为，则其时间常数和增益分别是（C）。A.2，3B.2，1.5C.0.4，0.6D.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对的的是（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.由逼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对的的是（C）。A.稳态偏差值取决于系统结构和参数B.稳态偏差值取决于系统输入和干扰C.稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D.系统稳态偏差始终为05.已知某环节频率特性Nyquist图如图所示，则该环节为（C）。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所示，则系统包含（D）个环节。A.0B.1C.2D.37.已知单位反馈系统传递函数则该系统（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、闭环传递函数和辅助函数三者之间的关系为（B）。A.三者的零点相同B.的极点与的零点相同；C.的极点与的极点相同；D的零点与的极点相同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10.设系统的传递函数为则此系统稳定的K值范围为（C）。A.K<0B.K>0C.2>K>0D.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.关于反馈的说法对的的是（D）A.反馈实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.系统的实际输出与抱负输出的差C.输入与输出的差D.输入14.以下关于系统模型的说法对的的是(B)_A.每个系统只能有一种数学模型B.系统动态模型在一定条件下可简化为静态模型C.动态模型比静态模型好D.静态模型比动态模型好15.系统的单位脉冲响应函数为，则系统的传递函数为（A）。A.B.C.D.16.关于叠加原理说法对的的是（C）A.对于作用于系统同一点的几个作用才干用叠加原理求系统的总输出B.叠加原理只合用于线性定常系统C.叠加原理只合用于线性系统D.叠加原理合用于所有系统17.设一个系统的传递函数为，则该系统可当作为由（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，则系统的传递函数为（A）A.B.C.D.20.一阶系统的传递函数为，若允许误差为2％，则其调整时间为（B）A.8B.2C.7D.3.521.已知机械系统的传递函数为则系统的阻尼比为（A）A.0.25B.0.5C.1D.222.若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为,则其有阻尼固有频率（C）A.B.C.D.与无关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成稳态值的98％的时间B.系统的阶跃响应曲线达成稳态值的时间C.系统的阶跃响应曲线第一次达成稳态值的时间D.系统的阶跃响应曲线达成稳态值的98％的时间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对的的是(C)A.稳态偏差只取决于系统结构和参数B.稳态偏差只取决于系统输入和干扰C.稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D.系统稳态偏差始终为025.单位反馈系统的开环传递函数为，则在单位斜坡述如下的稳态误差为（D）A.500B.1／500C.100D.0.0126.以下系统中存在主导极点的是(D)27.以下说法对的的是(C)A.时间响应只能分析系统瞬态特性B.频率特性只能分析系统稳态特性C.时间响应分析和频率特性分析系统都能揭示系统动态特性D.频率特性没有量纲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无关C.与单位脉冲响应函数存在一定的数学变换关系D.与系统的微分方程无关29.系统的传递函数为，则其频率特性为（D）30.已知系统开环频率特性的Nyquist图如图所示，则该系统的型次为（C）A.0型.B.Ⅰ型C.Ⅱ型D.无法拟定31.以下系统中属于最小相位系统的是（B）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.系统的所有极点都在[s]平面的右半平面内B.系统的所有极点都在[s]平面的上半平面内C.系统的所有极点都在[s]平面的左半平面内D.系统的所有极点都在[s]平面的下半平面内34.已知系统特性方程为，则该系统包含正实部特性根的个数为（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.加入PID校正器B.在系统中增长新的环节或改变某些参数C.使系统稳定D.使用劳斯判据39..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.减少系统的相对稳定性C.减少系统的稳态精度D.加大系统的带宽，减少系统的响应速度41.开环控制系统的控制信号取决于（D）A系统的实际输出；B系统的实际输出与抱负输出之差；C输入与输出之差 D输入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C自动控制机床的控制论问题 D机械工程领域中的控制论问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.对控制系统的首要规定是(C)A系统的经济性 B系统的自动化限度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对的的是（A）A只有线性系统才干用数学模型B所有的系统都可用精确的数学模型表达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达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）A B C D47.