西南交通大學(xué)20022003機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共30分)1.機(jī)械工程控制論是研究該領(lǐng)域中系統(tǒng)的( )問(wèn)題。A. 靜力學(xué) B. 能量守恒 C. 動(dòng)力學(xué) D. 物理學(xué)2.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是指( )對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有控制作用。A. 系統(tǒng)輸入量 B. 系統(tǒng)輸出量C. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) D. 系統(tǒng)的干擾3.若Lf(t)=F(s)，則Lf(at)=( )。A. F(s) B. F() C. F(as) D. F()4.若Lf(t)=，則f(t)=( )。A. (t-4)5 B. (t+4)5 C. e4tt5 D. e-4tt55.若F(s)=，則 f(t)=( )。A. 1 B. 4 C. D. 06.已知函數(shù)f(t)=u(t-4)+2u(t+3)，則Lf(t)=( )。A. e4s+e3s B. e-4s+e3sC. e4s+e-3s D. e-4s+2e3s7.Lt0 e-3sind=( )。A. B. C. D. 8.某系統(tǒng)的微分方程為(t)+t (t)+4x0(t)=3xi(t)，它是( )。A. 線性時(shí)變系統(tǒng) B. 非線性系統(tǒng) C. 線性定常系統(tǒng) D. 非性線時(shí)變系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=，它是( )A. 延時(shí)環(huán)節(jié) B. 比例環(huán)節(jié) C. 慣性環(huán)節(jié) D. 積分環(huán)節(jié)10.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，其阻尼比是( )。A. B. C. 2 D.11.圖示系統(tǒng)的微分方程為( )。A. m(t)+(k1+k2)y(t)=f(t)B. m(t)+(k1-k2)y(t)=f(t)C. m(t)+()y(t)=f(t)D. m(t)+( )y(t)=f(t)12.一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的值為( )。A. B. 12 C. - D. 13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，則其單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為( )。A. e-t/8 B. e-t/8 C. 3(1-e-t/8) D. (1-e-t/8)14.圖示系統(tǒng)稱(chēng)為( )型系統(tǒng)。A. 0B. C. D. 15.若保持二階系統(tǒng)的不變，提高n，則可以( )。A. 減少上升時(shí)間和峰值時(shí)間 B. 提高上升時(shí)間和峰值時(shí)間C. 提高上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間 D. 減少超調(diào)量16.已知系統(tǒng)的頻率特性為G(j)=，則頻率特性的虛部為( )。A. B. C.- D. -17.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s)為( )。A. sB. C. D. 1+s18.圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為( )。A. 1+sB. C. sD. 19.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,則此系統(tǒng)( )。A. 穩(wěn)定 B. 臨界穩(wěn)定 C. 不穩(wěn)定 D. 穩(wěn)定性不確定20.二階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，則說(shuō)明( )。A. 系統(tǒng)響應(yīng)快 B. 系統(tǒng)響應(yīng)慢C. 無(wú)阻尼固有頻率大 D. 系統(tǒng)的精度差21.若系統(tǒng)的Bode圖在=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(如圖所示)，這說(shuō)明系統(tǒng)中有( )環(huán)節(jié)。A. B. C. 0.2s+1D. 5s+122.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，其零、極點(diǎn)是( )。A. 零點(diǎn)s=-6；極點(diǎn)s=-2,s=-5 B. 零點(diǎn)s=-2；極點(diǎn)s=-6,s=-5C. 零點(diǎn)s=-2，s=-6；極點(diǎn)s=-5 D. 零點(diǎn)s=2；極點(diǎn)s=6,s=523.系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)kp定義為( )。A. G(s)H(s) B. G(s)H(s)C. sG(s)H(s) D. s2G(s)H(s)24.一個(gè)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于( )。A. 系統(tǒng)的輸入 B. 系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)C. 系統(tǒng)的初始狀態(tài) D. 外界干擾25.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的增益K和時(shí)間常數(shù)T依次為( )。A. 3.75，1.25 B. 3，0.8 C. 0.8，3 D. 1.25，3.7526.一階微分環(huán)節(jié)G(s)=1+Ts，當(dāng)頻率=時(shí)，則相頻特性G(j)為( )。A. 45 B. -45 C. 90 D. -9027.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒(méi)有零點(diǎn)和極點(diǎn)，則該系統(tǒng)稱(chēng)作( )。A. 非最小相位系統(tǒng) B. 