机电控制工程基础综考试复习题

机电控制工程基础综合练习解析（2014-1）

一、填空

1. 自动控制就是 没有 人直接参与的情况下， 使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化 。

2．系统的稳定性取决于 系统闭环极点的分布 。

3. 所谓反馈控制系统就是的系统的输出 全部或部分 地返回到输入端。

4. 给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为随动系统 。

5. 在 零初始条件 下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的 传递函数 。

6. 单位积分环节的传递函数为 1/s 。 7．一阶系统

1

1

+Ts ，则其时间常数为 T 。 8．系统传递函数为W(s)，输入为单位阶跃函数时，输出拉氏变换Y (s)为 s

s W )

( 。 9．单位负反馈系统开环传函为)

1(9

)(+=

s s s G ，系统的阻尼比ξ=0.167、无阻尼自振荡角

频率ωn 为 3 ，调节时间ts （5％）为 6 秒。

10．反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈信号。当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 正反馈 。反之，符号相反抵消输入信号作用时叫 负反馈 。

11．Ⅰ型系统 不能 无静差地跟踪单位斜坡输入信号。

12. 某环节的传递函数为2s ，则它的幅频特性的数学表达式是 2wj ，相频特性

的数学表达式是 2w 。2ω；90o

13.单位反馈系统的开环传递函数为)

3)(2()(*

++=s s s K s G ，根轨迹的分支数为 3 。

14. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则该系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 。G(s)H(s)，

)

()(1)

(s H s G s G +

15. 函数f(t)=2t 的拉氏变换为 。

22s

16．单位负反馈结构的系统，其开环传递函数为

)

2(+s s K

则该系统为 型系统，根轨

迹分支数为 。Ⅰ； 2； 17．线性系统的稳态误差取决于 和 。系统自身结构与参数；外输入

18.自动控制技术一大特点是能提高劳动生产率 。

19. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态 过程不一定是衰减振荡。

20．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量 的暂态 过程可能出现单调过程。

21．被控制对象 是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 22. 单位负反馈系统的开环传递函数为)

1(2

)(+=

s s s G ，系统的开环极点

为 ，闭环极点为 。0, -1； 2

7

21j

±- 23.系统的闭环传递函数为1

1

)(2

++=

s s s G ，则闭环特征方程为 。012=++s s

24.频率响应是线性系统在 正弦 信号输入下的稳态输出响应。 25．传递函数)

28)(2(3

)(+++=

s s s s s G 的零点为 ，极点为 。

-3； 0,-2,-0.25 26． 系统的开环传递函数为

)

2(+s s K

则该系统有 个极点，有 条根轨迹分支。

2；2

27．已知线性系统的输入为单位阶跃函数，系统传递函数为G(s)，则输出Y (s)的正确表达式是 s

s G s Y )

()(=

。 28．二阶系统的两个极点为位于S 左半平面的共轭复根，则其在阶跃输入下的输出响应表现为 衰减振荡 。

29. 某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为 等幅振荡 。 30．传递函数()s

s G 1

=

表示 积分 环节。 31. 对于负反馈结构的系统，其前向通道传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 。 G(s)H(s)；

)

()(1)

(s H s G s G +

32. 系统的传递函数为)

3()

1(2++s s s ，则该系统零点为 ，极点为 。

－1；0，－3

33. 某环节的传递函数为

3

1

+s ，此为一个 环节。惯性

34． 惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越 。好 35． 单位脉冲函数的拉氏变换为 。 1

36. 若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个 环节。积分 37. 一阶系统阶跃响应的快速性和其 时间常数 有关。时间常数T 越大，响应速度越 慢 。

38.控制系统的基本要求可归结为 稳定性 、准确性和快速性。 39．系统的根轨迹 起始于开环极点，终止于开环零点 。

40. 若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个 环节。积分 41． 任何物理系统的特性，精确地说都是非线性 的，但在误差允许 范围内，可以将非线性特性线性化。

42. 自动控制中的基本的控制方式有开环控制 、闭环控制 和复合控制。 43.对于单位负反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为

)

(1)

(s G s G + 。

44．某单位负反馈系统的开环传递函数为)

2(2

)(2

+=s s s G ，则此系统在单位阶跃函数输入下的稳态误差为 0 。 45.一阶系统的传递函数为

1

51

+s ，则其时间常数为 5 。 46．PI 校正为 滞后 校正。

47.奈氏图上的单位圆与Bode 图上 0分贝线 相对应，奈氏图上的负实轴对应于对数相频特性图上的 －180° 线。 48．一阶系统的传递函数为1

22

)(+=

s s G ，其时间常数为 2 。 49． 若二阶系统的阻尼比为0.65，则系统的阶跃响应为 衰减振荡 。 50. PD 校正为 超前 校正。

51． 某系统的传递函数是()s e s s G τ-+=1

21

，则该可看成由 惯性、延时 环节串联

而成。 52. 系统的开环传递函数为()

()()

M S G S N S =

，则闭环特征方程为

M(s)+N(s)=0 。

53.频率特性是线性系统在 正弦信号 输入作用下的稳态响应。 54.频率特性包括 幅频 特性和 相频 特性。 55.系统的传递函数())

4)(1(5

2

++=

s s s s G ，其系统的增益和型次为 5/4，2 56．已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是

)()()(s X s G s Y ?= 。

57.两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有大致相同的阻尼比 。 58.惯性环节的对数幅频特性的高频渐近线斜率为 －20dB/dec 。 59.在单位阶跃输入下，Ⅰ型系统的给定稳态误差为 0 。 60.某单位负反馈系统的开环传递函数为)

2()

1(100)(++=

s s s s G ，则该系统是 Ⅰ 型系统。

二、判断

1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 正确 2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。 正确 3．如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，这样的系统就称为开环控制系统。 正确 4．凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，叫做闭环系统。 正确

5．无静差系统的特点是当被控制量与给定值不相等时，系统才能稳定。 错误

6．对于一个闭环自动控制系统，如果其暂态过程不稳定，系统可以工作。 错误 7．叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。 正确 8．线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。 正确

