1、機械工程控制基礎期末考試題一、填空題：（每題2分，共20分）1 在閉環控制系統中，通過檢測元件將輸出量轉變成與給定信號進行比較的信號，這個信號稱為_。2 若前向通道的傳遞函數為G（s），反饋通道的傳遞函數為H（s），則閉環傳遞函數為_。3齒輪副中，以主動輪角速度w為輸入，以被動輪轉角q為輸出，則這個裝置為_環節。4 Bode圖中對數相頻特性圖上的180o線對應于奈奎斯特圖中的_。5 自動控制系統對輸入信號的響應，一般都包含兩個分量，即一個是_，另一個是_分量。 在斜坡函數的輸入作用下，_型系統的穩態誤差為零。6 慣性環節的傳遞函數，它的幅頻特性的數學式是_,它的相頻特性的數學式是_。7 函數的

2、拉式反變換是_。8已知單位反饋系統的開環傳遞函數，試求出系統在單位階躍輸入下的穩態誤差_。9 已知系統的單位階躍響應為，此系統的閉環傳遞函數為_，系統的阻尼比是_閉環系統穩定的充要條件是所有的閉環極點均位于s平面的_半平面。1對于一個自動控制系統的性能要求可以概括為三個方面：穩定性、_和準確性。2反饋控制系統是根據輸入量和_的偏差進行調節的控制系統。3當且僅當閉環控制系統特征方程的所有根的實部都是_時，系統是穩定的。4方塊圖中環節的基本連接方式有串聯連接、并聯連接和_連接。5線性定常系統的傳遞函數，是在_時，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。6線性定常系統在正弦信號輸入時，穩態輸

3、出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數關系稱為_。7積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_dBdec。8單位斜坡函數t的拉氏變換為_。9分析穩態誤差時，將系統分為0型系統、I型系統、II型系統，這是按系統開環傳遞函數所含_環節的數目來分類的。10二階系統的阻尼系數=_時，為最佳阻尼系數，這時系統的平穩性與快速性都較理想。11在單位斜坡輸入信號作用下，0型系統的穩態誤差ess=_。12線性系統的對數幅頻特性，縱坐標取值為_，橫坐標為_。13奈奎斯特穩定性判據是利用系統的_來判斷閉環系統穩定性的準則。2.選擇題：（共計15題）1設系統的特征方程為，則此系統 。 （ ）A.穩定 B.臨界穩

4、定 C.不穩定 D.穩定性不確定2引出點前移越過一個方塊圖單元時，應在引出線支路上 。 （ ）A.并聯越過的方塊圖單元 B.并聯越過的方塊圖單元的倒數 C.串聯越過的方塊圖單元 D.串聯越過的方塊圖單元的倒數3時域分析法研究自動控制系統時最常用的典型輸入信號是 。 （ ）A脈沖函數B斜坡函數C拋物線函數D階躍函數4系統的傳遞函數，其系統的增益和型次為 。 （ ）A.5，2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4，45一階微分環節，當頻率時，則為 。 （ ）A.45 B.-45 C.90 D.-906采用負反饋連接時，如向前通道的傳遞函數為G(s)，反饋通道的傳遞函數為H(s)，則其閉環傳遞函數

5、為 。 （ ）A.B.C.D.7已知 ，其原函數的終值 。 （ ）A.0 B. C.0.75 D.38梅遜公式主要用來 。 （ ）A.判斷穩定性 B.計算輸入誤差 C.求系統的傳遞函數 D.求系統的根軌跡9慣性環節和積分環節的頻率特性在 上相等。 （ ）A.幅頻特性的斜率 B.最小幅值 C.相位變化率 D.穿越頻率10二階系統的傳遞函數，則該系統是 。 （ ）A.臨界阻尼系統 B.欠阻尼系統 C.過阻尼系統 D.零阻尼系統11正弦函數cos的拉氏變換是 。 （ ）A.B.C.D. 12已知二階系統單位階躍響應曲線呈現出等幅振蕩，則其阻尼比可能為 。（ ）A.0.6 B.0.707 C.0 D.

6、113下列哪種措施對改善系統的精度沒有效果 。 （ ）A.增加積分環節 B.提高系統的開環增益K C.增加微分環節 D.引入擾動補償14通過測量輸出量，產生一個與輸出信號存在確定函數比例關系值的元件為 。 （ ）A.比較元件 B.給定元件 C.反饋元件 D.放大元件15在系統對輸入信號的時域響應中，其調整時間的長短與 指標密切相關。（ ）A.允許的穩態誤差 B.允許的超調量 C.允許的上升時間 D.允許的峰值時間16設一階系統的傳遞函數為，其階躍響應曲線在t =0處的切線斜率為 。 （ ）A.7 B.2 C. D.17、下列開環傳遞函數所表示的系統，屬于最小相位系統的是（ ）。(A) (B)

