机械工程控制基础 自动控制原理 期末考试题目 带答案

第一章1.闭环控制系统中的反馈作用（）A．依输入信号的大小而存在Ｂ．不一定存在Ｃ．必然存在Ｄ．一定不存在闭环系统一定存在反馈作用。闭环的作用是（进行偏差控制）负反馈是将输出量引回输入端，与输入信号比较，比较的结果称为偏差。系统的输出信号对控制作用的影响（闭环有）关于反馈的说法正确的是（D）A．反馈实质上就是信号的并联B．反馈就是输入信号与反馈信号相加C．反馈都是人为加入的D．反馈是输出以不同的方式对系统作用对于系统的抗干扰能力（）A．开环强B.闭环强C.都强D.都不强关于闭环控制的不正确说法是（）A．输入与输出信号只有顺向传递，没有反向联系B．输入与输出信号既有顺向传递，又有反向联系C．闭环控制精度高，抗干扰性好D．闭环控制引入反馈，参数选择不当不易稳定2.控制系统是由控制器和被控对象组成。控制系统所要操纵的对象称为被控对象。3.作为系统开环不振荡。开环控制系统的控制信号取决于（）A．系统的实际输出。B．系统的实际输出与理想输出之差C．输入与输出之差D．输入4.如果系统的被控量随着输入量的变化而变化，则称为随动系统5.负反馈控制原理是将输出信号引回输入端，与输入信号比较，利用所得的偏差信号进行控制，使偏差减小或消除。6.某系统的微分方程为.3()()()()oooixtxtxtxt，则它是非线性系统。系统的动态方程为...2()()()()xtxtxtyt，则该系统为非线性系统。7.以下几个微分方程表示的系统中，属于线性定常系统的是...222oooixxxx某系统的微分方程为...33()2()()()oooixtxtxtxt，则它是（D）A．线性定常系统B．线性系统C．非线性时变系统D．非线性系统系统的动态方程为'''()4()3()()xtxtxtyt，则该系统为线性系统。控制系统依不同的分类方法可分为不同的类型，以下分类正确的是（B）A．线性系统和离散系统B．开环系统和闭环系统C．功率放大系统和人工控制系统D．数字系统和计算机控制系统8.关于叠加原理说法正确的是（）A．对于作用系统同一点的几个作用才能用叠加原理求系统的总输出B．叠加原理只适用于线性定常系统C．叠加原理只适用于线性系统D．叠加原理适用于所有系统线性系统的一个最重要的特性是它可以应用叠加原理原理。9.以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统，其精度比较为（B）A．开环高B．闭环高C．相差不多D．一样高10.给定元件主要用于产生（输入信号）11.干扰或破坏系统预定性能的输入信号称为扰动信号。1.简述对控制系统的基本要求。对控制系统的基本要求是：系统的稳定性，即系统恢复平衡状态的能力和动态历程的倾向；响应的快速性，即系统输出量与给定量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力；响应的准确性，即调整过程结束后输出量与给定量之间的偏差。2.什么是反馈？简述典型反馈控制系统的基本组成。反馈是指系统的输出量通过适当的测量装置部分或全部地返回到输入端，使之与输入量进行比较。一个典型的反馈控制系统由给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、反馈元件及校正元件组成。3.什么是线性控制系统，其最重要的特性是什么？可用线性微分方程描述的系统称为线性控制系统，其最重要特性是可以应用叠加原理。4.简述负反馈控制原理及其特点。负反馈控制原理：输出量通过测量装置将信号全部或一部分返回输入端，使之与输入信号比较，利用所得的偏差信号进行控制，使偏差减小或消除。其优点是控制精度高、动态性能好、抗干扰能力强等。缺点是结构较复杂，价格较贵，维修技术要求高。5.简述线性系统及其叠加原理。如果描述系统的数学模型是线性微分方程，则该系统称为线性系统。线性系统的最重要特性是可以应用叠加原理。在动态研究中，如果系统在多个输入作用下的输出等于各输入单独作用下的输出（可加性），而且当输入增大倍数时，输出增大相应倍数（均匀性），即满足叠加原理。