最小相位系統(tǒng)C. 不穩(wěn)定系統(tǒng) D. 振蕩系統(tǒng)28.若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為，則它是一種( )。A. 相位滯后校正 B. 相位超前校正C. 相位滯后超前校正 D. 相位超前滯后校正29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率c=2處提供最大相位超前角的是( )。A. B. C. D. 30.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率c10，則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是( )。A. B. C. D. 二、填空題(每小題2分，共10分)1.頻率響應(yīng)是_響應(yīng)；頻率特性G(j)與傳遞函數(shù)G(s)的關(guān)系為_(kāi)。2.開(kāi)環(huán)穩(wěn)定，閉環(huán)_；開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定，閉環(huán)_。3.系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)tr,tp,Mp和ts是根據(jù)系統(tǒng)在_時(shí)，對(duì)_的響應(yīng)得出的。4.設(shè)函數(shù)f(t)，其拉氏變換為F(s)，則拉氏變換的表達(dá)式為_(kāi)；拉氏逆變換的表達(dá)式為_(kāi)。5.二階系統(tǒng)的諧振峰值Mr=_，諧振頻率r=_。三、簡(jiǎn)答題(每小題4分，共16分)1.已知系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)為g(t)=3e-2t+7e-6t，t0，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2.已知系統(tǒng)如果希望系統(tǒng)的阻尼比=0.707，K0應(yīng)取何值?3.已知系統(tǒng)請(qǐng)寫(xiě)出R(s)與N(s)共同作用時(shí)C(s)的表達(dá)式。4.已知系統(tǒng)請(qǐng)分別計(jì)算當(dāng)R(s) =1/s、N (s)=1/s時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。四、計(jì)算題(共44分)1.(7分)用極坐標(biāo)表示系統(tǒng)G(s)=的頻率特性(要求在、=0、=n等點(diǎn)準(zhǔn)確表示，其余定性畫(huà)出)。2.(7分)已知系統(tǒng)求C(s)/N(s)及C(s)/R(s)3.(7分)已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，請(qǐng)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode圖)表示系統(tǒng)的頻率特性。4.(8分)求如圖所示機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，其中X為輸入位移，Y為輸出位移。5.(8分)某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的串聯(lián)校正裝置使Kv=10、相位裕度30。6.(7分)已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，請(qǐng)用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。西南交通大學(xué)20032004機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其號(hào)碼填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1.5分，共30分)1.控制工程主要研究并解決的問(wèn)題之一是( ) A.系統(tǒng)已定，輸入不確定，求系統(tǒng)的輸出 B.系統(tǒng)已定，輸入已知，求系統(tǒng)的輸出(響應(yīng)) C.系統(tǒng)已定，規(guī)定系統(tǒng)的輸入 D.系統(tǒng)不定，輸入已知，求出系統(tǒng)的輸出(響應(yīng))2.f(t)如圖所示 則Lf(t)為( ) A.e-2t B. e-2s C. e-2s D. e-ts3.已知F(s)=，則L-1F(s)為( ) 4.已知F(s)=Lf(t)，若F(s)=,則f(t)|t=?( ) A. B.1 C. D.05.下列系統(tǒng)中為線性系統(tǒng)的微分模型為：( ) A. B. C. D.6.對(duì)于定?？刂葡到y(tǒng)來(lái)說(shuō)，( ) A.表達(dá)系統(tǒng)的微分方程各項(xiàng)系數(shù)不隨時(shí)間改變 B.微分方程的各階微分項(xiàng)的冪為1 C.不能用微分方程表示 D.系統(tǒng)總是穩(wěn)定的7.系統(tǒng)方框圖如圖所示，則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為( ) A. B. C. 1+G(S)H(S) D.8.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,則系統(tǒng)增益為( ) A.10 B.0.5 C.4 D.59.若系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為e-2t+2e-t，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：( ) A.B.C.D.10.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為系統(tǒng)的零極點(diǎn)為( ) A.極點(diǎn)s1=-1, s2=-2,零點(diǎn)s3=5 B.極點(diǎn)s1=1, s2=2 C.極點(diǎn)s1=-1, s2=-2 D.極點(diǎn)s1=1, s2=2,零點(diǎn)s3=-511.下列信號(hào)中，哪個(gè)用來(lái)定義二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)( ) A.單位階躍 B.單位脈沖 C.單位斜坡 D.單位正弦12.