9．劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。 （正确 ）

10. 微分环节传递函数为5s ，则它的幅频特性的数学表达式是5ω，相频特性的数学表达式

是- 90o

。 错误

11．一个线性定常系统是稳定的,则其闭环极点均位于s 平面的左半平面。 （正确 ） 12. 控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。 正确

13．两个二阶系统具有相同的阻尼比，则这两个系统具有相同的超调量和调节时间。错误 14. 线性系统稳定，其闭环极点均应在s 平面的左半平面。 正确

15. 用劳斯表判断连续系统的稳定性，当它的第一列系数全部为正数系统是稳定的。 正确 16．系统的稳定性取决于系统闭环极点的分布。 正确

17. 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。 错误

18. 若二阶系统的阻尼比大于1，则其阶跃响应不会出现超调，最佳工程常数为阻尼比等于0.707 。 正确

19. 某二阶系统的特征根为两个具有负实部的共轭复根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振荡。 （ 错误 ） 20．最大超调量只决定于阻尼比ζ。ζ越小，最大超调量越大。 正确 21．单位阶跃函数的拉氏变换为1。 错误

22．若二阶系统的阻尼比为0-1之间，则系统的阶跃响应是衰减振荡 。 正确 23．单位脉冲函数的拉氏变换为0.5。 错误

24．0型系统（其开环增益为K ）在单位阶跃输入下，系统的稳态误差为K

+11

。正确 25.t

e -2的拉氏变换为

1

2

+s 。 正确 26. 若二阶系统的阻尼比为0.8，则系统的阶跃响应表现为等幅振荡。 错误 27．一阶系统的传递函数为

5

.05

.0+s ，则其时间常数为2。 正确

28.一阶系统的传递函数为1

35

)(+=

s s G ，其时间常数为5。 错误 29．线性系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根（系统闭环传递函数的极点）全部具有负实部，也就是所有闭环传递函数的极点都位于s 平面的左侧。 正确

30．PI 校正为相位滞后校正。 （ 正确 ） 31．系统如图所示，)(s G c 为一个并联校正装置，实现起来比较简单。 正确

32．传递函数()s

s G 1

=

表示微分环节。错误 33．在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。正确 34．频率特性是线性系统在三角信号输入作用下的稳态响应。错误

35. 系统的频率特性是由)(ωj G 描述的，)(ωj G 称为系统的幅频特性；)(ωj G ∠称为系统的相频特性。 正确

36．根轨迹法就是利用已知的开环极、零点的位置，根据闭环特征方程所确定的几何条件，通过图解法求出g K 由0→∞时的所有闭环极点。 正确

37. 根据Nyquist 稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P 个不稳定极点，那么闭环稳定的条件是：当w 由-∞→∞时，W k (jw )的轨迹应该逆时针绕（-1，j 0）点P 圈。正确 38. 根轨迹是根据系统开环零极点分布而绘制出的闭环极点运动轨迹。 正确 39．系统的传递函数为

)

3()

2(++s s s K ，则该系统零点为2 ，极点为0，3。 错误

40. 根轨迹是根据系统开环传递函数中的某个参数为参变量而画出的开环极点的 根轨迹图。 错误

41．若一个动态环节的传递函数乘以1/s ，说明对该系统串联了一个微分环节。 错误 42．设某系统阶微分方程：

)(2)(23522t r dt dr

t c dt dc dt

c d +=++

该系统的传递函数为：

2

351

2)()(2+++=s s s s R s C 正确 43．已知系统的动态结构图如图2所示，

图2

系统传递函数

M M M M M s R s C 21211)()(+= ， M

M M M s Q s C 2121)()

(-=

。 错误 44． 某环节的输出量与输入量的关系为()()t Kx t y =，K 是一个常数，则称其为惯性环节。

错误

45．雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪属于随动系统。 正确 46．负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为

121+s ，反馈通道的传递函数为1

31

+s ，则该系统的开环传递函数为

)

13)(12(1

++s s 。 正确

47．绘制根轨迹时，我们通常是从g K ＝ 0时的闭环极点画起，即开环极点是闭环根轨迹曲线的起点。起点数n 就是根轨迹曲线的条数。 正确 48．系统的开环传递函数为

)

5(15

+s s 则该系统有2个极点，有2条根轨迹分支。正确

49．传递函数)

12)(1(2

)(+++=

s s s s s G 的极点为 0，1，0.5 。 错误

50.开环)(s G K 对数幅频特性对数相频特性如图所示，当K 增大时，L(ω)下移)(ωφ不变。

错误

ω ω

π-

51．系统的频率特性可直接由G(j ω)=X c (j ω)/X r (j ω)求得。只要把线性系统传递函数G(s)中的算子s 换成j ω，就可以得到系统的频率特性G(j ω)。正确

52.根据Nyquist 稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P 个不稳定极点，那么闭环稳定的条件是：当w 由-∞→∞时，W k (jw )的轨迹应该顺时针绕（-1，j 0）点P 圈。（ 错误 ）

53.对于电容元件，若以其两端的电压为输入，通过电容的电流为输出，则电容可看成一个积分环节。 错误

54．一个纯微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。 正确 55．比例环节的A(ω)和?(ω)均与频率无关。 正确

