1、西南交通大学 20022003 机械工程控制基础试题课程代码：02240一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题 1 分，共 30 分)1.机械工程控制论是研究该领域中系统的( )问题。A. 静力学 B. 能量守恒 C. 动力学 D. 物理学2.开环控制系统是指( )对系统没有控制作用。A. 系统输入量 B. 系统输出量C. 系统的传递函数 D. 系统的干扰3.若 Lf(t)=F(s)，则 Lf(at) =( )。A. F(s) a1B. F( ) sC. F(as) aD. F( )1s4.若 Lf(t)= ，则 f(t)=( )
2、。6)4s(!5A. (t-4)5 B. (t+4)5 C. e4tt5 D. e-4tt55.若 F(s)= ，则 f(t)=( )。s12timA. 1 B. 4 C. D. 06.已知函数 f(t)=u(t-4)+2u(t+3)，则 Lf(t)=( )。A. e4s+ e3s sB. e-4s+ e3s2C. e4s+ e-3s s1D. e-4s+2e3s7.L t0 e-3 sind=( )。A. B. C. D. 1)3s(213s(21)3s(21)3s(28.某系统的微分方程为 (t)+t (t)+4x0(t)=3xi(t)，它是( )。0xA. 线性时变系统 B. 非线性系统
3、 C. 线性定常系统 D. 非性线时变系统9.某环节的传递函数为 G(s)= ，它是( )1s2A. 延时环节 B. 比例环节 C. 惯性环节 D. 积分环节10.二阶系统的传递函数 G(s)= ，其阻尼比 是( )。72s152A. B. C. 2 D.12611.图示系统的微分方程为( )。A. m (t)+(k1+k2)y(t)=f(t)yB. m (t)+(k1-k2)y(t)=f(t)C. m (t)+( )y(t)=f(t)y21kD. m (t)+( )y(t)=f(t)2112.一阶系统 的单位脉冲响应曲线在 t=0 处的值为( )。s43A. B. 12 C. - D. 16
4、313.某系统的传递函数 G(s)= ，则其单位脉冲响应函数为 ( )。s8A. e-t/8 81B. e-t/8 3C. 3(1-e-t/8) D. (1-e-t/8)14.图示系统称为( )型系统。A. 0B. C. D. 15.若保持二阶系统的 不变，提高 n，则可以( )。A. 减少上升时间和峰值时间 B. 提高上升时间和峰值时间C. 提高上升时间和调整时间 D. 减少超调量16.已知系统的频率特性为 G(j)= ，则频率特性的虚部为 ( )。jT1kA. B. T1K2)(C.- D. -2)(2)T(1K17.对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数 G(s)为( )。A.
5、sB. 1C. sD. 1+s18.图示对应的环节为( )。A. 1+sB. s1C. sD. 19.设系统的特征方程为 D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,则此系统( )。A. 稳定 B. 临界稳定 C. 不稳定 D. 稳定性不确定20.二阶系统的调整时间长，则说明( )。A. 系统响应快 B. 系统响应慢C. 无阻尼固有频率大 D. 系统的精度差21.若系统的 Bode 图在 =5 处出现转折(如图所示) ，这说明系统中有 ( )环节。A. 1s2.0B. 5C. 0.2s+1D. 5s+122.某系统的传递函数为 G(s)= ，其零、极点是 ( )。)5s(62A. 零点 s
6、=-6；极点 s=-2,s=-5 B. 零点 s=-2；极点 s=-6,s=-5C. 零点 s=-2，s=-6；极点 s=-5 D. 零点 s=2；极点 s=6,s=523.系统的静态位置误差系数 kp 定义为( )。A. G(s)H(s) sLimB. G(s)H(s)0sC. sG(s)H(s) siD. s2G(s)H(s)Lm24.一个线性系统的稳定性取决于( )。A. 系统的输入 B. 系统本身的结构和参数C. 系统的初始状态 D. 外界干扰25.一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( )。5s41A. 3.75，1.25 B. 3，0.8 C. 0.8，
7、3 D. 1.25，3.7526.一阶微分环节 G(s)=1+Ts，当频率 = 时，则相频特性G(j) 为( )。T1A. 45 B. -45 C. 90 D. -9027.若系统的传递函数在右半 S 平面上没有零点和极点，则该系统称作( )。A. 非最小相位系统 B. 最小相位系统C. 不稳定系统 D. 振荡系统28.若已知某串联校正装置的传递函数为 ，则它是一种( )。10s4A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正C. 相位滞后超前校正 D. 相位超前滞后校正29.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率 c=2 处提供最大相位超前角的是( )。A. B. 1s21s2.05C. D. .3
8、0.从某系统的 Bode 图上，已知其剪切频率 c10，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. 1s01s06.21s21s0二、填空题(每小题 2 分，共 10 分)1.频率响应是_响应；频率特性 G(j) 与传递函数 G(s)的关系为_。2.开环稳定，闭环_；开环不稳定，闭环_。3.系统的时域性能指标 tr,tp,Mp 和 ts 是根据系统在_时，对_的响应得出的。4.设函数 f(t)，其拉氏变换为 F(s)，则拉氏变换的表达式为_；拉氏逆变换的表达式为_。5.二阶系统的谐振峰值 Mr=_