系統(tǒng)如圖 ，其穩(wěn)態(tài)誤差定義為( ) A.ess=SG(S) B.ess=te(t) C.ess=e(t) D.ess=e(t)13.某系統(tǒng)傳函數(shù)為G(s)=，則轉(zhuǎn)角頻率為( ) A. B. C.k/ D.k14.控制系統(tǒng)中( ) A.系統(tǒng)型次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越大 B.系統(tǒng)型次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小 C.系統(tǒng)階次越高，增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)定誤差越小 D.系統(tǒng)階次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越大15.在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，穩(wěn)定性判斷( ) A.不必判斷 B.絕對(duì)必要 C.有時(shí)是必要的 D.根據(jù)系統(tǒng)而定16.系統(tǒng)的正弦響應(yīng)是指( ) A.不論輸入為何種信號(hào)，輸出都為正弦時(shí)的情況 B.對(duì)系統(tǒng)輸入一系列不同頻率正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況 C.對(duì)系統(tǒng)輸入一個(gè)固定的頻率正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況 D.對(duì)系統(tǒng)輸入一系列幅值不同的正弦信號(hào)時(shí)，輸出的響應(yīng)變化情況17.勞斯判據(jù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷時(shí)是針對(duì)( ) A.閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) B.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C.閉環(huán)系統(tǒng)中的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的特征方程 D.閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程18.為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕量，可以( ) A.減小系統(tǒng)的增益 B.增大系統(tǒng)的增益 C.減小輸入信號(hào) D.使用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)19.所謂校正(又稱(chēng)補(bǔ)償)是指( ) A.加入PID校正器 B.在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)或改變某些參數(shù) C.使系統(tǒng)穩(wěn)定 D.使用勞斯判據(jù)20.二階振蕩環(huán)節(jié)G(s)=的幅頻特性（ ） A.越大，諧振峰越高 B.越小，諧振峰越高 C.n越小，諧振峰越高 D.n越大，諧振峰越高二、填空題(每空0.5分，共10分)21.閉環(huán)系統(tǒng)是指系統(tǒng)的_對(duì)系統(tǒng)有控制作用，或者說(shuō)，系統(tǒng)中存在_的回路。22.設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)基于以下幾個(gè)要求：_性、_性、_性和_性。23.傳遞函數(shù)通過(guò)_與_之間信息的傳遞關(guān)系，來(lái)描述系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特征。24.系統(tǒng)在外加激勵(lì)作用下，其_隨_變化的函數(shù)關(guān)系稱(chēng)為系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。25.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)_輸入的_。26.若系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(S)的所有_均在S平面的_，則系統(tǒng)稱(chēng)為最小相位系統(tǒng)。27.一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的必要和充分條件是，其特征方程的所有的根都必須為_(kāi)或_。也即穩(wěn)定系統(tǒng)的全部根Si均應(yīng)在復(fù)平面的_。28.PID校正器是能夠?qū)崿F(xiàn)P_，I 和D_控制作用的校正器。三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分)29.(5分)什么是反饋(包括正反饋和負(fù)反饋)?什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)?30.(5分)單位反饋系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)為Gk(s)=，a、b、c為大于0的常數(shù)。(1)試寫(xiě)出靜態(tài)誤差系數(shù)Kp、Kv和Ka。(2)當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位斜坡函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)有無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差，若有為何值?31.(5分)簡(jiǎn)述系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念?何為相位裕量?(畫(huà)圖說(shuō)明)32.(5分)串聯(lián)相位超前校正時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)作了何種改善?簡(jiǎn)述原理。四、計(jì)算題(共40分)33.(6分)某系統(tǒng)方框圖如下，求使系統(tǒng)穩(wěn)定的f值范圍。34.