56．当ω由0→∞时，积分环节幅频特性与相频特性与频率无关，为一常值。 错误 57．时滞环节的幅相频率特性为一个以原点为圆心的圆。 正确

58. 系统的对数幅频特性和相频指性有一一对应关系，则它必是最小相位系统。 正确 59．凡是在s 左半平面上没有极、零点的系统，称为最小相位系统， 错误

60．若系统的开环稳定，且在L(ω)＞0的所有频率范围内，相频?(ω)＞-1800，则其闭环状态是稳定的。 正确

61.频率特性是指系统的幅频特性不包括系统的相频特性。 错误

62．对数频率特性是将频率特性表示在对数坐标中，对数坐标横坐标为频率ω，频率每变化2倍，横坐标轴上就变化一个单位长度。 错误

63．微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。 正确 64．相位超前校正装置的传递函数为Ts

aTs

s G c ++=

11)(，系数a 大于1。 正确

65．假设下图中输入信号源的输出阻抗为零，输出端负载阻抗为无穷大，则此网络一定是一个无源滞后校正网络。 错误

66．下图中网络是一个无源滞后校正网络。 正确

67．下图所示为一个系统的开环对数幅频特性，该系统是稳定的。 错误

20

90

180

68．利用相位超前校正，可以增加系统的频宽，提高系统的快速性，但使稳定裕量变小。 错误

69．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。 正确 70．二阶系统的两个极点均位于负实轴上，则其在单位阶跃信号输入下的输出响应为单调上升并趋于稳态值。 正确 71．单位阶跃输入(()s

s R 1

=

)时， 0型系统的稳态误差一定为0。 错误 72．某单位负反馈系统的开环传递函数为

)

(k s s k

+，则此系统在单位阶跃输入下的稳态误差

为0。正确

73. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则该系统的开环传递函数为G(s)H(s)，闭环传递函数为

)

()(1)

(s H s G s G +。 正确

74. 微分环节的传递函数为ks ，则它的幅频特性是k ω，相频特性是90o

。 正确 75．某单位负反馈系统的开环传递函数为

)

(2

k s s k

+，则此系统在单位阶跃函数输入下的稳态误差不为0 。 错误

76．两个二阶系统具有相同的超调量，但是不一定具有相同的无阻尼自振荡角频率。

正确

77．线性系统稳定,其开环极点均位于s 平面的左半平面。 （ 错误 ） 78．传递函数描述的系统是线性系统和非线性系统。 （ 错误 ）

79．两个二阶系统具有相同的超调量，但不一定具有相同的阻尼比。 错误 80．某单位负反馈系统的开环传递函数为)

5(5

)(+=

s s s G ，则此系统为2型系统，它在单

位阶跃函数输入下的稳态误差为5。 错误

81．对于单位负反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为

)

(1)

(s G s G +。 正确

82．一个线性定常系统是稳定的，则其开环、极点闭环极点均位于s 平面的左半平面。 错误

83. 开环传递函数为)

1()(2

+=

s s K

s G ，其根轨迹分支数为2。错误 84. 二阶系统阻尼比ζ越小，上升时间t r 则越小；ζ越大则t r 越大。固有频率ωn 越大，t r 越小，反之则t r 越大。 正确

85.二阶系统的两个极点位于负实轴上，此二阶系统的阻尼比为1。正确

三、分析计算

1．设某系统可用下列一阶微分方程

)()()()(t r t r t c t c

T +=+ τ 近似描述，在零初始条件下，试确定该系统的传递函数。

1

1

)()(++=Ts s s R s C τ

2、如图3所示系统，求该系统的开环传递函数和闭环传递函数。

图3

1) 开环传递函数为：A(s) B(s) F(s) 2）闭环传递函数 )

()()(1)

()(s F s B s A s B s A + (

3、下图为一具有电阻－电感－电容的无源网络，求以电压u 为输入，u c 为输出的系统微分

方程式。

解 根据基尔霍夫电路定律，有

C u R i dt

di

L t u +?+?

=)( 而 dt

du C

i c

=，则上式可写成如下形式 )(2

2t u u dt du RC dt

u d LC C c

c =++

4、如图所示的电网络系统，其中u i 为输入电压，u o 为输出电压，试写出此系统的微分方程和传递函数表达式。

i i o o u R dt

du

C R R u R R dt du C

R R 2212121)(+=++ 2

1212

21)()(R R Cs R R R Cs R R s U s U i o +++=

5．动态性能指标通常有哪几项？如何理解这些指标？

延迟时间d t 阶跃响应第一次达到终值)(∞h 的50％所需的时间。

上升时间r t 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间；对有振荡的系统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间。

峰值时间p t 阶跃响应越过稳态值)(∞h 达到第一个峰值所需的时间。

调节时间s t 阶跃响到达并保持在终值)(∞h 5±％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的2±％误差带来定义调节时间。

超调量σ％ 峰值)(p t h 超出终值)(∞h 的百分比，即

σ％100)

()()(?∞∞-=

h h t h p ％

5．一阶系统的阶跃响应有什么特点？当时间t 满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。？

由于一阶系统的阶跃响应没有超调量，所有其性能指标主要是调节时间，它表征系统过渡过程的快慢。当t ＝3T 或4T 时，响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。显然系统的时间常数T 越小，调节时间越小，响应曲线很快就能接近稳态值。

6．已知系统闭环传递函数为：

1

707.025.01

)(2++=

s s s φ

则系统的ξ、ωn 及性能指标σ％、ts （5％）各是多少？

ξ＝0.707 ωn ＝2 σ％＝4.3％ ts （5％）＝2.1（s ）

7、一阶系统结构图如图 所示。

1）确定闭环系统的传递函数及其时间常数；

2）若要求调节时间2.0=s t s ，待定参数应满足的要求。（取5%的误差带，T t s 4=

）

图

由结构图写出闭环系统传递函数

111)(2

12211211

+=+=+

=ΦK K s

K K K s K s K K s K s

则，系统的时间参数为 2

11K K T = 8、有一系统传递函数()k

k

K s s K s ++=

2φ，其中K k ＝4。求该系统的超调量和调整时间；

【解】系统的闭环传递函数为

()k

k

K s s K s ++=

2

φ 4=k K

与二阶系统标准形式的传递函数

()2

2

22n

n n

s s s ωζωωφ++= 对比得：(1) 固有频率

24===k n K ω

(2) 阻尼比 由12=n ζω得 25.021==n

ωζ

(3) 超调 ()%47%100%)1/(2=?=--n

e

ζζδ

(4) 调整时间()s t n

s 63

%5=≈

ξω

9、典型的二阶系统的两个极点为j s 222,1±-=，要求： 1. 确定系统无阻尼自然频率和阻尼比； 2. 确定该系统的传递函数。

解 由闭环极点的分布，可知

???=-=212

2

ξωξωn

n 联立求解得?????==

2222n

ωξ

系统闭环传递函数为

8

48

2)(2

222++=++=Φs s s s s n n n ωξωω

10、已知系统的结构图如图 所示，其中K >0，判断闭环系统的稳定性

图

闭环传递函数为

4

)41(4

)()(2

+++=s K s s R s C 当K >0时，特征方程只有负根，或根据劳斯稳定判据可判断出系统是稳定的。

11、已知一个欠阻尼、震荡幅度大且衰减缓慢的二阶系统，4n =ω，8

1

=ζ 绘制出这个系统的单位反馈闭环结构图。

答案：

图3

12、

已知单位反馈系统开环传函为)