第二章数学模型是指描述系统的数学表达式。设二阶系统的传递函数为2365ss，则其极点是（－1，－5）。1.传递函数是指在零初始条件下，系统的输出量拉斯变换与输入量拉斯变换之比传递函数是在零初始条件下得到的，否则的话就不能完全反映系统的动态特性。系统的单位脉冲响应函数()0.1wtt，则系统的传递函数为21s。系统的单位脉冲响应函数0.2()3twte，则系统的传递函数为（A）A．3()0.2GssB．0.6()0.2GssC．0.2()3GssD．0.6()3Gss系统的单位脉冲响应为0.5()2tyte，则系统的单位阶跃响应为0.54(1)te。若输入已经给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。1.系统的传递函数（B）A．与外界无关B．反映了系统、输入和输出三者之间的关系C．完全反映了系统的动态特性D．与系统的初始状态有关2.熟记六个典型环节及其传递函数。某典型环节的传递函数为1()GsTs，则该环节为积分环节。设一个系统的传递函数为121ses，则该系统可看成为由惯性环节与延时环节串联而成。已知某系统传递函数10(21)()0.251ksGss，则组成该系统的典型环节有（）数学模型的线性化是相对某一额定工作点的，工作点不同，则所得的方程系数也不同。3.某系统的开环传递函数为210()(0.251)(0.250.41)kGssss，则组成该系统的典型环节有比例环节（10）、惯性环节10.251s和二阶振荡环节210.250.41ss。已知某系统传递函数()Gss，则该环节是（）A．积分环节B．二阶振荡环节C．微分环节D．惯性环节5.开环传递函数反馈信号与偏差信号之比，（不是开环系统的传递函数）。如图所示闭环系统，则系统的开环传递函数等于（()()BsEs）6.若19Fss，设()Fs为()ft的象函数，则()f为。用终值定理解。若1()8Fss，设()Fs为()ft的象函数，则()f为0。7.电容C的复阻抗为Cs，粘性阻尼系数为D的阻尼筒可等效为弹簧刚度为Ds的弹性元件。电感L的复阻抗为Ls。质量为M的质量块可等效为弹簧刚度为2Ms的弹性元件。8.化简系统方框图的等效变换原则是指变换前后数学关系保持不变。9.以下关于系统的数学模型正确的说法是（D）A．只有线性系统才能用数学模型表示B．所有的系统都可用精确的数学模型表示C．建立系统数学模型只能用分析法D．同一系统可用不同的数学模型进行表示以下关于数学模型的说法不正确的是（D）A．数学模型是描述系统动态特性的数学表达式B．可以用分析法和实验法建立数学模型C．同一系统可用不同形式的数学模型来表示D．只有线性系统才能用数学模型表示10.对于一个确定的系统，描述系统动态特性的数学式子称为数学模型。11.环节串联后总的传递函数等于每个串联环节传递函数的乘积，环节并联后总的传递函数等于所有并联环节传递函数之和。12.如右图所示的正反馈联接，系统的开环传递函数()kGs为()()()kGsGsHs。如题3图所示闭环系统，则系统的闭环传递函数等于（）A．()()oXsEsB．()()BsEsC．()()GsHsD．()1()()GsGsHs13.传递函数分母等于零的根称为极点。传递函数分子等于零的根称为零点。传递函数的零点分布决定系统的动态特性。某系统的特征方程为32220sss，则该系统的极点是（j，－2）距离虚轴最近的闭环极点称为主导极点。以下系统中存在主导极点的是（D）A．24()4GsssB．24()(4)(1)GssssC．24()(4)(21)(1)GsssssD．24()(4)(10)(20)Gsssss题3图14.系统的开环传递函数等于前向通道传递函数与反馈通道传递函数的乘积。单位反馈系统的前向通道传递函数为()Gs，则系统的开环传递函数为()Gs。15.在系统的线性化过程中，变量的偏移愈小，则线性化精度愈高。1.简述传递函数的特点。