(6分)寫(xiě)出圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并寫(xiě)出系統(tǒng)的n和。35.(6分)化簡(jiǎn)下列方框圖，并寫(xiě)出傳遞函數(shù)。36.(6分)某系統(tǒng)如圖 試求該系統(tǒng)的峰值時(shí)間、最大超調(diào)量(單位階躍輸入)37.(8分)設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=試求閉環(huán)的Mr,r 和d38.(8分)已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=(1)試畫(huà)出傳遞函數(shù)對(duì)應(yīng)的漸近線幅頻特性曲線；(2)試畫(huà)出相應(yīng)的近似相頻特性曲線；(3)系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么?西南交通大學(xué)20042005年機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 課程代碼：02240第一部分 選擇題一、 單項(xiàng)選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1. 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別是（ ）A.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的輸出對(duì)系統(tǒng)無(wú)控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸出對(duì)系統(tǒng)有控制作用B.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的輸入對(duì)系統(tǒng)無(wú)控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸入對(duì)系統(tǒng)有控制作用C.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)有反饋回路D.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)也不一定有反饋回路2. 若，則（ ）A.B.C.D.3. 已知其（ ）A.B.C.D.4. 下列函數(shù)既可用初值定理求其初始值又可用終值定理求其終值的為（ ）A.B.C.D.5. 若，則（ ）A.B.C.D.6. 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（ ）A.線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為常數(shù)，而非線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為時(shí)變函數(shù)B.線性系統(tǒng)只有一個(gè)外加輸入，而非線性系統(tǒng)有多個(gè)外加輸入C.線性系統(tǒng)滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理D.線性系統(tǒng)在實(shí)際系統(tǒng)中普遍存在，而非線性系統(tǒng)在實(shí)際中存在較少7. 系統(tǒng)方框圖如圖示，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（ ）A. B.C.D.8. 二階系統(tǒng)的極點(diǎn)分別為，系統(tǒng)增益為5，則其傳遞函數(shù)為（ ）A.B.C.D.9. 某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)為（ ）A.B.C.D.10. 二階欠阻尼系統(tǒng)的上升時(shí)間定義為（ ）A.單位階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間B.單位階躍響應(yīng)從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時(shí)間C.單位階躍響應(yīng)從零第一次上升到穩(wěn)態(tài)值時(shí)所需的時(shí)間D.單位階躍響應(yīng)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時(shí)間11. 系統(tǒng)類(lèi)型、開(kāi)環(huán)增益對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響為（ ）A.系統(tǒng)型次越高，開(kāi)環(huán)增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小B.系統(tǒng)型次越低，開(kāi)環(huán)增益K越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小C.系統(tǒng)型次越高，開(kāi)環(huán)增益K越小，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小D.系統(tǒng)型次越低，開(kāi)環(huán)增益K越小，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小12. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的快速性（ ）A.與K有關(guān)B.與K和T有關(guān)C.與T有關(guān)D.與輸入信號(hào)大小有關(guān)13. 一閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)為（ ）A.0型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8B.I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為8C.I型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為4D.0型系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)增益為414. 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)是根據(jù)哪一種輸入信號(hào)作用下的瞬態(tài)響應(yīng)定義的（ ）A.