11.0(10

)(+=

s s s G ，求系统的ξ、ωn 及性能指标σ％、ts

（5％）。

ξ＝0.5 ωn ＝10

σ％＝16.3％ ts （5％）＝0.6（s ） 13、已知单位负反馈系统开环传函为)

15.0(8

)(+=s s s G ，计算系统的阻尼比ξ、无阻尼自

振荡角频率ωn 及超调量与调节时间。

系统闭环传递函数为：

16

216

2

++s s ，和标准传递函数相比较得： ξ＝0.25 ωn ＝4

σ％＝%1002

1?--ξξπ

e ts （5％）＝6（s ）

14、 系统的特征方程为

054322

3

4

5

=+++++s s s s s

试用劳斯判据判断系统的稳定性。

解 计算劳斯表中各元素的数值，并排列成下表

5

320

590

315324110

12

345s s s

s s s -

由上表可以看出，第一列各数值的符号改变了两次，由+2变成-1，又由-1改变成+9。因此该系统有两个正实部的根，系统是不稳定的。

15、某典型二阶系统的单位阶跃响应如图所示。试确定系统的闭环传递函数。

由2

1/ζπζ--e

＝0.25，计算得ξ＝0.4

由峰值时间n

p t ω?π

?-=

2

1＝2，计算得=n ω 1.7

根据二阶系统的标准传递函数表达式n

n n

s s 2222ω+ζω+ω得系统得闭环传递函数为：

9

.236.19

.2)(2++=

s s s φ

16、典型的二阶系统的极点为j 22±-试

1. 确定系统无阻尼自然频率和阻尼比；

2. 确定系统的传递函数。

解

???=-=212

2

ξωξωn

n 联立求解得?????==

2222n

ωξ

系统闭环传递函数为

8

48

2)(2

222++=++=Φs s s s s n n n ωξωω 17、系统开环传递函数为：

用劳斯稳定判据确定系数 A=0.6 时系统是否稳定。

4s 1 2 A

3s 4

A +3 2s 4

5A

-

A

1

s

5

15

142--+A A A

0s

A

闭环稳定的充要条件是：

045>-A ，05

15

142>--+A A A ，0>A 由此解得10<

18、某单位负反馈系统的闭环传递函数为

)

5)(2)(1(10

)(+++=

s s s s φ

试求系统的开环传递函数，并说明该系统是否稳定。

()10

()1()(2)(5)

s G s s s s s Φ=

=-Φ++

该系统的闭环极点均位于s 平面的左半平面，所以系统稳定。

19、单位负反馈系统的开环传递函数为)

3)(2()(++=s s s k

s G ，列出罗斯表并确定使系统

稳定的参数k 的取值范围。

解：系统特征方程为：

065)(23=+++=k s s s s D Routh ： s 3 1 6 s 2 5 k s 5

30k - 30

k

s 0 k 0>?

k

使系统稳定的增益范围为：

300<

20、某单位负反馈系统的开环传递函数为

)

5)(1()(++=

s s s K

s G

求该系统的闭环传递函数；

1) 闭环传递函数为

k

s s s k

k s s s k s R s C +++=+++=56)5)(1()()(2

3 21、单位负反馈系统的开环传递函数为

)

5)(3()(++=

s s s K

s G

求使闭环系统特征方程。

解：闭环系统的特征方程为：0158)(2

3=+++=K s s s s D 22、已知系统的特征方程如下，试判别系统的稳定性。

516188)(234++++=s s s s s D =0

根据劳斯稳定判据，得系统稳定。

23、

设某系统可用下列二阶微分方程

)(3)(5422t r dt dr t c dt dc dt

c d +=++

近似描述，其中c(t)为输出，r(t)为输入。在零初始条件下，试确定该系统的传递函数模型。

1

543

)()(2

+++=s s s s R s C 24、已知系统传递函数

2

32

)()(2

++=s s s R s C ，且初始条件为1)0(-=c ，0)0(=c ，试求系统在输入)(1)(t t r =作用下的输出)(t c 。

解 系统的微分方程为

)(2)(2)

(3)(2

2t r t c dt t dc dt

t c d =++ 考虑初始条件，对式（1）进行拉氏变换，得 s

s C s sC s s C s 2

)(23)(3)(2

=

++++ 22

141)

23(23)(2

2+++-=++-+-=s s s s s s s s s C t t e e t c 2241)(--+-= 25、.单位反馈系统的开环传递函数为 )

10(50)(+=

s s s G

（1） 求静态位置误差系数和速度误差系数； （2） 在输入t t r 21)(+=作用下的稳态误差ss e ；

解：Ⅰ型系统，开环放大系数为5，则

（1）静态位置误差系数为∞，静态速度误差系数为5。

（2）在输入t t r 31)(+=作用下的稳态误差ss e ＝0.6

机电控制工程基础期末复习答案.docx

《机电控制工程基础》课程复习资料及参考答案 适用类别：电大成人脱产、成人业余 一、选择题： 1.作为控制系统，一般（） A A ．开环不振荡 B. 闭环不振荡 C. 开环一定振荡 D. 闭环一定振荡 2.当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（） B A. 最优控制 B. 系统辩识 C. 系统校正 D. 自适应控制 3.反馈控制系统是指系统中有（） B A. 惯性环节 B. 反馈回路 C. 积分环节 D. PID 调节器 4.开环系统与闭环系统最本质的区别是（） A A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用 B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用 C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路 D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 5. 若 f = sin5( t-2) ，则 L [ f (t) ]= （）A 5e 2s B.se 2 s C. se2 s D. 5e2s A ．2 252 25 2 25 2 25 s s s s 6.L [ t 2e-2t ] = （） C A. 1 B. 1 C. 22 2)3(s2) 3 D. (s a(s a)s3 7. 4 ，则 Lim f ( t) =（） B 若 F(s)= 2s 1t 0 A. 4 B. 2 C. 0 D. ∞ 8.下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为（）D A. 5 B.s C.1 D.1 251622 s2s2s s 9.线性系统与非线性系统的根本区别在于（）C A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数 B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入 C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理