9、，谐振频率 r=_。三、简答题(每小题 4 分，共 16 分)1.已知系统的脉冲响应为g(t)=3e-2t+7e-6t，t0，求系统的传递函数。2.已知系统如果希望系统的阻尼比 =0.707，K 0 应取何值?3.已知系统请写出 R(s)与 N(s)共同作用时 C(s)的表达式。4.已知系统请分别计算当 R(s) =1/s、N (s)=1/s 时系统的稳态误差。四、计算题(共 44 分)1.(7 分)用极坐标表示系统G(s)= 1s4620的频率特性(要求在 、 =0 、= n 等点准确表示，其余定性画出)。2.(7 分)已知系统求 C(s)/N(s)及 C(s)/R(s)3.(7 分)已知系
10、统传递函数为 ，请用对数坐标图 (Bode 图)表示系统的)1s0.)(5.(s频率特性。4.(8 分)求如图所示机械网络的传递函数，其中 X 为输入位移，Y 为输出位移。5.(8 分)某单位反馈系统的开环传递函数为 ，试设计一个最简单的串联校正装置使4sKv=10、相位裕度 30。6.(7 分)已知系统的传递函数为G(s)= ，2s39s516234请用劳斯判据判断系统的稳定性。西南交通大学 20032004 机械工程控制基础试题课程代码：02240一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题 1.5 分，共 30 分)1.控制工程主要研究并解
11、决的问题之一是( )A.系统已定，输入不确定，求系统的输出B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应)C.系统已定，规定系统的输入D.系统不定，输入已知，求出系统的输出 (响应)2.f(t)如图所示 则 L f(t)为( )A. e-2t B. e-2s C. e-2s D. e-tss1s2s1s13.已知 F(s)= ，则 L-1F(s)为( )(4.已知 F(s)=Lf(t) ，若 F(s)= ,则 f(t)|t =?( )12sA. B.1 C. D.02135.下列系统中为线性系统的微分模型为：( )A. dt(x)t()dt(x12dt)(16i00B. )t(t4t)(t)(xi
12、0020C. )t(xt2dt)(x1)dt(16i0020 D. )t(xt)ln(24dt)(x1edt)(x16 i00t20 6.对于定常控制系统来说，( )A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变B.微分方程的各阶微分项的幂为 1C.不能用微分方程表示D.系统总是稳定的7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( )A. B.G(S)H1 G(S)-1 HC. 1+G(S)H(S) D. 8.二阶系统的传递函数为 ,则系统增益为( )4)0.5s(1A.10 B.0.5 C.4 D.59.若系统的单位脉冲响应为 e-2t+2e-t，则系统的传递函数为：( )A. B. C. D
13、.1s21s23s2e1se110.某系统的传递函数为 系统的零极点为( )(s5A.极点 s1=-1, s2=-2,零点 s3=5B.极点 s1=1, s2=2C.极点 s1=-1, s2=-2D.极点 s1=1, s2=2,零点 s3=-511.下列信号中，哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标( )A.单位阶跃 B.单位脉冲 C.单位斜坡 D.单位正弦12.系统如图 ，其稳态误差定义为( )A.ess= SG(S) B.ess= te(t)0slimslimC.ess= e(t) D.ess= e(t)tlim0tlim13.某系统传函数为 G(s)= ，则转角频率为( )skA. B. C
14、.k/ D.k114.控制系统中( )A.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越大B.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小C.系统阶次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小D.系统阶次越高，稳态误差越大15.在设计控制系统时，稳定性判断( )A.不必判断 B.绝对必要 C.有时是必要的 D.根据系统而定16.系统的正弦响应是指( )A.不论输入为何种信号，输出都为正弦时的情况B.对系统输入一系列不同频率正弦信号时，输出的响应变化情况C.对系统输入一个固定的频率正弦信号时，输出的响应变化情况D.对系统输入一系列幅值不同的正弦信号时，输出的响应变化情况17.劳斯判据应用于控制系统稳
15、定性判断时是针对( )A.闭环系统的传递函数 B.开环系统的传递函数C.闭环系统中的开环传递函数的特征方程 D.闭环系统的特征方程18.为了增加系统的稳定性裕量，可以( )A.减小系统的增益 B.增大系统的增益C.减小输入信号 D.使用开环系统19.所谓校正(又称补偿)是指( )A.加入 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20.二阶振荡环节 G(s)= 的幅频特性（ ）2n2sA. 越大，谐振峰越高 B. 越小，谐振峰越高C. n 越小，谐振峰越高 D. n 越大，谐振峰越高二、填空题(每空 0.5 分，共 10 分)21.闭环系统是指系统的
16、_对系统有控制作用，或者说，系统中存在_的回路。22.设计控制系统基于以下几个要求：_性、_性、_性和_性。23.传递函数通过_与_之间信息的传递关系，来描述系统本身的动态特征。24.系统在外加激励作用下，其_随_变化的函数关系称为系统的时间响应。25.频率响应是系统对_输入的_。26.若系统传递函数 G(S)的所有_均在 S 平面的_ ，则系统称为最小相位系统。27.一个系统稳定的必要和充分条件是，其特征方程的所有的根都必须为_或_。也即稳定系统的全部根 Si 均应在复平面的_ 。28.PID 校正器是能够实现 P_，I 和 D_控制作用的校正器。三、简答题(每小题 5 分，共 20 分)2
