机械控制工程基础试题及答案

及答案

IMB standardization offic

IMB 5AB-IMBK08- IMB

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 2.A不必利用输出的反馈信息

3-B利用输入与输出之间的偏差对系统进行控制 4. C不一定有反馈回路

5. 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

5)］吕则“)

Asin bt + bcosbt B h sin bt + cosbt

C s in + c os/?r D s in /?/+/? c os bt 4 •已知F(s) = ---------- ,且a>0,则/(s)

s(s + a)

C丄(妇'+丄厂—丄厂一2血亠)

6・某系统的传递函数为G(s) =

s 2s

D-(e^5+ 丄八 一2八)

52 2 2

(5+10) (5 4-10)(5 + 3)

其零、极点是

AOB丄C丄DI

2a a

A 零点 s = —10, s = —3 ；极点 s = —10 B 零点5 = 10, s = 3；极点s = 10 C 零点 5 = —10 ；极点 5 = -10, 5 = —3 D没有零点；极点5 = 3

7 •某典型环节的传递函数为G(s) = TS,它是

A—阶惯性环节B二阶惯性环节 C —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OA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(/) = 10sin4f,则系统的单位阶跃响应函数为

40

10 + 16

有关。

A40cos4/B— -------- C2.5(cos4r - 1)D— --------

丁 + 16

10 .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 -典型一阶惯性环节丄的时间常数可在单位阶跃输入的响应曲线上求得, Ts + \\

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G(S) = G](S)G2(S),且已分别测试得到:

G](je)的幅频特性|GI(jiy)| = A】(则

A G(ja>) = 2A, (Q) •严° 呦⑷) B G(ja)) = [2 + 含(e)].严 g

创

C G( Je) = 2At (e) • /92)4咧 D G(jco) = [2 + Al (e)] •严如(奶

13.已知G(s)= 1z ,其相频特性为

(1 + 0.25)(1 + 0.85)

A 一 arctgO. 16® B arctgQ.lco +(〃cfgO・8e

C 一 (arctgO.2a)+ a retgO.Seo) D arctg0.2a)一 arct^0.8&)

14 •若系统的Bode图在©处出现转折(如图所示),其渐近线由-20〃/〃〃必转到

Odb/dec,这说明系统中有一个环节是

D --------- ! ------ ?

匸+2现3 +歼

15 .设某系统开环传递函数为：G(S) =

£「则此闭环系统

£ (3s + l)

A稳定B不稳定

c临界稳定D满足稳定的必要条件 16 • 0(®)为开环频率特性幅值等于1时的相位角，则相

位裕度等于

A180° +(p(coc) B(p(coc) C180° -(p(G)c) D(p(a)c) 一 180

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（-1J0）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（-8,-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弓，其中ovb s + b

则它是一种

A相位滞后一超前校正B相位滞后校正 C相位超前校正D相位超前一滞后校正 19

•从某系统的Bode图上，已知其剪切频率叭心200,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

0.5.v + 1 “ 0.05^ +1 A ----------- B ----------- 0.055 +1 ^0.15 + 1 0.55 +1

0.55 + 1

0.00055 +1 0.0055 +1

C --------- D -------------

20 .下列串联校正装置的传递函数中，能在频率© =1处提供最大相位超前角的

是

A 0.55 + 1 , 2s+ 1

2s +1 0.55 +1

小 2.5^ + 1 r 04$+ 1

0.45 + 1

2.55 + 1

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777—的单位阶跃响应c(r),画出近似响应曲线，并标出时间常数

0.5J +1

T的值》

2

•已知传递函数为6(5)=

(Nyguist 图)。

s~(Ts +1)

--,且/r>l,T>0,试绘制其极坐标近似图

3 .某系统Bode图如下图

(1) (2)

系统稳定与否如果稳定，稳定程度如何

(3)在答题纸上重新画出该图，并标出相位余量/、幅值余量忍(“)、剪切频

率乞，相位穿越频率叭。

4・已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s) = ——；― ,系统稳定的K值范 s(s + 4)(s + 5)

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“卫)，输出电

压 «2(0 o

(1) (2)

建立系统的微分方程组； 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，求出传递啟1。

A(5)

3 -系统的方块图如下图所示，

a) b)

求系统的单位阶跃响应；

当输入正弦信号x(/) = 10sinl0/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（r） = l（r）, z?（r） = --l（r）o

求系统在\"/）、〃⑴各自单独作用下的稳态i吴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

100(0.25 + 1)

5⑸=心+W +10200）'

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）

二 简答题（1,2小题每题7分，3,4小题每题8分，共计30分） I,解：・.5）9讪沪需•+

・・• c(f) = l 一严

图如右所示。

2, 3, 4,

解：

解：稳定。但相位稳定余量小，即稳定程度不好。Y 解：系统的特征方程为:

Routh阵如右所示，由Routh判据得：

二、综合计算题（每题16分，共80分）

1,解：设流过&的电流为人⑴，流过忌的电流为⑴

“I (/) = R£(\" + 右 J* (0 一，2(/)1力

则：廿=肚（0 + \"2（0

5

对上式进行零初始条件拉氏变换得：

消去中间变量/.（5）,/2（5）,得系统的传递函数为：

2,解：

所以

3,解：

a）系统的传递函数为

5）=加和

10 0.152 + 5 + 10

从而 1 ($ + 5) + 5

$ (5 + 5)2 +(5 亦)，

所以 y(/) = 1 - ' cos5、S/ 一 b) 2 创” =10, co； =100

严 sin 5、每

所以：叫=10 ,

= 0.5

4,

4 解：•••&$)= ------ ’—4 -

1 H ---- ------ 而 R(s) = - , N(s) = \\

s STO ,

・恥）+ _____ 2$ + 1 ____ N( 5)

5 + 2 2s +1

2s

6 4 ‘3

1 + ---- ------

5 + 2 2s +1

1 13

・•・ e = lim s ・ --- —! ------ -

6

4

1 + ----- ・ ----- 5 + 2 2s +1

5,

・•・系统的Bode图如下:

5 •已知函数/(/)如右图所示，贝IjF(s)