机械控制工程基础试题及答案

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3．222)]([bsbstfL，则)(tfAbtbbtcossinBbtbtbcossinCbtbtcossinDbtbbtbcossin4．已知)(1)(asssF，且0a，则)(fA0Ba21Ca1D15．已知函数)(tf如右图所示，则)(sFAsseses2211Bssess213212C)22121(1332ssssseeesesD)221(1ssseeses6．某系统的传递函数为)3)(10()10()(ssssG，其零、极点是A零点10s，3s；极点10sB零点10s，3s；极点10sC零点10s；极点10s，3sD没有零点；极点3s7．某典型环节的传递函数为TssG)(，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ttg4sin10)(，则系统的单位阶跃响应函数为At4cos40B16402sC)14(cos5.2tD16102s10．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11．典型一阶惯性环节11Ts的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得，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)()()(21sGsGsG，且已分别测试得到：)(1jG的幅频特性)()(11AjG，相频)()(11jG)(2jG的幅频特性2)(2jG，相频1.0)(2jG则A)(1.011)(2)(jeAjGB]1.0)([11)](2[)(jeAjGC]1.0)([11)(2)(jeAjGD)(1.011)](2[)(jeAjG13．已知)8.01)(2.01()(ssksG，其相频特性为A16.0arctgB8.02.0arctgarctgC)8.02.0(arctgarctgD8.02.0arctgarctg14．若系统的Bode图在1处出现转折（如图所示），其渐近线由decdb/20转到decdb/0，这说明系统中有一个环节是A1sB11sC111sD2112212ss15．设某系统开环传递函数为：)13(10)(2sssG，则此闭环系统A稳定B不稳定C临界稳定D满足稳定的必要条件16．)(c为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相位裕度等于A)(180CB)(CC)(180CD180)(C17．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ABode图上的零分贝线对应于Nyquist图上的)0,1(j点BBode图上的180线对应于Nyquist图的负实轴CBode图上的负分贝值对应于Nyquist图负实轴上)1,(区间DBode图上的正分贝值对应于Nyquist图正实轴18．若已知某系统串联校正装置的传递函数为bsas，其中ba则它是一种A相位滞后—超前校正B相位滞后校正C相位超前校正D相位超前—滞后校正19．从某系统的Bode图上，已知其剪切频率200c，则下列串联校正装置的传递函数中，能在基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使系统稳态误差减至最小的是A105.015.0ssB15.0105.0ssC15.011.0ssD1005.010005.0ss20．下列串联校正装置的传递函数中，能在频率1c处提供最大相位超前角的是A1215.0ssB15.012ssC14.015.2ssD15.214.0ss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．试求一阶系统15.01s的单位阶跃响应)(tc，画出近似响应曲线，并标出时间常数T的值。2．已知传递函数为)1()(2TssKsG，且0,1TK，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（2）在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量、幅值余量)(dbkg、剪切频率c，相位穿越频率g。4．已知单位反馈系统的开环传递函数为)5)(4()(sssKsG，系统稳定的K值范围。三、综合计算题（每题16分，共80分）1．如右图所示的电路系统，输入)(1tu，输出电压)(2tu。（1）建立系统的微分方程组；（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)()(sXsY。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ttx10sin10)(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)(1)(ttr，)(121)(ttn。求系统在)(tr、)(tn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)10010)(1()12.0(100)(2ssssssGK，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）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.B2.C3.B4.C5.C6.C7.C8.D9.C10.C11.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：∵sssRsGsC115.01)()()(15.05.01ss∴tetc21)(图如右所示。2，解：3，解：稳定。但相位稳定余量小，即稳定程度不好。gcgdbK,),(,如图所示。4，解：系统的特征方程为：020923KsssRouth阵如右所示，由Routh判据得：1800K二、综合计算题（每题16分，共80分）1，解：设流过1R的电流为)(1ti，流过2R的电流为)(2ti则：dttiCtututiRdttitiCdttitiCtiRtu)(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222211211111对上式进行零初始条件拉氏变换得：)(1)()()()]()([1)]()([1)()(222222211211111sIsCsUsUsIRsIsIsCsIsIsCsIRsU消去中间变量)(),(21sIsI，得系统的传递函数为：1)(1)()()(212211212112sCRCRCRsCCRRsUsUsG2，解：所以)()()(sXsYsG)()()()(1)()]()([313321sHsGsGsGsGsGsG3，解：a)系统的传递函数为：101.010)(2sssG从而222)55()5(5)5(1101.0101)(sssssssY所以tetetytt55sin5555cos1)(55b))sin()()(0tjGXty)9010sin(10)101.0101010sin(10)101.010(10102222tarctgtc)102n，1002n所以：10n，5.04，解：∵)(124261124)(1242611)(sNssssRsssE而ssR1)(，ssN21)(∴13111242611lim0ssssesssr1341124261124lim0sssssesssn135134131ssnssrsseee5，解：∵1100100K11T，52T，103T∴系统的Bode图如下：