17、9.(5 分) 什么是反馈( 包括正反馈和负反馈)?什么是闭环控制系统?30.(5 分) 单位反馈系统的前向通道传递函数为 Gk(s)= ，a、b、c 为大于 0 的1)(sb常数。(1)试写出静态误差系数 Kp、 Kv 和 Ka。(2)当系统输入为单位斜坡函数时，系统有无稳态误差，若有为何值?31.(5 分) 简述系统相对稳定性的概念?何为相位裕量?(画图说明)32.(5 分) 串联相位超前校正时瞬态响应作了何种改善?简述原理。四、计算题(共 40 分)33.(6 分) 某系统方框图如下，求使系统稳定的 f 值范围。34.(6 分) 写出图示系统的传递函数，并写出系统的 n 和 。35.(6
18、 分) 化简下列方框图，并写出传递函数。36.(6 分) 某系统如图试求该系统的峰值时间、最大超调量(单位阶跃输入)37.(8 分) 设单位反馈系统的开环传递函数 G(s)= 1)(s20试求闭环的 Mr, r 和 d38.(8 分) 已知系统开环传递函数为 G(s)= )10s)(2(1)试画出传递函数对应的渐近线幅频特性曲线；(2)试画出相应的近似相频特性曲线；(3)系统是否稳定，为什么?西南交通大学 20042005 年机械工程控制基础课程代码：02240第一部分 选择题一、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要求
19、的，请将正确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.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 （ ）ftt(),051 Lft()A. B.es es5C. D.1 153. 已知 其 （ ）ft().,051Lft()A. B.s2 02.sC. D.1 14. 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（ ）A. B.52s s26C
20、. D.1 15. 若 ，则 （ ）ftet()2Lft()A. B.12s 12()sC. D. 2()6. 线性系统与非线性系统的根本区别在于（ ）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（ ）A. 105sB. 2C. 105s()D. 28. 二阶系统的极点分别为 ，系统增益为 5，则其传递函数为（ ）s12054.,A. B.054(.)s
21、204(.)sC. D.(.)s 15(.)9. 某系统的传递函数为 ，则该系统的单位脉冲响应函数为（ ）2s5)(GA. B.52et tC. D.t 510. 二阶欠阻尼系统的上升时间 定义为（ ）trA.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间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.单位阶跃响应达到其稳态值的 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（ ）KA.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
22、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（ ）GsKT()1A.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（ ）ss()()832A.0 型系统，开环增益为 8 B.I 型系统，开环增益为 8C.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（ ）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
23、为 ，当 K 增大时，其（ ）Gss()21A.无阻尼自然频率 增大，阻尼比 增大nB.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nD.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（ ）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（ ）Gs()102bA. 2 B.0.5rads/ rads/C.5 D.1018. 一系统的传递函
24、数为 ，则其相位角 可表达为（ ）sKT()1()A. B.tgT1901tgTC. D.9019. 一系统的传递函数为 ，当输入 时，则其稳态输出的幅值Gs()2rtt()sin2为（ ）A. B.2 /C.2 D.420. 延时环节 ，其相频特性和幅频特性的变化规律是（ ）es()0A. dB(),9LB. dB1C. dB,()D. dB()021. 一单位反馈系统的开环传递函数为 ，当 K 增大时，对系统性Gss()(12能能的影响是（ ）A.稳定性降低 B.频宽降低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
25、的渐近直线，且延长线与 0dB 线的交点频率为 ，则当输入为20dBec/ c5时，其稳态误差为（ ）rt().5A.0.1 B.0.2C.0 D.0.523. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时， 中的 Z 表示意义为（ PN）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.闭环特征方程的根在 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，以下叙述中正确的是（ ）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.