單位脈沖函數(shù)B.單位階躍函數(shù)C.單位正弦函數(shù)D.單位斜坡函數(shù)15.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 ，當(dāng)K增大時(shí)，其（ ）A.無(wú)阻尼自然頻率增大，阻尼比增大B.無(wú)阻尼自然頻率增大，阻尼比減小C.無(wú)阻尼自然頻率減小，阻尼比減小D.無(wú)阻尼自然頻率減小，阻尼比增大16. 所謂最小相位系統(tǒng)是指（ ）A.系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)均在S平面左半平面B.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在S平面左半平面C.系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在S平面右半平面D.系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)均在S平面右半平面17. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其截止頻率為（ ）A. 2B.0.5C.5D.1018. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則其相位角可表達(dá)為（ ）A.B.C.D.19. 一系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入時(shí)，則其穩(wěn)態(tài)輸出的幅值為（ ）A.B.C.2D.420. 延時(shí)環(huán)節(jié)，其相頻特性和幅頻特性的變化規(guī)律是（ ）A. dBB. dBC. dBD. dB21. 一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，當(dāng)K增大時(shí)，對(duì)系統(tǒng)性能能的影響是（ ）A.穩(wěn)定性降低B.頻寬降低C.階躍輸入誤差增大D.階躍輸入誤差減小22. 一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)Bode圖已知，其幅頻特性在低頻段是一條斜率為的漸近直線，且延長(zhǎng)線與0dB線的交點(diǎn)頻率為，則當(dāng)輸入為時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ ）A.0.1B.0.2C.0D.0.523. 利用乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，中的Z表示意義為（ ）A.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S左半平面的個(gè)數(shù)B.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S右半平面的個(gè)數(shù)C.閉環(huán)傳遞函數(shù)零點(diǎn)在S右半平面的個(gè)數(shù)D.閉環(huán)特征方程的根在S右半平面的個(gè)數(shù)24. 關(guān)于勞斯胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)和乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)，以下敘述中正確的是（ ）A.勞斯胡爾維茨判據(jù)屬代數(shù)判據(jù)，是用來(lái)判斷開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的B.乃奎斯特判據(jù)屬幾何判據(jù)，是用來(lái)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的C.乃奎斯特判據(jù)是用來(lái)判斷開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的D.以上敘述均不正確25.以下頻域性能指標(biāo)中根據(jù)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)來(lái)定義的是（ ） A.截止頻率B.諧振頻率與諧振峰值C.頻帶寬度D.相位裕量與幅值裕量kg26. 一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為（ ）A.K0B.K1C.0K10D. K127. 對(duì)于開(kāi)環(huán)頻率特性曲線與閉環(huán)系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，以下敘述中不正確的有（ ）A.開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性C.高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的抗干擾能力D.低頻段的增益應(yīng)充分大，以保證穩(wěn)態(tài)誤差的要求28. 以下性能指標(biāo)中不能反映系統(tǒng)響應(yīng)速度的指標(biāo)為（ ）A.上升時(shí)間B.調(diào)整時(shí)間C.幅值穿越頻率D.相位穿越頻率29. 當(dāng)系統(tǒng)采用串聯(lián)校正時(shí)，校正環(huán)節(jié)為，則該校正環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響是（ ）A.增大開(kāi)環(huán)幅值穿越頻率B.增大穩(wěn)態(tài)誤差C.減小穩(wěn)態(tài)誤差D.穩(wěn)態(tài)誤差不變，響應(yīng)速度降低30. 串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，關(guān)于A與B之間關(guān)系的正確描述為（ ）A.若Gc(s)為超前校正環(huán)節(jié)，則AB0B.若Gc(s)為滯后校正環(huán)節(jié)，則AB0C.若Gc(s)為超前滯后校正環(huán)節(jié)，則ABD.若Gc(s)為PID校正環(huán)節(jié)，則A=0，B0第二部分 非選擇題二、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）31.