机电控制工程基础期末考试

机电控制工程基础期末考试

一、单项选择题（每题2分，共10题）1.控制系统的输出量对控制作用有直接影响的系统是（）A.开环系统B.闭环系统C.线性系统D.非线性系统2.一阶系统的时间常数T反映了系统的（）A.响应速度B.稳态精度C.稳定性D.抗干扰能力3.单位脉冲函数的拉氏变换为（）A.1B.sC.1/sD.04.系统的传递函数取决于（）A.系统结构和参数B.输入信号C.输出信号D.干扰信号5.若系统的传递函数为G(s)=1/(s+2)，则其阻尼比为（）A.0.5B.1C.2D.46.系统的稳态误差与（）有关。A.输入信号B.系统结构和参数C.两者都有关D.两者都无关7.根轨迹起始于（）A.开环零点B.开环极点C.闭环零点D.闭环极点8.二阶系统的阻尼比ζ=1时，系统的响应为（）A.欠阻尼B.临界阻尼C.过阻尼D.无阻尼9.频域性能指标中，反映系统相对稳定性的指标是（）A.截止频率B.相角裕度C.带宽D.谐振峰值10.积分环节的对数幅频特性曲线斜率为（）A.-20dB/decB.-40dB/decC.20dB/decD.40dB/dec二、多项选择题（每题2分，共10题）1.机电控制系统按控制方式可分为（）A.开环控制B.闭环控制C.复合控制D.顺序控制2.控制系统的性能要求主要包括（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.可靠性3.下列属于系统数学模型的有（）A.微分方程B.传递函数C.状态空间表达式D.根轨迹4.一阶系统的性能指标有（）A.上升时间B.峰值时间C.调整时间D.稳态误差5.二阶系统的阻尼比ζ对系统响应的影响有（）A.ζ<1时，响应为欠阻尼B.ζ=1时，响应为临界阻尼C.ζ>1时，响应为过阻尼D.ζ=0时，响应为无阻尼等幅振荡6.系统的稳态误差与（）因素有关。A.系统类型B.输入信号形式C.开环增益D.闭环极点7.根轨迹的绘制法则包括（）A.根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点B.根轨迹关于实轴对称C.实轴上的根轨迹区间其右侧开环零极点个数之和为奇数D.根轨迹的渐近线与实轴的夹角为(2k+1)π/(n-m)（k=0,1,…,n-m-1）8.频率特性的表示方法有（）A.幅相频率特性B.对数频率特性C.实频特性D.虚频特性9.系统的频域性能指标有（）A.截止频率B.相角裕度C.幅值裕度D.谐振频率10.常用的校正方式有（）A.串联校正B.反馈校正C.复合校正D.前馈校正三、判断题（每题2分，共10题）1.开环控制系统一定比闭环控制系统精度低。（）2.传递函数只与系统的结构和参数有关，与输入输出信号无关。（）3.单位阶跃函数的拉氏变换为1/s。（）4.一阶系统的时间常数T越小，响应速度越快。（）5.二阶系统的阻尼比ζ越大，系统的响应越平稳。（）6.系统的稳态误差只与系统的结构和参数有关。（）7.根轨迹上的点满足相角条件和幅值条件。（）8.对数幅频特性曲线的斜率反映了系统的积分或微分作用。（）9.相角裕度γ>0，系统稳定；γ<0，系统不稳定。（）10.串联超前校正可以提高系统的响应速度和稳定裕度。（）四、简答题（每题5分，共4题）1.简述开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。答：开环优点是结构简单、成本低、工作稳定；缺点是精度低，抗干扰能力差。闭环优点是精度高、抗干扰强；缺点是结构复杂，成本高，可能不稳定。2.简述传递函数的定义及性质。答：定义为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。性质：只与系统结构和参数有关，与输入输出信号无关；反映系统动态特性；是复变量s的有理分式。3.简述二阶系统阻尼比ζ对系统响应的影响。答：ζ<1时，欠阻尼，响应有振荡；ζ=1时，临界阻尼，无振荡，过渡时间短；ζ>1时，过阻尼，无振荡但过渡时间长；ζ=0时，无阻尼等幅振荡。4.简述系统频域性能指标与系统性能的关系。答：截止频率反映响应速度，越大越快；相角裕度和幅值裕度反映相对稳定性，越大越稳定；带宽表示系统对信号的跟踪能力，带宽合适系统性能佳。五、讨论题（每题5分，共4题）1.讨论在机电控制系统设计中，如何综合考虑系统的稳定性、快速性和准确性。答：设计时要权衡三者关系。通过合理选择系统结构和参数，如调整增益、增加校正环节等。稳定性是基础，保证系统稳定前提下，提高快速性和准确性，可采用超前校正提高快速性，积分环节提高准确性。2.讨论根轨迹法在分析系统性能中的作用和局限性。答：作用：直观分析参数变化对系统闭环极点分布影响，从而判断稳定性、动态性能等。局限性：主要针对线性定常系统；绘制复杂系统根轨迹较繁琐；难以准确分析系统受干扰等非参数变化的情况。3.讨论频率特性法相比时域分析法在控制系统分析中的优势。答：优势在于：可通过实验获得系统频率特性，无需知道系统精确数学模型；能直观反映系统对不同频率信号的响应特性；便于分析系统稳定性、动态性能；可用于设计校正装置，改善系统性能。4.讨论在实际机电控制工程中，如何选择合适的控制策略。答：要根据系统要求、被控对象特性等选择。简单系统可选开环控制；对精度和抗干扰要求高的选闭环控制；复杂系统可能需复合控制。还可结合智能控制策略，如模糊控制等，以更好满足性能要求。答案一、单项选择题1.B2.A3.A4.A5.A6.C7.B8.B9.B10.A二、多项选择题1.ABC2.AB