26、乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的D.以上叙述均不正确25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ ）A.截止频率 B.谐振频率 与谐振峰值b rMrC.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（ GsK()）A.K0 B.K1C.0K10 D. K127. 对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（ ）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.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求28. 以下性能指标中不能反
27、映系统响应速度的指标为（ ）A.上升时间 B.调整时间tr tsC.幅值穿越频率 D.相位穿越频率c g29. 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Gsc()12影响是（ ）A.增大开环幅值穿越频率 cB.增大稳态误差C.减小稳态误差D.稳态误差不变，响应速度降低30. 串联校正环节 ，关于 A 与 B 之间关系的正确描述为（ ）GsBc()1A.若 Gc(s)为超前校正环节，则 AB 0B.若 Gc(s)为滞后校正环节，则 AB 0C.若 Gc(s)为超前滞后校正环节，则 ABD.若 Gc(s)为 PID 校正环节，则 A=0，B0第二部分 非选择题二、填空题（本大题
28、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 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 之比。32.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 状态到 状态的响应过程。33.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 ，即系统的特征根必须全部在 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 ，在单GsK()2位加速度输入下，稳态误差为 。35.频率响应是系统对 的稳态响应，频率特性包括 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征根在 S 平面上的位置，12s在右图中标出单位阶跃曲线。37.时
29、域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？38.简述相位裕量 的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。39.简述串联相位超前校正的特点。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） 。41.（7 分）已知系统结构如图，试求传递函数 及CsR()N42.（7 分）系统如图所示， 为单位阶跃函数，试求：rt()11. 系统的阻尼比 和无阻尼自然频率n2. 动态性能指标：超调量 Mp 和调节
30、时间 ts()543.（8 分）如图所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下 时，K 的数es 25.值。 44.（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；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Ws()23幅值裕量 kg机械工程控制基础试题参考答案课程代码：02240一、单项选择题（本大题共 30 小题，每小题 1 分，共 30 分）1.A 2.B 3.C 4.D 5.B6.C 7.B 8.D 9.A 10.C11.A 12.C 13.C 14.B 15.C16.B 17
31、.A 18.B 19.A 20.D21.A 22.A 23.D 24.B 25.D26.A 27.A 28.D 29.D 30.A二、填空题（本大题共 5 小题，每空 1 分，共 10 分）31.初始条件为零 输入量的拉氏变换32.初始状态 最终状态33.负实根或负实部的复数根 复平面的左半平面34.0 35.正弦输入 幅频和相频三、简答题（本大题共 4 小题，共 16 分）36. 5.012nn37.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、t r、t p、t s 反映系统的快速性Mp 反映系统的相对稳定性。38.定义：是开环频率特性幅值为 1 时对负实轴的
32、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： )(180c在极坐标下表示为39.相位超前校正特点： 增加相位余量 ，提高稳定性 增加幅值穿越频率 ，提高快速性c 增加高频增益（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.系统的微分方程为 2dtxm)t(KdtxB)t(f)(fm2拉氏变换得：（零初始条件） sFX)s()(sKB1FX241. 21211HGL,P212)s(RC1212HG)s(N42.1 )s()S(4n25.0n2 %.16eM1p)s(325.03tns43. 0K9K)()D2由劳斯判据：s0654
33、1s023第一列系数大于零，则系统稳定得 54K又有： 2.25K9es可得：K44K5444.1 )10s(.(s)10(.s()GKdB8lg20245.系统的开环传递函数为 1s2)(W1)s(G，解得12|)j(G|cc3c 12068tg80)(1801又 gK西南交通大学 20052006 机械工程控制基础试题课程代码：02240一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确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