傳遞函數(shù)的定義是對(duì)于線性定常系統(tǒng),在 的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與 之比。32.瞬態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)受到外加作用激勵(lì)后，從 狀態(tài)到 狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程。33.判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為 ，即系統(tǒng)的特征根必須全部在 是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。34.I型系統(tǒng)在單位階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 ，在單位加速度輸入下，穩(wěn)態(tài)誤差為 。35.頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì) 的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括 兩種特性。三、簡(jiǎn)答題（共16分）36.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，試在左圖中標(biāo)出系統(tǒng)的特征根在S平面上的位置，在右圖中標(biāo)出單位階躍曲線。37.時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有哪些？它們反映系統(tǒng)哪些方面的性能？38.簡(jiǎn)述相位裕量的定義、計(jì)算公式，并在極坐標(biāo)上表示出來(lái)。39.簡(jiǎn)述串聯(lián)相位超前校正的特點(diǎn)。四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）40.（7分）機(jī)械系統(tǒng)如圖所示，其中，外力f(t)為系統(tǒng)的輸入，位移x(t)為系統(tǒng)的輸出，m為小車(chē)質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，B為阻尼器的阻尼系數(shù)，試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（忽略小車(chē)與地面的摩擦）。41.（7分）已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖，試求傳遞函數(shù)及42.（7分）系統(tǒng)如圖所示，為單位階躍函數(shù)，試求：1. 系統(tǒng)的阻尼比和無(wú)阻尼自然頻率2. 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp和調(diào)節(jié)時(shí)間43.（8分）如圖所示系統(tǒng)，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定且在單位斜坡輸入下時(shí)，K的數(shù)值。 44.（7分）已知開(kāi)環(huán)最小相位系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。1. 寫(xiě)出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的表達(dá)式；2. 概略繪制系統(tǒng)的乃奈斯特圖。45.（8分）已知單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，試求系統(tǒng)的相位裕量和幅值裕量kg機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題參考答案課程代碼：02240一、 單項(xiàng)選擇題（本大題共30小題，每小題1分，共30分）1.A2.B3.C4.D5.B6.C7.B8.D9.A10.C11.A12.C13.C14.B15.C16.B17.A18.B19.A20.D21.A22.A23.D24.B25.D26.A27.A28.D29.D30.A二、 填空題（本大題共5小題，每空1分，共10分）31.初始條件為零 輸入量的拉氏變換32.初始狀態(tài) 最終狀態(tài)33.負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根 復(fù)平面的左半平面34.035.正弦輸入 幅頻和相頻三、 簡(jiǎn)答題（本大題共4小題，共16分）36.37.td 延遲時(shí)間tr 上升時(shí)間tp 峰值時(shí)間Mp 超調(diào)量ts 調(diào)節(jié)時(shí)間 td、tr、tp、ts反映系統(tǒng)的快速性Mp反映系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。38.定義：是開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)對(duì)負(fù)實(shí)軸的相位差值。即從原點(diǎn)到奈氏圖與單位圓交點(diǎn)的連線與負(fù)實(shí)軸的夾角。計(jì)算公式：在極坐標(biāo)下表示為39.相位超前校正特點(diǎn)： 增加相位余量，提高穩(wěn)定性 增加幅值穿越頻率，提高快速性 增加高頻增益（或高通濾波器），抗干擾能力下降。四、計(jì)算題（本大題共6小題，共44分）40.系統(tǒng)的微分方程為拉氏變換得：（零初始條件）41.42.1 2 43. 由勞斯判據(jù)： 第一列系數(shù)大于零，則系統(tǒng)穩(wěn)定得 又有：2.25 可得：K4 4K5444. 1 245.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，解得又 西南交通大學(xué)20052006機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共30分)1.當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出已知時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問(wèn)題，稱(chēng)為( ) A.最優(yōu)控制B.系統(tǒng)辯識(shí) C.系統(tǒng)校正D.自適應(yīng)控制2.