控制工程基础期末考试题

一、填空题 1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。 2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为___2s ?3S+5____ 。 3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间，称为峰值时间t p 。 4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____，T 越大，快速性越___差____。 5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。 二、选择题 1．热处理加热炉的炉温控制系统属于：A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。 A 、单输入，单输出的定常系统； B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的线性定常系统； D 、非线性系统。 3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： A A.)5(32+-s s B.) 5(32-+s s C.)5(32+- s D. )5(32++s s 4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在( C ) A ．闭环零点 B ．开环零点 C ．分离点 D ．虚根 5. 在高阶系统中，动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离（实部长度） 要（ A ） A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ） A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的（ B ）个数对系统进行分类。

电大机电控制工程基础网络形考任务精选

一、判断题（共20道，每题2分） 1 题干 频率特性是线性系统在单位阶跃函数作用下的输出响应。 选择一项： 对 错? 2 题干 二阶振荡环节低频渐近线为0分贝线，高频渐近线为斜率为20dB/dec的直线。选择一项： 对 错? 3 题干 一阶惯性环节的转折频率为1/T。 选择一项： 对? 错 4 题干 积分环节的对数相频特性为+90°的直线。 选择一项： 对 错? 5 题干 对数幅频特性的渐近线与精确曲线相比，最大误差发生在转折频率处。 选择一项： 对? 错

6 题干 传递函数的极点和零点均在s平面左半平面的系统为最小相位系统。 选择一项： 对? 错 7 题干 控制系统的稳定性和系统自身的结构和参数及外输入有关。 选择一项： 对 错? 8 题干 最小相位系统的对数幅频特性和对数相频特性是一一对应的。 选择一项： 对? 错 9 题干 比例环节的幅相特性是平面实轴上的一个点。 选择一项： 对? 错 10 题干 （，和填空题60互斥）比例环节稳态正弦响应的振幅是输入信号的K倍，且响应与输入同相位。选择一项： 对? 错 11 题干 积分环节的幅值与ω成正比，相角恒为90°。

选择一项： 对 错? 12 题干 二阶振荡环节的对数幅频特性的低频段渐近线是一条-20dB/dec的直线，高频段渐近线是一条斜率为-40dB/dec的直线。选择一项： 对 错? 13 题干 系统对数幅频特性的高频段具有较大的斜率，可增强系统的抗高频干扰能力。 选择一项： 对? 错 14 题干 时滞环节不影响系统的幅频特性，但会影响系统的相频特性。 选择一项： 对? 错 15 题干 二阶振荡环节的输出信号相位始终是滞后输入，滞后的极限为90°。 选择一项： 对 错? 16 题干 （与单选第22小题互斥，）PI校正是相位超前校正。 选择一项： 对

机械控制工程基础第五章练习习题及解答

题型：选择题 题目：关于系统稳定的说法错误的是【】 A．线性系统稳定性与输入无关 B．线性系统稳定性与系统初始状态无关 C．非线性系统稳定性与系统初始状态无关 D．非线性系统稳定性与系统初始状态有关 分析与提示：线性系统稳定性与输入无关；非线性系统稳定性与系统初始状态有关。 答案：C 习题二 题型：填空题 题目：判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为或为具有负实部的复数，即系统的特征根必须全部在是系统稳定的充要条件。 分析与提示：判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实数或为具有负实部的复数，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 答案：负实数、复平面的左半平面 习题三 题型：选择题 题目：一个线性系统稳定与否取决于【】 A．系统的结构和参数 B．系统的输入 C．系统的干扰 D．系统的初始状态 分析与提示：线性系统稳定与否取决于系统本身的结构和参数。 答案：A 习题四 题型：填空题 题目：若系统在的影响下，响应随着时间的推移，逐渐衰减并回到平衡位置，则称该系统是稳定的 分析与提示：若系统在初始状态的影响下（零输入），响应随着时间的推移，逐渐衰减并趋向于零(回到平衡位置)，则称该系统是稳定的；反之，若系统的零输入响应发散，则系统是不稳定的。 答案：初始状态 习题五 题型：填空题 题目：系统的稳定决定于的解。 分析与提示：系统的稳定决定于特征方程的解。 答案：特征方程

题型：填空题 题目：胡尔维兹（Hurwitz ）判据、劳斯（Routh ）判据又称为 判据。 分析与提示：胡尔维兹（Hurwitz ）判据、劳斯（Routh ）判据，又称为代数稳定性判据。 答案：代数稳定性 习题二 题型：填空题 题目：利用胡尔维兹判据，则系统稳定的充要条件为：特征方程的各项系数均为 ；各阶子行列式都 。 分析与提示：胡尔维兹判据系统稳定的充要条件为：特征方程的各项系数均为正；各阶子行列式都大于零。 答案：正、大于零 习题三 题型：计算题 题目：系统的特征方程为 010532234=++++s s s s 用胡尔维兹判据判别系统的稳定性。 分析与提示：利用胡尔维兹判据，其各阶系数均大于零，计算子行列式。 答案：（1）特征方程的各项系数为 10,5,3,1,201234=====a a a a a 均为正值。 （2） 0131>==?a 0714232 4 132<-=-== ?a a a a a a a a 不满足胡尔维兹行列式全部为正的条件，所以系统不稳定 习题四 题型：计算题 题目：单位反馈系统的开环传递函数为 ()()() 125.011.0++= s s s K s G 利用胡尔维兹判据求使系统稳定的K 值范围。 分析与提示：利用胡尔维兹判据，其各阶系数均大于零，计算子行列式，反求出K 的范围。 答案：系统的闭环特征方程为 ()()0125.011.0=+++K s s s