传递函数的零点、极点和比例系数分别是（D）A零点为，极点为，比例系数为1B零点为，极点为，比例系数为2C零点为，极点为，比例系数为1D零点为，极点为，比例系数为248.线性系统的单位斜坡相应为，则该系统的单位脉冲相应为（D）ABCD49.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恒值50.要想减少二阶欠阻尼系统的上升时间，可以采用的措施为（D）A不变增大 B不变，减小C增大，减小 D减小，增大要想减少二阶欠阻尼系统的最大超调量，可以采用的措施是（A）A不变增大 B不变，减小C增大，减小 D减小，增大51.以下系统中不属于最小相位系统的是（B）ABCD52.一阶系统的传递函数为，在输入作用下的稳态输出为（B）BQDABCD53.已知某环节频率特性的奈奎斯特图唯一单位圆，则该环节的幅频特性为（B）A0.1 B1 C10 D无法拟定54.二阶振荡环节的传递函数为，则其谐振频率为（C）A4 B C D不存在55.已知系统开环频率特性的奈奎斯特图如图所示，则该系统的型次为（C）A0型 BI型 CII型 D无法拟定56.系统的奈奎斯特图为（B）57.已知最小相位系统的对数幅频特性图如图所示，则系统包含（D）个积分环节。A0B1C2D358.一个系统开环增益越大，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59.劳斯判据用（A）来鉴定系统稳定性。A系统特性方程B开环传递函数C系统频率特性的奈奎斯特图D系统开环频率特性的奈奎斯特图60.对于一阶系统，时间常数越大，则系统（A）A系统瞬态过程越长B系统瞬态过程越短C稳态误差越小D稳态误差越大61.所谓校正（又称补偿）是指（B）。A加入PID校正器B在系统转增长新的环节或改变某些参数C使系统稳定D使用劳斯判据62.以下环节正可以作为相位超前校正环节的是(A)ABCD63.以下环节中可以作为相位滞后-超前校正环节的是（B）ABCD综合训练二单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目规定的，请将对的选项前的字母填在题后的括号内。1.开环系统与闭环系统最本质的区别是（A） A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用 B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用 C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路 D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路2.若，则（B） A. B. C. D.3.已知其（C） A. B. C. D.4.下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（D） A. B. C. D.5.若，则（B） A. B. C. D.6.线性系统与非线性系统的主线区别在于（C） A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数 B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入 C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理 D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少7.系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（B） A. B. C. D.8.二阶系统的极点分别为，系统增益为5，则其传递函数为（D） A. B. C. D.9.某系统的传递函数为，则该系统的单位脉冲响应函数为（A） A. B. C. D.10.二阶欠阻尼系统的上升时间定义为（C） A.单位阶跃响应达成稳态值所需的时间 B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间 C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间 D.单位阶跃响应达成其稳态值的50%所需的时间11.系统类型、开环增益对系统稳态误差的影响为（A） A.系统型次越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小 B.系统型次越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小 C.系统型次越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小 D.系统型次越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小12.一系统的传递函数为，则该系统时间响应的快速性（C） A.与K有关 B.与K和T有关 C.与T有关 D.与输入信号大小有关13.一闭环系统的开环传递函数为，则该系统为（C） A.0型系统，开环增益为8 B.I型系统，开环增益为8 C.I型系统，开环增益为4 D.0型系统，开环增益为414.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（B） A.单位脉冲函数 B.单位阶跃函数 C.单位正弦函数 D.单位斜坡函数15.二阶系统的传递函数为，当K增大时，其（C） A.无阻尼自然频率增大，阻尼比增大 B.无阻尼自然频率增大，阻尼比减小 C.无阻尼自然频率减小，阻尼比减小 D.无阻尼自然频率减小，阻尼比增大16.