（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与系统本身的结构参数有关，与外界输入无关；（2）传递函数的量纲取决与输入量和输出量的量纲；（3）它比微分方程简单，通过拉氏变换，实数域内复杂的微积分运算可转化简单的代数运算；（4）令传递函数中的sj，则系统可在频率域内分析；（5）传递函数的零极点分布决定系统动态特性。2.控制系统一般有哪些典型环节，分别写出它们的传递函数。控制系统一般由比例环节()GsK、积分环节1()Gss、微分环节()GsKs、惯性环节1()1GsTs、振荡环节221()21GsTsTs、延时环节()sGse（写满6个即可）3.简述传递函数的零点、极点和放大系数对系统性能的影响。传递函数的零点、极点的分布影响系统的动态性能，一般极点影响系统的稳定性，零点影响系统的瞬态响应曲线的形状，即影响系统的动态性能，系统的放大系数决定了系统的稳态输出值。第三章时域响应1.已知机械系统的传递函数为216()216Gsss，则系统的阻尼比为（0.25）。已知机械系统的传递函数为24()4Gsss，则系统的阻尼比为（0.25），系统的无阻尼固有频率为2。二阶振荡环节的传递函数为264()464Gsss，则其无阻尼自振角频率为（8）2.设一阶系统1()41Gss的单位阶跃响应为4()1toxte，则该系统的单位脉冲响应为441te。设一阶系统1()31Gss的单位斜坡响应为3()33toxtte，则该系统的单位阶跃响应为3()1toxte。系统的传递函数5()21Gss，则系统的单位阶跃响应为（C）A．5tB．21teC．25(1)teD．25t系统的传递函数25()Gss，则系统的单位脉冲响应为（5t）2.当阻尼比一定时，无阻尼自振角频率n越大，则调整时间越短。3.当n一定，0.707时，越小，则st越长。在设计二阶系统时，一般取阻尼比＝0.707时，系统不仅调整时间st小，而且超调量pM也不大。时间常数为T的一阶系统，其单位阶跃响应的不正确说法是（C）A．其响应总是稳定不振荡的B．在0t时响应曲线的切线斜率为1TC．曲线达到0.98时所用时间为TD．曲线达到0.632时所用时间为T惯性环节1()1GsTs的单位阶跃响应曲线达到稳态值的63.2％所用的时间为惯性环节的时间常数T。4.二阶欠阻尼系统的振荡次数为在调整时间内响应曲线的振荡次数。5.二阶振荡环节的最大超调量为20％，则其阻尼比为0.456。6.设一阶系统的传递函数为523s，则其时间常数和增益分别是C．2/5，3/57.线性定常系统的微分方程为'''()2()3()4()oooixtxtxtxt，则该系统的极点为112sj8.一阶系统的传递函数为7()2Gss，若容许误差为2％，则其调整时间为2。设一阶系统1()0.51Gss，其允许误差为2％的调整时间为（D）9.已知典型二阶系统的阻尼比为0.5，则系统的单位阶跃响应呈现为衰减的振荡。二阶零阻尼系统的阶跃响应为等幅振荡。10.已知某系统的传递函数为222()2nnnwGsswsw，则系统的阻尼自振角频率为21nw二阶振荡环节的传递函数为216()416Gsss，则其谐振频率为22二阶振荡环节的传递函数为264()864Gsss，则系统的阻尼自振角频率d为（D）A．4B．42C．43D．811.二阶振荡系统的阻尼比0ξ0.707,则无阻尼自振角频率k、阻尼自振角频率d和谐振频率r之间的大小关系是。12.二阶欠阻尼系统的上升时间为（）A．系统的阶跃响应曲线达到稳态值的时间B．系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的98％的时间C．系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的时间D．系统的阶跃响应曲线达到稳态值的98％的时间13.系统对输入信号积分的响应，等于系统对原输入信号响应的积分。系统对输入信号导数的响应，等于系统对原输入信号响应的导数。14.二阶系统的无阻尼自振角频