机械工程控制基础期末试卷答案

一. 填空题(每小题2.5分，共25分) 1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 和 。 2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 和 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 、 等。 4． 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统 的程度。 5． 一阶系统 1 1 Ts 的单位阶跃响应的表达是 。 6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 。 7． 频率响应是线性定常系统对 输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的 。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 。 二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分） 炉温控制系统 图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。 三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程， 并求该电路的传递函数（10分） 图2 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c)

四、求拉氏变换与反变换(10分) 1．求[0.5]t te - l（5分） 2．求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ l（5分） 五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）

图3

六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。图4(a)中)(t x o 是输出位移。当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4（b ）所示。试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分) 2）该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ；(2分) 3）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ；（3分） 4）时间响应性能指标：上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e （5分）。 1.0 x 0 图4(a) 机械系统 图4（b ）响应曲线 图4

西安交通大学17年3月课程考试《机械控制工程基础》作业考核试题

西安交通大学17年3月课程考试《机械控制工程基础》作业考核试题 一、单选题（共30 道试题，共60 分。） 1. 一个系统稳定的充要条件是系统的全部极点都在[S]平面的（） A. 右半平面内 B. 上半平面内 C. 左半平面内 D. 下半平面内 正确答案： 2. 拉氏变换将时间函数变换成（） A. 正弦函数 B. 单位阶跃函数 C. 单位脉冲函数 D. 复变函数 正确答案： 3. 一阶系统的阶跃响应，( ) A. 当时间常数T较大时有振荡 B. 当时间常数T较小时有振荡 C. 有振荡 D. 无振荡 正确答案： 4. 系统稳定的必要和充分条件是其特征方程的所有的根都必须为（） A. 负实数或为具有负实部的复数 B. 正实数 C. 具有正实数的复数 D. 具有负实数的复数 正确答案： 5. 一个线性系统稳定与否取决于（） A. 系统的结构和参数 B. 系统的输入 C. 系统的干扰 D. 系统的初始状态 正确答案： 6. 关于系统模型的说法，正确的是（） A. 每个系统只有一种数据模型 B. 动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C. 动态模型比静态模型好

D. 静态模型比动态模型好 正确答案： 7. 最小相位系统的定义为：系统开环传递函数G(s)的所有零点和极点均在s平面的（） A. 左半平面 B. 左半平面 C. 上半平面 D. 下半平面 正确答案： 8. 二阶欠阻尼系统的上升时间为（） A. 阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B. 阶跃响应曲线达到稳定值的时 C. 阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D. 阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 正确答案： 9. 系统的传递函数（） A. 与外界无关 B. 反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C. 完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 正确答案： 10. 线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（） A. 系统输出信号与输入信号之比 B. 系统输入信号与输出信号之比 C. 系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D. 系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 正确答案： 11. 某线性定常系统，当输入为单位阶跃函数时，该系统的传递函数为( ) A. sY(s) B. s+Y(s) C. s-Y（s） D. ssY(s) 正确答案： 12. 二阶系统的阻尼比ζ，等于( ) A. 系统的粘性阻尼系数 B. 临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比 C. 系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比 D. 系统粘性阻尼系数的倒数 正确答案： 13. 关于反馈的说法，正确的是（） A. 反馈实质上就是信号的并联 B. 反馈都是人为加入的 C. 正反馈就是输入信号与反馈相加 D. 反馈就是输出以不同方式作用于系统 正确答案：

机电控制工程基础课程辅导-2

第2章 自动控制系统的数学模型辅导 [ 学习目标 ] 熟练掌握：传递函数的概念和性质，典型环节的传递函数； 掌握：利用系统动态结构图的等效变换来求取传递函数的方法； 了解：建立动态系统微分方程的一般方法 控制系统微分方程的建立 一. 机械系统 机械系统一般分为两大类，即直线运动系统和旋转运动系统，其基本组成器件是质量、弹簧和阻尼器等，支配机械系统的基本定律是牛顿运动定律和力、力矩平衡定律。 如图2-1所示为一具有弹簧、阻尼器的机械平移系统。当外力作用于系统时，系统产生位移为x o 。求该系统以x i (t)为输入量，x o (t)为输出量的运动微分方程式。 解 取A 、B 两点分别进行受力分析。 得 02B 0A A A i 1x k )x x f()x x (k =-=- 由 A 1A i 1x k )x x (k =- 解出01 2 i A x k k x x - = 代入B 等式，得 02001 2 i x k )x x k k x f(=-- 得 ()i 1021021x fk x k k x k k f =++ 式中：k1——弹簧1的弹性系数； k2——弹簧2的弹性系数；

