机械控制工程期末考试

机械控制工程期末考试

一、单项选择题（每题2分，共10题）1.控制系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的系统是（）A.开环控制系统B.闭环控制系统C.复合控制系统2.单位阶跃函数的拉氏变换为（）A.1/sB.sC.13.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4.线性系统的重要特性是（）A.叠加性B.非线性C.时变性5.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6.一阶系统的时间常数T越小，系统的响应速度（）A.越快B.越慢C.不变7.某系统的固有频率为ωn，阻尼比为ζ，当ζ=1时，系统是（）A.欠阻尼B.临界阻尼C.过阻尼8.根轨迹起始于（）A.开环零点B.开环极点C.闭环极点9.系统的截止频率ωc反映系统的（）A.稳态性能B.动态性能C.抗干扰能力10.串联超前校正装置可以（）A.提高系统稳态精度B.提高系统响应速度C.降低系统响应速度二、多项选择题（每题2分，共10题）1.控制系统按给定值的变化规律可分为（）A.恒值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统2.拉氏变换的性质有（）A.线性性质B.微分性质C.积分性质3.系统的性能指标包括（）A.稳态性能B.动态性能C.抗干扰性能4.二阶系统的性能指标与（）有关。A.固有频率B.阻尼比C.时间常数5.绘制根轨迹的基本条件有（）A.幅值条件B.相角条件C.增益条件6.频域性能指标有（）A.截止频率B.相角裕度C.幅值裕度7.常用的校正方式有（）A.串联校正B.并联校正C.复合校正8.控制系统的基本组成部分有（）A.控制器B.执行机构C.被控对象9.线性定常系统的数学模型有（）A.微分方程B.传递函数C.状态空间表达式10.系统的稳定性取决于（）A.系统结构B.系统参数C.输入信号三、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稳定。（）2.传递函数只适用于线性定常系统。（）3.系统的稳态误差只与输入信号有关。（）4.一阶系统的单位阶跃响应无超调。（）5.二阶系统的阻尼比越大，系统的响应越慢。（）6.根轨迹是闭环系统特征根在s平面上的变化轨迹。（）7.相角裕度越大，系统的相对稳定性越好。（）8.串联滞后校正主要是提高系统的稳态精度。（）9.系统的动态性能主要由系统的零点决定。（）10.线性系统满足叠加原理。（）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、稳定性好；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。2.什么是系统的传递函数？答：传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，反映系统本身的特性，与输入输出信号无关。3.简述二阶系统阻尼比ζ对系统性能的影响。答：ζ=0时，系统等幅振荡；0<ζ<1时，系统欠阻尼，有超调；ζ=1时，临界阻尼，无超调；ζ>1时，过阻尼，响应慢且无超调。4.简述串联超前校正的作用。答：增加系统的相角裕度，提高系统的相对稳定性；增大系统的截止频率，提高系统的响应速度，改善系统的动态性能。五、讨论题（每题5分，共4题）1.讨论如何提高系统的稳态精度。答：可以增加系统的开环增益，提高系统的型别。但开环增益过大可能影响稳定性，需综合考虑。还可采用复合校正，利用前馈补偿消除稳态误差。2.分析根轨迹法在控制系统设计中的应用。答：通过绘制根轨迹可直观了解系统闭环极点随某一参数变化的轨迹。可根据根轨迹确定使系统满足性能要求的参数值，用于分析和设计系统稳定性、动态性能等。3.讨论频域分析法的优点。答：频域分析法可通过实验获取系统频率特性，不必求系统微分方程。能直观分析系统性能，如稳定性、稳态精度和动态性能。还可方便设计校正装置改善系统性能。4.阐述在机械控制系统设计中，如何平衡系统的稳定性、快速性和准确性。答：设计时要综合考虑，调整系统参数。如合理选择阻尼比兼顾稳定性与快速性；增加开环增益提高准确性但要防止稳定性变差。也可采用校正装置，在保证稳定性基础上优化快速性和准确性。答案一、单项选择题1.B2.A3.A4.A5.C6.A7.B8.B9.B10.B二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABC4.AB5