1、江南大学现代远程教育 第二阶段测试卷考试科目:机械工程控制基础 （第三章、第四章） （总分 100分） 时间：90 分钟 学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（本题共 15小题，每小题 2分，共 30分。）1、以下关于线性系统时间响应的说法正确的是（ ） 。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、由强迫响应和自由响应组成 D、与系统初始状态无关2、系统的单位脉冲响应函数为 w(t)=3e -0.2t 则系统的传递函数为（ ） 。A、G(s)= 3/(s+0.2) B、G(s)= 0.6/(s+0.2)
2、C、G(s)= 0.2/(s+3) D、G(s)= 0.6/(s+3)3、已知机械系统的传递函数为 G(s)= 4 /(s 2+s+4)，则系统的阻尼比为（ ） 。A、0.25 B、0.5C、1 D、24、已知某环节频率特性的 Nyquist图为一单位圆，则该环节的幅频特性为（ ） 。A、0.1 B、1C、10 D、无法确定5、二阶振荡系统 G(s)= n2 / (s2+2 ns+ n2) 其中，阻尼比 0 nC、 n D、与 n 无关9、二阶欠阻尼系统的上升时间为（ ） 。A、系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的 98%的时间B、系统的阶跃响应曲线达到稳态值的时间C、系统的阶跃响应曲线第一次
3、达到稳态值的时间D、系统的阶跃响应曲线达到稳态值的 98%的时间10、以下关于系统稳态偏差的说法正确的是（ ） 。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 011、单位反馈系统的开环传递函数为 G（s）=500/ s（s+1） （s+5） ,则在单位斜坡输入下的稳态偏差为（ ） 。A、500 B、1/500C、100 D、0.0112、以下系统中存在主导极点的是（ ） 。A、G(s)=4 / (s 2+s+4) B、G(s)=4 / (s 2+s+4)(s+1)C、G(s)=4 / (s 2+s+
4、4)(2s+1)(s+1) D、G(s)=4 / (s 2+s+4)(s+10)(s+20)13、已知某环节频率特性 Bode图如图所示，则该环节为（ ） 。 A、比例环节 B、微分环节C、积分环节 D、惯性环节14、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（ ）个积分环节。A、0 B、1C、2 D、315、以下系统中属于最小相位系统的是（ ） 。A、G（s）= 1/(1-0.01s) B、G（s）= 1/(1+0.01s)C、G（s）= 1/(0.01s-1) D、G（s）= 1/s(1-0.1s)二、填空题（本题共 6小题，每空 1分，共 10分）1、以 称为二阶系统，二阶系统
5、的特征方程标准形式为 。2、在系统开环传递函数中增加极点，对系统的_性能是不利的。3、系统渐近稳定的充分必要条件是其闭环传递函数的 都具有 。4、如果要求系统的快速性好，则 应距离虚轴越远越好。5、频率特性的对数坐标图称为对数频率特性图又称 ,纵坐标表示幅值或相值，横坐标表示频率 ，因坐标采用对数分度可以 清楚地画在一张图上。6、系统的单位脉冲响应函数 w(t)是对系统输入 时的响应，因此，利用线性叠加原理，可以通过 w(t)求出系统在 时的响应。三、简答题(本题共 2小题，每小题 5分，共 10分)1、什么是动态性能指标?2、什么是稳态过程?四、计算题（本题共 4小题，每小题 10分，共 4
6、0分）1、已知系统的传递函数为 5)(sRC求该系统的过渡过程时间。2、要使下图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于 25%，峰值时间 tp为 2秒，试确定 K和 Kf的值。3、某系统如下图所示，当 ， 同时作用时，系统的稳态误差 ess)(1ttxi)(15.0tn值为多少？ 1.0s )4(1sXi(s) Xo(s)N(s)+-4、试绘出下列传递函数的系统 Bode图， )12.0(5)ssG五、应用题（本题共 1 小题，每小题 10 分，共 10 分）1、下图为某数控机床系统的位置随动系统的方框图，试求：(1)阻尼比 及无阻尼固有频率 n;(2)求该系统的 Mp,tp,ts和 N。Ka
7、=9Xi(s) +- )1(sXo(s)附：参考答案：一、单项选择题（本题共 15小题，每小题 2分，共 30分）1、C. 2、A. 3、A. 4、B. 5、D.6、C. 7、B. 8、C. 9、C. 10、C.11、D. 12、D 13、B. 14、B. 15、B.二、填空题（本题共 6 小题，每空 1 分，共 10 分）1、二阶微分方程作为运动方程的控制系统 s 2+2 ns + n2=02、动态3、极点 负实部4、闭环极点5、伯德图 很宽的频率范围6、单位脉冲 任意输入三、简答题(本题共 2小题，每小题 5分，共 10分)1、答：通常在阶跃函数作用下，测定或计算系统动态性能，它通过系统在
8、单位阶跃函数作用下，动态过程随时间 t 变化状况的指标来描述，这些指标称为动态性能指标。 2、答： 系统在典型输入信号作用下,当时间 t 趋于无穷时，系统输出量的表现方式称为稳态过程，又称稳态响应。 四、计算题（本题共 4小题，每小题 10分，共 40分）1、解：该系统为典型一阶系统 系统 T=5 在单位阶跃信号作用下，当 =0.02 过渡过程时间 t s=4T=45=20（s） ； 当 =0.05 过渡过程时间 ts=3T=35=15（s） 。2、解：由图可知，系统的传递函数为 KssKsGffB 22)1()(则 fn又 %251/eMp47.01/.2/93.293.)1(224.0)l
9、n(1222 KKttst KMfpnnpp f3、解： )()(1)( )()(sNGsXs sNGsXEiii ixioroor 仅 Xi(s)作用时， 10)4()4(1.01.)( sssXi仅 N(s)作用时， 10)4(1.0)4(1)( sssGN有效输入值： 2)(Xiti干扰输入值： sn5.)(5.0稳态误差值运用终值定理求解： 35.01)4(0.1lim 5.01)4(01)4(1li)(li0 200 sss sssEess系统稳态误差为 0.354、解：系统的传递函数可以化为 )12.0()ssG其频率特性为 )12.0()5(jjjG该系统由一个比例环节（比例系数
10、为 k=25） ，两个积分环节、一个一阶惯性环节（ 1=1/0.2=5s-1）和一个一阶微分环节（ 2=1/0.1=10s-1）组成，因此，其 Bode图如图中实线所示。五、应用题（本题共 1 小题，每小题 10 分，共 10 分）1、解： 9)1(9)()()9)(2ssGBsHsK显然，该系统为一简单的二阶系统，其中 ，即它是一个二阶欠阻尼系统。61;3sn403.196.5arctn)arctn( 5.0358.2)(31112 d nd s则单位阶跃响应参数为：上升时间 stdr 587.09.2431峰值时间 stdp6.58.最大超调量 %8.53.014.39.20)( eMd过度过程时间若 =2% sts85.04若 =5% s63振荡次数若 =2% 47.312/dstN若 =5% 82.5./dst
