机械控制工程基础试题和答案

1、一、单项选择题(在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其答案按顺序写在答题纸上，每小题2分，共 40分)1闭环控制系统的特点是A 不必利用输出的反馈信息B 利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制C 不一定有反馈回路D 任何时刻输入与输出之间偏差总是零，因此不是用偏差来控制的2线性系统与非线性系统的根本区别在于A 线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入B 线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入C 线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理D 线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理s + b 23-Lf(t) = E 则)Asin bt + b cos btB b sin bt + cos btCsin bt + cos btD b sin bt + b cos bt4.已知 F(s)=，且 a 0，贝y f (s)s( s + a)11A 0BC 2aa5.已知函数f (t)如右图所示，贝y F(s)D111-e - s +e - s bs2s 2(se -s +1 e - s - s 221213e - s+ -ss22 s1e -3s 2 se -3s)2

2、(e - s +e - s 2e - s)s2s6某系统的传递函数为G(s)=占冷，其零、极点是A 零点 s = -10， s -3 ；极点 s = 1。B 零点 s 10， s 3 ;极点 s 10C 零点 s = 10 ；极点 s = -10, s = 3D没有零点；极点s = 37某典型环节的传递函数为G(s) = Ts，它是A 一阶惯性环节B 二阶惯性环节C 一阶微分环节D 二阶微分环节8系统的传递函数只与系统的有关。A 输入信号B 输出信号C 输入信号和输出信号D 本身的结构与参数9.系统的单位脉冲响应函数g(t) = 10sin4t，则系统的单位阶跃响应函数为A 40 cos 4 t40s 2 +16C 2.5（cos 4t 1）10s 2 +1610. 对于二阶欠阻尼系统来说，它的阻尼比和固有频率A 前者影响调整时间，后者不影响B 后者影响调整时间，前者不影响C 两者都影响调整时间D 两者都不影响调整时间111. 典型一阶惯性环节的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得,Ts +1时间常数是A 响应曲线上升到稳态值的95%所对应的时间B 响应曲线上升到稳态值所用的时间C

3、 响应曲线在坐标原点的切线斜率D 响应曲线在坐标原点的切线斜率的倒数12已知G(s) = G1(s)G2(s)，且已分别测试得到:G1（ jj ）的幅频特性 G1（ j）| = A1），相频 ZG1（j6）=件3）G2（j）的幅频特性 |G2（丿）| = 2，相频zG2（je） = o.1 则AG （j）=2 A（）-e - j 0.13門（3）1B G j) = 2 + A ()- ej3)-o.i 11CG(j) = 2A () ej3)-0-1 11D G(j)二2 + A () e - j o.ii ()1113已知G(s)=k(1 + 0.2s )(1 + 0.8s)其相频特性为A - arctg 0.16B arctg 0.2 + arctg 0.8C 一 (arctg 0.2 + arctg 0.8)D arctg0.2 - arctg0.815 设某系统开环传递函数为：10s 2(3s +1)则此闭环系统A 稳定C 临界稳定B 不稳定D 满足稳定的必要条件14.若系统的Bode图在 1处出现转折(如图所示)，其渐近线由-20db/dec转到0db/dec，这说明系统中有

4、一个环节是A s + B11s + 11s+121s2 + 2 s +21116. Q( )为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相位裕度等于 cA 180 + Q ( )CB Q (C)C 180。一甲（）D 甲（）-180。CC17.系统的开环对数坐标图（Bode图）与极坐标图（Nyquist图）之间的对应 关系为A Bode图上的零分贝线对应于Nyquist图上的（-1, j0）点B Bode图上的-180线对应于Nyquist图的负实轴C Bode图上的负分贝值对应于Nyquist图负实轴上（-卩-1）区间D Bode图上的正分贝值对应于Nyquist图正实轴s + a,18.若已知某系统串联校正装置的传递函数为，其中a 1,T 0，试绘制其极坐标近似图(Nyguist图)。3某系统Bode图如下图( 1 ) 系统稳定与否？如果稳定稳定程度如何？42) 在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量丫、幅值余量量 (炒、剪切频率.相位已知单位反馈系统的开环传递函数为G (s)= s( s + 4)( s + 5)，系统稳定的 K 值范围。三、综合计算题(每题16分，共80分)1.如右图

5、所示的电路系统，输入气，输出电压u2(t)。匚21 .二2“(1) 建立系统的微分方程组；如 q 丄 q 丄迪(D(2) 求系统的传递函数。2某系统方块图如图所示，简化该方块图，求出传递X冥。X(s)3系统的方块图如下图所示，a) 求系统的单位阶跃响应；b) 当输入正弦信号x(t) = lOsinlOt时，系统的稳态响应;c) 求系统的阻尼比和固有圆频率。4.系统方块图如图所示，输入r(t) = 1(t) , n(t) = 2 -1(t)。求系统在r(t)、n(t)各自单独作用下的稳态误差和两者共同作用时的稳态误差。5已知系统的开环传递函数为G (s)=K100(0.2 s +1)s( s +1)( s 2 + 10s +100)在答题纸上按照下图所给比例，画出Bode图的幅频图和相频图(幅频图用渐近线表示即可，但 必须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不要求十分精确)-1501 10. 10. 51n H)-90-270一、单项选择题（在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其 答案按顺序写在答题纸上，每小题2分，共40分）I. B 2. C 3. B 4. C 5. C

6、 6. C 7. C 8. D 9. C10. CII. D12. C13. C14. A15. B16. A17. B18. C19. B20. D二、简答题（1,2小题每题 7分，3,4小题每题8分，共计30分）1,解： C(s) = G(s)R(s) =1 丄0.5s +1 s_ 10.5s 0.5s +1. c(t) _ 1 - e-2t图如右所示。3，2， 解：即稳定程度不好。丫,K （db）,如图所示。0r-6Qdb/dec“9)、2Qdb/dec-90 -180 2704， 解：系统的特征方程为：gc gs 3 + 9s 2 + 20s + K _ 0Routh阵如右所示，由Routh判据得:0 K 180二、综合计算题(每题16分，共80分)1,解：设流过R1的电流为卩，流过笃的电流为则：2， 解：u (t) = R i (t) +J i (t) - i (t)dt1 1 1 C 1 21J i (t) - i (t)dt = R i (t) + u (t)C 1 2 2 2 2 1u (t)=J i (t)dt2 C 22对上式进行零初始条件拉氏变换得U (s) = RI (s) +亠I (s)-1 (s)11 1Cs 121亠I (s) -1 (s) = RI (s) + U (s)C s 1 1U (s)=1C72I (s)消去中间变量Ii(sI (s)，得系统的传递函数为:G(s)=1RRCCs + (RC + RC + RC )s +11 2 1 2 1 1 2 2 1 21所以Y (s)G (s) + G (s)G (s) ，2 3X_ 1 + G (s) + G (s)G (s)H(s)3133，解a)系统的传递函数为： G(s) _100.1s 2 + s + 10从而100.1s 2 + s + 101 _(s + 5) + 5s (s + 5)2 + (5所以y(t) _ 1 e一5t cos5 吕音e_5t sin5話tb)y (t )_ X |G(jw )|sin(wt + p)1010 -：(10 0.1 X 102)2 + 10210sin(10t 90 )10sin(10t arctg)10 0.1 x 102 7c)2gWn_

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