所谓最小相位系统是指（B） A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面 B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面 C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面 D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面17.一系统的传递函数为，则其截止频率为（A） A.2 B.0.5 C.5 D.1018.一系统的传递函数为，则其相位角可表达为（B） A. B. C. D. 19.一系统的传递函数为，当输入时，则其稳态输出的幅值为（A） A. B. C.2 D.420.延时环节，其相频特性和幅频特性的变化规律是（D） A.dB B.dB C.dB D.dB21.一单位反馈系统的开环传递函数为，当K增大时，对系统性能能的影响是（A） A.稳定性减少 B.频宽减少 C.阶跃输入误差增大 D.阶跃输入误差减小22.一单位反馈系统的开环Bode图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为的渐近直线，且延长线与0dB线的交点频率为，则当输入为时，其稳态误差为（A） A.0.1 B.0.2 C.0 D.0.523.运用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，中的Z表达意义为（D） A.开环传递函数零点在S左半平面的个数 B.开环传递函数零点在S右半平面的个数 C.闭环传递函数零点在S右半平面的个数 D.闭环特性方程的根在S右半平面的个数24.关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中对的的是（B） A.劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的 B.乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的 C.乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的 D.以上叙述均不对的25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（D） A.截止频率 B.谐振频率与谐振峰值 C.频带宽度 D.相位裕量与幅值裕量kg26.一单位反馈系统的开环传递函数为，则该系统稳定的K值范围为（A） A.K＞0 B.K＞1 C.0＜K＜10 D.K＞－127.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不对的的有（A） A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性 B.中频段表征了闭环系统的动态特性 C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力 D.低频段的增益应充足大，以保证稳态误差的规定28.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（D） A.上升时间 B.调整时间 C.幅值穿越频率 D.相位穿越频率29.当系统采用串联校正时，校正环节为，则该校正环节对系统性能的影响是（D） A.增大开环幅值穿越频率 B.增大稳态误差 C.减小稳态误差 D.稳态误差不变，响应速度减少30.串联校正环节，关于A与B之间关系的对的描述为（A） A.若Gc(s)为超前校正环节，则A＞B＞0 B.若Gc(s)为滞后校正环节，则A＞B＞0 C.若Gc(s)为超前—滞后校正环节，则A≠B D.若Gc(s)为PID校正环节，则A=0，B＞0第二部分非选择题二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）31.传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。32.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态状态到最终状态状态的响应过程33.判别系统稳定性的出发点是系统特性方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特性根必须所有在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。34.I型系统在单位阶跃输入下，稳态误差为0，在单位加速度输入下，稳态误差为。35.频率响应是系统对正弦输入的稳态响应，频率特性涉及幅频和相频两种特性。三、简答题（共16分）36.二阶系统的传递函数为，试在左图中标出系统的特性根在S平面上的位置，在右图中标出单位阶跃曲线。解：37.时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？解：td延迟时间tr上升时间tp峰值时间Mp超调量ts调节时间td、tr、tp、ts反映系统的快速性Mp反映系统的相对稳定性。38.简述相位裕量的定义、计算公式，并在极坐标上表达出来。解：定义：是开环频率特性幅值为1时对负实轴的相位差值。即从原点到奈氏图与单位圆交点的连线与负实轴的夹角。计算公式：在极坐标下表达为39.简述串联相位超前校正的特点。解：.相位超前校正特点：增长相位余量，提高稳定性增长幅值穿越频率，提高快速性增长高频增益（或高通滤波器），抗干扰能力下降。四、计算题（本大题共6小题，共44分）40.（7分）机械系统如图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（忽略小车与地面的摩擦）。解：系统的微分方程为拉氏变换得：（零初始条件）41.（7分）已知系统结构如图，试求传递函数及解：.42.（7分）系统如图所示，为单位阶跃函数，试求：1.系统的阻尼比和无阻尼自然频率1．2.动态性能指标：超调量Mp和调节时间2．43.