7、（T0）(C) (D) 18.對數幅頻特性的漸近線如圖所示，它對應的傳遞函數G(s)為( ) A. 1+TsB. C. D. (1+Ts)210.若系統的Bode圖在=5處出現轉折(如圖所示)，這說明系統中有( )環節。 A. 5s+1B. (5s+1)2 C. 0.2s+1D. 20.已知系統的傳遞函數G(s)=，其幅頻特性G(j)應為( ) A. B. C. D. 21.已知系統的頻率特性為G(j)=，則頻率特性的虛部為( )。A. B. C. - D. -22.設系統開環傳遞函數為，其（ ）A幅相特性曲線是一條與虛軸平行的直線B幅相特性曲線是一條與實軸平行的直線C幅相特性曲線是一條s上半

8、平面的半圓線D幅相特性曲線是一條s下半平面的半圓線23、已知系統頻率特性為 ，則該系統可表示為（ ）（A） （B） （C） （D）24、已知系統頻率特性為 ，當輸入為時，系統的穩態輸出為（ ）（A） （B）（C） （D）25. 微分環節的對數幅頻特性曲線是一條（ ）。A.水平線 B.垂直線 C.斜率為20dB/dec的直線 D.斜率為10db/dec的直線26. 已知最小相位系統的Bode圖如圖所示，則此系統包含的積分環節為：（ ）A.0個 B.1個C2個 D.3個27. 比例環節的對數幅頻特性曲線是一條（ ）。A.水平線 B.垂直線 C.斜率為-20db/dec的直線 D.斜率為-10db/

9、dec的直線26.對于傳遞函數，()的系統，其相頻特性為( )A. B. C. D. 29. 設反饋系統的傳遞函數為，當系統的輸入時，求系統的穩態輸出（ ）。A B. C. D.30下列Nyquist圖所對應的傳遞函數中包含積分環節的是（ ） D.以上三項都不包含積分環節三、名詞解釋（每題5分，共計2題10分）1.傳遞函數2.主導極點3.偶極子4.最小相位系統三、計算題（每題10分，共計50分）1.已知系統的開環傳遞函數如下：試繪制系統的開環Nyquist圖。2. 已知系統的開環傳遞函數如下：試繪制系統的開環Nyquist圖。3. 已知如下列傳遞函數的系統： 試繪制系統的開環Nyquist圖。

10、4. 設開環系統的頻率特性為試繪制系統的對數幅頻特性圖5. 設系統的傳遞函數為，式中，時間常數T0-5秒，放大系數K10。求在頻率f=1Hz，幅值R10的正弦輸入信號作用下，系統穩態輸出的幅值與相位。6. 設單位負反饋系統開環傳遞函數。(1)試確定使相角裕量等于的值。8. 若二階系統的單位階躍響應為 3） 試求其閉環傳遞函數；(2) 確定其阻尼比和無阻尼固有頻率。9. 設單位反饋系統的開環傳遞函數試求當輸入信號時，系統的穩態誤差。10某最小相位系統的開環對數幅頻特性曲線如下圖所示： 寫出該系統的開環傳遞函數，并求系統的相位裕量。（10分）11已知某單位反饋閉環系統的開環傳遞函數為：，當系統的輸

11、入信號為時，求系統的穩態輸出。12某系統方塊圖如下圖所示，試求其無阻尼自然頻率，阻尼比，最大超調量Mp，峰值時間，調整時間 (= 0.02)。（10分）13、已知最小相位系統Bode圖如下圖所示（10分）(必須有求解過程)（1） 寫出系統開環傳遞函數(8分)；（2）利用相位裕量判斷系統穩定性；（2分）14、設某系統的特征方程式為求其特征根，并判斷系統的穩定性。（10分）15.已知單位反饋系統的開環傳遞函數試繪制奈奎斯特曲線，并利用奈氏判據判斷其穩定性。（10分）。注：繪出正確曲線得5分，判斷正確得5分）16. 已知某單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為G(s)=： 在下面半對數坐標紙上畫出其漸近

12、對數幅頻特性； 由圖解求取其幅值穿越頻率c（近似值）； 由公式求取相位裕量，并由此判斷該系統的穩定性。17. 已知某單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為G(s)=： 在下面半對數坐標紙上畫出其漸近對數幅頻特性； 由圖解求取其幅值穿越頻率c（近似值）； 由公式求取相位裕量，并由此判斷該系統的穩定性。18 某最小相位系統的開環對數幅頻特性如圖所示，要求：(1) 寫出系統開環傳遞函數；(2) 利用相位裕量判斷系統穩定性；(3) 將其對數幅頻特性向右平移十倍頻，試討論對系統性能的影響。解：（1）由圖可以寫出系統開環傳遞函數如下： （2）系統的開環相頻特性為：截止頻率：相角裕度：，故系統穩定。（3）將其對數幅頻特性向右平移十倍頻程后，可得系統新的開環傳遞函數其截止頻率：而相角裕度：故系統穩定性不變。由時域指標估算公式可得：=所以，系統的超調量不變，調節時間縮短，動態響應加快。9 單位反饋控制系統的開環傳遞函數，當下列信號作用