f ——阻尼器的阻尼系数。 二. 电气系统 电气系统的基本元件是电阻、电容、电感以及电动机等，支配电气系统的基本定律是基尔霍夫电路定律。 图2-3为一具有电阻－电感－电容的无源网络，求以电压u 为输入，u c 为输出的系统微分方程式。 解 根据基尔霍夫电路定律，有 C u R i dt di L t u +?+? =)( 而 dt du C i c =，则上式可写成如下形式 2 2 u dt du RC dt u d LC C c c =++ 上式表示了RLC 电路的输入量和输出量之间的关系。 编写控制系统微分方程的一般步骤为： (l) 首先确定系统的输入量和输出量； (2) 将系统划分为若干个环节，确定每一环节的输入量和输出量。确定输入量和输出量时，应使前一环节的输出量是后一环节的输入量。 (3) 写出每一环节(或元件)描述输出信号和输入信号相互关系的运动方程式；找出联系输出量与输入量的内部关系，并确定反映这种内在联系的物理规律。而这些物理定律的数学表达式就是环节(或元件)的原始方程式。在此同时再做一些数学上的处理，如非线性函数的线性化。考虑忽略一些次要因素。使方程简化的可能性和容许程度。 (4) 消去中间变量，列出各变量间的关系式。设法消去中间变量，最后得到只包含输入量和输出量的方程式。于是，就得到所要建立的元件或系统的数学模型了。 非线性数学模型的线性化 线性化问题的提出 但实际上，自然界中真正的线性系统是不存在的。即使对所谓的线性系统来说，也只是在一定的工作范围内才保持真正的线性关系。许多机电系统、液压系统、气动系统等，在变量之间都包含着非线性关系。例如：元件的死区、传动的间隙和摩擦，在大输入信号作用下元件的输出量的饱和以及元件存在的非线性函数关系等等。因此，精确地反映各种因素对系统或元件的动态影响就变得很复杂，以致难于获得解析解。在这种情况下，就不得不首先略去某些对控制过程的进行不会产生重大影响的因素，以便使方程简化。此外，有时系统中所发生的过程是用非线性方程来描述的。这样，为了用线性理论对系统进行分析和设计，就必

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． 2 22 )]([b s b s t f L ++=，则)(t f A bt b bt cos sin + B bt bt b cos sin + C bt bt cos sin + D bt b bt b cos sin + 4．已知 ) (1 )(a s s s F += ，且0>a ，则 )(∞f A 0 B a 21 C a 1 D 1 5．已知函数)(t f 如右图所示，则 )(s F A s s e s e s --+2211 B s s e s s 213 212+-- C )22121(1332s s s s se e e se s ------+ D )221(1s s s e e s e s ----+ 6．某系统的传递函数为 ) 3)(10() 10()(+++= s s s s G ，其零、极点是 A 零点 10-=s ，3-=s ；极点 10-=s B 零点 10=s ，3=s ；极点 10=s

C 零点 10-=s ；极点 10-=s ，3-=s D 没有零点；极点 3 =s

机电控制工程基础作业1

一、不定项选择题（共 10 道试题，共 60 分。） 1. 控制系统的基本要求可归结为。 A. 稳定性和快速性 B. 准确性和快速性 C. 稳定性和准确性 D. 稳定性；准确性和快速性 满分：6 分 2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ A. 正反馈 B. 负反馈 C. 复合反馈 D. 正反馈和负反馈 满分：6 分 3. 以下控制系统按结构分类正确的是？ A. 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统 B. 开环控制系统、闭环控制系统和高阶控制系统 C. 一阶控制系统、二阶控制系统和复合控制系统 D. 一阶控制系统、二阶控制系统和闭环控制系统 满分：6 分 4. 以下不属于随动系统的是。 A. 雷达跟踪系统 B. 火炮瞄准系统 C. 电信号笔记录仪 D. 恒温控制系统 满分：6 分 5. 自动控制技术可以实现以下。

A. 极大地提高劳动生产率 B. 提高产品的质量 C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来 D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导 满分：6 分 6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使的某一物理量准确地 按照给定的规律运行或变化。 A. 生产过程 B. 被控对象 C. 输入 D. 干扰 满分：6 分 7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫。 A. 1型反馈 B. 2型反馈 C. 正反馈 D. 负反馈 满分：6 分 8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是。 A. 反馈控制系统 B. 闭环控制系统 C. 开环系统 D. 2型系统 满分：6 分 9. 自动控制系统一般由组成。 A. 控制装置和被控制对象 B. 被控制对象和反馈装置

控制工程基础试题及参考答案A

* ********* 学 院 20**至20**学年度第*学期 ---班 控制工程基础 试 卷 一、判断题 (10分) 1、系统的误差是以系统的输入端为基准来定义的，而系统的偏差是以系统的输出端为基准来定义的。 （ ） 2、系统的时间响应按振动性质分为自由响应和零 输入响应。 ( ) 3、最大超调量Mp 即与阻尼比有关，又与无阻尼 固有频率有关。 ( ) 4、对于单位反馈系统，稳态偏差等于稳态误差。 ( ) 5、谐振带越宽，反应速度越快。 ( ) 一、填空题（10分） 1、对控制系统的基本要求有：___________，___________，____________。 2、凡是能用____________描述的系统就是线性系统，线性系统的一个最重要特性就是它满足_____________。 3、一阶系统在理想的单位脉冲函数在作用下，其响应函数为_____________ 4、系统的误差是由___________和____________两部分组成的。 5、最大超调量和振荡次数反应了系统的____________________。 6、系统稳定的充要条件是 __________________________________。 三、简答题（15分） 1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？？ 2什么是频率特性？ 3什么是相位裕度？什么幅值裕度？ 四、计算题（计65分） 1已知系统的动力学方程式如下（10分） ()t y ..+3()()()()t r dt t y t y t y 446. =++? 求出它的传递函数Y(s)/R(s)。 2求出图1所示系统的传递函数X o （s ）/ X i （s ）。 (10分) 3由试图所示()t f 施加一个3N 的阶跃力，求出质 量m ，阻尼系数c ，弹簧进度系数k 。(15分) 4已知系统的特征方程 ()10532234++++=s s s s s B =0，判断系统的 稳定性。（15分） 5、已知开环频率特性 10 ()()(1)(12)(13) G j H j j j j ωωωωω= +++， 分析系统的稳定性。(15分) 参考答案 一、填空题（10分） 1、系统的稳定性，响应的快速性，响应的准确 性。 2、线性微分方程 3、()T t e T t -=1ω 4、瞬态误差和稳定误差 5、稳定性。 6、系统的全部特征根都有负实部 。 二、判断题（10分） 1、（×）2（×）3、 (√) 4、 (√)5、 (√) 三、简答题(15分) 1 答：时间响应是指系统的响应在时域上的表现形式，或系统地动力学方程在一定初始条件下的解。 按响应的来源分为：零输入响应，零状态响应。 按响应的性质分为：强迫响应，自由响应。 2、线性系统在谐波输入作用下，其稳态输入与输出的幅值比是输入信号的频率ω的函数，称其为系统的幅频特性 稳态输出信号与输入信号的相位差 ()?ω（或称相移）也是ω的函数，称 其为系统的相频特性 试 卷 纸 出卷：_ ***_ 试卷：__ ___ 审批：_____ 人数:______卷