（8分）如图所示系统，试拟定使系统稳定且在单位斜坡输入下时，K的数值。.由劳斯判据：第一列系数大于零，则系统稳定得又有：≤2.25可得：K≥44≤K＜5444.（7分）已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图所示。1.写出开环传递函数G(s)的表达式；1．2.概略绘制系统的乃奈斯特图。45.（8分）已知单位反馈系统的闭环传递函数，试求系统的相位裕量和幅值裕量kg解：系统的开环传递函数为，解得又综合训练三一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个对的答案，并将对的答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共30分)1.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()A.最优控制 B.系统辩识C.系统校正 D.自适应控制2.反馈控制系统是指系统中有()A.反馈回路 B.惯性环节C.积分环节 D.PID调节器3.()=,(a为常数)。A.L［e－at］ B.L［eat］C.L［e－(t－a)］ D.L［e－(t+a)］4.L［t2e2t］=()A. B.C. D.5.若F(s)=，则=()

A.4 B.2C.0 D.∞6.已知f(t)=eat,(a为实数)，则L［］=()A. B.C. D.7.f(t)=，则L［f(t)］=()A. B.C. D.8.某系统的微分方程为,它是()A.线性系统 B.线性定常系统C.非线性系统 D.非线性时变系统9.某环节的传递函数为G(s)=e－2s，它是()A.比例环节 B.延时环节C.惯性环节 D.微分环节10.图示系统的传递函数为()A.B.C.RCs+1D.11.二阶系统的传递函数为G(s)=,其无阻尼固有频率ωn是()A.10 B.5 C.2.5 D.2512.一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.13.某系统的传递函数G(s)=,则其单位阶跃响应函数为()A. B. C.K(1－e－t/T) D.(1－e－Kt/T)14.图示系统称为()型系统。A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲ15.延时环节G(s)=e－τs的相频特性∠G(jω)等于()A.τω B.–τωC.９０° D.１８０°16.对数幅频特性的渐近线如图所示，它相应的传递函数G(s)为()A.1+Ts B.C. D.(1+Ts)217.图示相应的环节为()A.TsB.C.1+TsD.18.设系统的特性方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为()A.τ>0 B.0<τ<14 C.τ>14 D.τ<019.典型二阶振荡环节的峰值时间与()有关。A.增益 B.误差带C.增益和阻尼比 D.阻尼比和无阻尼固有频率20.若系统的Bode图在ω=5处出现转折(如图所示)，这说明系统中有()环节。A.5s+1 B.(5s+1)2C.0.2s+1 D.21.某系统的传递函数为G(s)=,其零、极点是()A.零点s=－0.25,s=3;极点s=－7,s=2 B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3C.零点s=－7,s=2;极点s=－1,s=3 D.零点s=－7,s=2;极点s=－0.25,s=322.一系统的开环传递函数为,则系统的开环增益和型次依次为()A.0.4，Ⅰ B.0.4，Ⅱ C.3，Ⅰ D.3，Ⅱ23.已知系统的传递函数G(s)=，其幅频特性｜G(jω)｜应为()A. B.C. D.24.二阶系统的阻尼比ζ，等于()A.系统的粘性阻尼系数B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比D.系统粘性阻尼系数的倒数25.设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为()A.180°－φ(ωc) B.φ(ωc)C.180°+φ(ωc) D.90°+φ(ωc)26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳态误差为()A. B. C. D.027.二阶系统的传递函数为G(s)=,在0＜ζ＜时，其无阻尼固有频率ωn与谐振频率ωr的关系为()A.ωn<ωr B.ωn=ωr C.ωn>ωr D.两者无关28.串联相位滞后校正通常用于()A.提高系统的快速性 B.提高系统的稳态精度C.减少系统的阻尼 D.减少系统的固有频率29.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是()A. B. C. D.30.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ωc≈40，则下列串联校正装置的传递函数中能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是()A. B. C. D.二、填空题(每小题2分，共10分)1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_______和_______有关。2.一个单位反馈系统的前向传递函数为，则该闭环系统的特性方程为_______开环增益为_______。3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、_______和_______有关。4.极坐标图(Nyquist图)与对数坐标图(Bode图)之间相应关系为：极坐标图上的单位圆相应于Bode图上的_______；极坐标图上的负实轴相应于Bode图上的_______。5.系统传递函数只与_______有关，与______无关。三、简答题(共16分)1.(4分)已知系统的传递函数为，求系统的脉冲响应表达式。(4分)已知单位反馈系统的开环传