反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有( ) A.反饋回路B.慣性環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié)D.PID調(diào)節(jié)器3.( )=,(a為常數(shù))。 A. LeatB. Leat C. Le(ta)D. Le(t+a)4.Lt2e2t=( ) A. B. C. D. 5.若F(s)=，則=( ) A. 4B. 2 C. 0D. 6.已知f(t)=eat,(a為實(shí)數(shù))，則L=( )A. B. C. D. 7.f(t)= ，則Lf(t)=( ) A. B. C. D. 8.某系統(tǒng)的微分方程為,它是( ) A.線性系統(tǒng)B.線性定常系統(tǒng) C.非線性系統(tǒng)D.非線性時(shí)變系統(tǒng)9.某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=e2s，它是( ) A.比例環(huán)節(jié)B.延時(shí)環(huán)節(jié) C.慣性環(huán)節(jié)D.微分環(huán)節(jié)10.圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為( ) A. B. C. RCs+1 D. 11.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其無(wú)阻尼固有頻率n是( ) A. 10B. 5C. 2.5D. 2512.一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線在t=0處的斜率為( ) A. B. KTC. D. 13.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=,則其單位階躍響應(yīng)函數(shù)為( ) A. B. C. K(1et/T)D. (1eKt/T)14.圖示系統(tǒng)稱(chēng)為( )型系統(tǒng)。 A. 0 B. C. D. 15.延時(shí)環(huán)節(jié)G(s)=es的相頻特性G(j)等于( ) A. B. C.D.16.對(duì)數(shù)幅頻特性的漸近線如圖所示，它對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G(s)為( ) A. 1+TsB. C. D. (1+Ts)217.圖示對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)為( ) A. Ts B. C. 1+Ts D. 18.設(shè)系統(tǒng)的特征方程為D(s)=s3+14s2+40s+40=0，則此系統(tǒng)穩(wěn)定的值范圍為( ) A. >0B. 0<<14C. >14D. <019.典型二階振蕩環(huán)節(jié)的峰值時(shí)間與( )有關(guān)。 A.增益B.誤差帶 C.增益和阻尼比D.阻尼比和無(wú)阻尼固有頻率20.若系統(tǒng)的Bode圖在=5處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折(如圖所示)，這說(shuō)明系統(tǒng)中有( )環(huán)節(jié)。 A. 5s+1B. (5s+1)2 C. 0.2s+1D. 21.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,其零、極點(diǎn)是( ) A.零點(diǎn)s=0.25,s=3;極點(diǎn)s=7,s=2B.零點(diǎn)s=7,s=2;極點(diǎn)s=0.25,s=3 C.零點(diǎn)s=7,s=2;極點(diǎn)s=1,s=3D.零點(diǎn)s=7,s=2;極點(diǎn)s=0.25,s=322.一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為,則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益和型次依次為( ) A. 0.4，B. 0.4，C. 3，D. 3，23.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=，其幅頻特性G(j)應(yīng)為( ) A. B. C. D. 24.二階系統(tǒng)的阻尼比，等于( ) A.系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù) B.臨界阻尼系數(shù)與系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)之比 C.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比 D.系統(tǒng)粘性阻尼系數(shù)的倒數(shù)25.設(shè)c為幅值穿越(交界)頻率，(c)為開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)的相位角，則相位裕度為( ) A. 180(c)B. (c) C. 180+(c)D. 90+(c)26.單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)在r(t)=2t輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為( ) A. B. C. D. 027.二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=,在0時(shí)，其無(wú)阻尼固有頻率n與諧振頻率r的關(guān)系為( ) A. n<rB. n=rC. n>rD. 兩者無(wú)關(guān)28.串聯(lián)相位滯后校正通常用于( ) A.提高系統(tǒng)的快速性B.提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度 C.減少系統(tǒng)的阻尼D.減少系統(tǒng)的固有頻率29.下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中，能在頻率c=4處提供最大相位超前角的是( ) A. B. C. D. 30.從某系統(tǒng)的Bode圖上，已知其剪切頻率c40，則下列串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)中能在基本保持原系統(tǒng)穩(wěn)定性及頻帶寬的前提下，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整增益使穩(wěn)態(tài)誤差減至最小的是( ) A. B. C. D. 