34、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)。1saA. Le at B. Le atC. Le (t a) D. Le (t+a)4.Lt 2e2t=( )A. B. 13()s 1as()C. D. 2 235.若 F(s)= ，则 =( )41sLimftt0()A. 4 B. 2C. 0 D. 6.已知 f(t)=eat,(a 为实数)，则 L =( )ftd()0A. B. as 1as()C. D. 1() 7.f(t)= ，则 Lf(t)=( )320tA. B. s 12seC. D. 32se 32se8.某系
35、统的微分方程为 ,它是( )5200()()xttxtiA.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. 1RCsB. C. RCs+1D. sRC111.二阶系统的传递函数为 G(s)= ,其无阻尼固有频率 n 是( )34102sA. 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( )KTs1A. B. KT C. D. KT2KT213.某系统的传递函数 G(s)= ,则其单位阶跃
36、响应函数为 ( )s1A. B. C. K(1e t/T) D. (1e Kt/T)1TeKt/Tet/14.图示系统称为( )型系统。A. 0B. C. D. 15.延时环节 G(s)=e s 的相频特性G(j) 等于( )A. B. C. D.16.对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数 G(s)为( )A. 1+Ts B. 1TsC. D. (1+Ts)21Ts17.图示对应的环节为( )A. TsB. 1TsC. 1+TsD. s18.设系统的特征方程为 D(s)=s3+14s2+40s+40=0 ，则此系统稳定的 值范围为( )A. 0 B. 014 D. r D. 两者无关
37、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 c=4 处提供最大相位超前角的是( )A. B. C. D. 41ss1401625.s06251.s30.从某系统的 Bode 图上，已知其剪切频率 c40，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. 041.s041.s410s410s.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
38、关。2.一个单位反馈系统的前向传递函数为 ，则该闭环系统的特征方程为_Kss3254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) 之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于 Bode 图上的_；极坐标图上的负实轴对应于 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。243s2.(4 分)已知单位反馈系统的开环传递函数为 ，试问该系统为几型系统 ?系统的单位Ks()71阶跃响应稳态值为多少?3.(
39、4 分)已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如下，如果将阻尼比 增大(但不超过 1)，请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。4.(4 分)已知各系统的零点(o)、极点(x)分布分别如图所示，请问各个系统是否有非主导极点，若有请在图上标出。四、计算题(本大题共 6 小题，共 44 分)1.(7 分)用极坐标表示系统 的频率特性(要求在 、=0、= n 等点准确142s表示，其余定性画出)。2.(7 分)求如下系统 R(s)对 C(s)的传递函数，并在图上标出反馈通道、顺馈通道。3.(6 分)已知系统的调节器为 GsTsT0343410()(,、问是否可以称其为 PID 调节器，请说明理由。4.
40、(8 分)求如图所示机械网络的传递函数，其中 X 为输入位移，Y 为输出位移。5.(10 分) 已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为 ，请绘出频率特性对数4011ss(.).)坐标图(Bode 图) ，并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能 (要说明理由)。6.(6 分)请写出超前校正装置的传递函数，如果将它用于串联校正，可以改善系统什么性能?机械工程控制基础试题参考答案课程代码：02240一、单项选择题(每小题 1 分，共 30 分) 1.B 2.A 3.A 4.B 5.B6.C 7.C 8.C 9.B 10.B11.B 12.C 13.C 14.B 15.B16.D 17.C 18.B
41、 19.D 20.D21.D 22.A 23.D 24.C 25.C26.A 27.C 28.B 29.D 30.B二、填空题(每小题 2 分，共 10 分) 1.型次 输入信号2.s3+5s2+4s+K=0， K43.误差带 无阻尼固有频率4.0 分贝线 180线5.本身参数和结构 输入三、简答题(共 16 分)1. 24313ssg(t)=e te 3t,t02.型；稳态值等于 13.上升时间 变大；超调量减少；调节时间减小(大体上)；4.无非主导极点； 非主导极点； 非主导极点四、计算题(共 44 分)1.点=0 点n=0.5 点曲线大体对2. CsRGf()013.(6 分)G0(s)=(T3+T4)+T3T4s+1/sG0(s)由比例部分(T 3+T4)、微分部分 T3T4s 及积分部分 1/s 相加而成4.(8 分)B =0(xyKG(s)= ，T=B/ksT15.开环传递函数在复半平面无极点，据图相位裕度为正，幅值裕度分贝数为正，根据乃奎斯特判据，系统稳定。系统为型，具有良好的静态性能。相位裕度约为 60 度，具有良好的动态性能。6.G0(s)= KTs1,可增加相位裕度，调整频带宽度。