二、填空題(每小題2分，共10分)1.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的增益、_和_有關(guān)。2.一個(gè)單位反饋系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為，則該閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為_(kāi)開(kāi)環(huán)增益為_(kāi)。3.二階系統(tǒng)在階躍信號(hào)作用下，其調(diào)整時(shí)間ts與阻尼比、_和_有關(guān)。4.極坐標(biāo)圖(Nyquist圖)與對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode圖)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系為：極坐標(biāo)圖上的單位圓對(duì)應(yīng)于Bode圖上的_；極坐標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對(duì)應(yīng)于Bode圖上的_。5.系統(tǒng)傳遞函數(shù)只與_有關(guān)，與_無(wú)關(guān)。三、簡(jiǎn)答題(共16分)1.(4分)已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，求系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)表達(dá)式。2.(4分)已知單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試問(wèn)該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)?系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值為多少?3.(4分)已知二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)如下，如果將阻尼比增大(但不超過(guò)1)，請(qǐng)用文字和圖形定性說(shuō)明其單位階躍響應(yīng)的變化。4.(4分)已知各系統(tǒng)的零點(diǎn)(o)、極點(diǎn)(x)分布分別如圖所示，請(qǐng)問(wèn)各個(gè)系統(tǒng)是否有非主導(dǎo)極點(diǎn)，若有請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出。四、計(jì)算題(本大題共6小題，共44分)1.(7分)用極坐標(biāo)表示系統(tǒng)的頻率特性(要求在、=0、=n等點(diǎn)準(zhǔn)確表示，其余定性畫(huà)出)。2.(7分)求如下系統(tǒng)R(s)對(duì)C(s)的傳遞函數(shù)，并在圖上標(biāo)出反饋通道、順饋通道。3.(6分)已知系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器為問(wèn)是否可以稱(chēng)其為PID調(diào)節(jié)器，請(qǐng)說(shuō)明理由。4.(8分)求如圖所示機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，其中X為輸入位移，Y為輸出位移。5.(10分)已知單位反饋閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，請(qǐng)繪出頻率特性對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode圖)，并據(jù)圖評(píng)價(jià)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能(要說(shuō)明理由)。6.(6分)請(qǐng)寫(xiě)出超前校正裝置的傳遞函數(shù)，如果將它用于串聯(lián)校正，可以改善系統(tǒng)什么性能?機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題參考答案課程代碼：02240一、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共30分) 1.B 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C 8.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B 15.B 16.D 17.C 18.B 19.D 20.D 21.D 22.A 23.D 24.C 25.C 26.A 27.C 28.B 29.D 30.B二、填空題(每小題2分，共10分)1.型次 輸入信號(hào)2.s3+5s2+4s+K=0，3.誤差帶 無(wú)阻尼固有頻率4.0分貝線 180線5.本身參數(shù)和結(jié)構(gòu) 輸入三、簡(jiǎn)答題(共16分)1.g(t)=ete3t,t02.型；穩(wěn)態(tài)值等于13.上升時(shí)間 變大；超調(diào)量減少；調(diào)節(jié)時(shí)間減小(大體上)；4.無(wú)非主導(dǎo)極點(diǎn)；非主導(dǎo)極點(diǎn)；非主導(dǎo)極點(diǎn)四、計(jì)算題(共44分)1.點(diǎn)=0點(diǎn)n=0.5點(diǎn)曲線大體對(duì)2.3.(6分)G0(s)=(T3+T4)+T3T4s+1/sG0(s)由比例部分(T3+T4)、微分部分T3T4s及積分部分1/s相加而成4.(8分)B=0G(s)=，T=B/k5.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)在復(fù)半平面無(wú)極點(diǎn)，據(jù)圖相位裕度為正，幅值裕度分貝數(shù)為正，根據(jù)乃奎斯特判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)為型，具有良好的靜態(tài)性能。相位裕度約為60度，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。6.G0(s)=可增加相位裕度，調(diào)整頻帶寬度。