机电控制工程基础形考册答案

《机电控制工程基础》第二章形成性考核册作业习题答案 1．什么是数学模型？ 描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的数学模型。正确2．建立控制系统数学模型的主要方法哪些？建立控制 系统数学模型的主要方法有解析法和实验法。 3．什么是系统的传递函数？在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。 4．单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)，则其闭环传递函数是什么？ G(s) 单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为 1?G(s) 5．二阶闭环系统传递函数标准型是什么？其中的变量有什么含义？ 二阶闭环系统传递函数标准型为?n2/(s2?2??n s??n2)，其中称?为系统的阻尼比，?n为无阻尼自振荡角频率。6．微分环节和积分环节 的传递函数表达式各是什么？ 微分环节：G?s??s。积分环节G?s? ?1 s 7．振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换，输出量具有振荡的性质。设振荡环节的输出量为x c，输入量为x r，其运动方程式和传递函数是什么？ 运动方程式为 T 2d 2 x c ? T dx c ? x? Kx dt 2k dt c 其传递函数为 G(s)? K T 2 s2? T s ?1 k 一、判断 1．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。正确 2．对于非线性函数的线性化方法有两种：一种方法是在一定条件下，忽略非线性因素。另一种方法就是切线法，或称微小偏差法。正确

3．在自动控制系统中，用来描述系统内在规律的数学模型有许多不同的形式，在以单输入、单输出系统为研究目标的经典控制理论中，常用的模型有微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性等。正确 4. 控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。正确5．传递函数是复变量 s 的有理真分式，分母多项式的次数 n 高于分子多项式的次数 m，而 且其所有系数均为实数。正确 6．在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。正确 7．传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统不能有相同的传递函数。（错误）8．自然界中真正的线性系统是不存在的。许多机电系统、液压系统、气动系统等，在变量 之间都包含着非线性关系。正确9．实际的物理系统都是线性的系统。（错误）10．某环节的输出量与输入量的关系为y?t??Kx?t?，K是一个常数，则称其为惯性环节。 错误11.惯性环节的时间常数越大，则系统的快速性越好。（错误） 12．系统的传递函数分母中的最高阶若为 n，则称系统为 n 阶系统 13．已知线性系统的输入 x(t)，输出 y(t)，传递函数 G(s)，则Y(s)?G(s)?X(s)。正确14．线性化是相对某一额定工作点进行的。工作点不同，得到线性化微分方程的系数也不同。正确 15．若使线性化具有足够精度，调节过程中变量偏离工作点的偏差信号必须足够小。正确三、 设某系统可用下列一阶微分方程 T c&(t )? c (t )??r&(t )? r (t ) 近似描述，在零初始条件下，试确定该系统的传递函数。 C(s) ??s ?1 R(s) Ts ?1 四、如图所示为一具有弹簧、阻尼器的机械平移系统。当外力作用于系统时，系统产生位移为x。求该系统以x(t)为输入量，x(t)为输出量的运动微分方程式。

机械控制工程基础复习题及参考答案

一、单项选择题： 1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡 2． 一阶系统G(s)=1 +Ts K 的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)= s 1 ，则其频率特性幅值M(ω)= A. ωK B. 2K ω C. ω1 D. 21ω 6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 A. a 1y 1(t)+y 2(t) B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t) C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t) D. y 1(t)+a 2y 2(t) 7．拉氏变换将时间函数变换成 A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 A.ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω + 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 A. -40(dB/dec) B. -20(dB/dec) C. 0(dB/dec) D. +20(dB/dec) 13．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的

机电控制工程基础作业-答案

机电控制工程基础第1次作业 第1章 一、简答 1．什么是自动控制？ 是相对于人工控制而言的，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。2．控制系统的基本要求有哪些？ 控制系统的基本要求：稳定性、快速性和准确性(稳态精度)，即稳、快、准 3．什么是自动控制系统？ 指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。它一般由控制装置和被控制对象组成。 4．反馈控制系统是指什么反馈？ 反馈控制系统是负反馈 5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？ 从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈。当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。 6．什么叫做反馈控制系统？ 从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这样的系统称为反馈控制系统 7．控制系统按其结构可分为哪3类？ 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统 8．举例说明什么是随动系统。 如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等 9．自动控制技术具有什么优点？ ⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导

等等。在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用。 10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？ 单调过程、衰减振荡过程、持续振荡过程、发散振荡过程 二、判断 1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 正确 2．系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。 正确 3．如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，这样的系统就称为开环控制系统。 正确 4．凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，叫做闭环系统。 正确 5．无静差系统的特点是当被控制量与给定值不相等时，系统才能稳定。 错误 6．对于一个闭环自动控制系统，如果其暂态过程不稳定，系统可以工作。 错误 7．叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。 正确 8．线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。 正确 第2章 一、简答 1．什么是数学模型？ 描述系统输入变量、输出变量以及系统内部各变量间关系的数学表达式 2．建立控制系统数学模型的主要方法哪些？ 建立控制系统数学模型的主要方法有解析法和实验法 3．什么是系统的传递函数？ 在线性定常系统中，初始条件为零时，系统(或元件)输出的拉氏变换X c (s)和输入的拉氏变换X r (s)之比称为系统(或元件)的传递函数 4．单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环传递函数是什么？ ) (1)()(s G s G s +=Φ 5．二阶闭环系统传递函数标准型是什么？其中的变量有什么含义？

《控制工程基础》试卷及详细答案

桂 林 电 子 科 技 大 学 试 卷 2013－2014 学年第二学期 课程名称《控制工程基础》（A 卷.闭卷）适用年级或专业） 一、填空题（每题1分，共15分） 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和 。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。 3、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。 4、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为（用G 1(s)与G 2(s)表示）。 5、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 ，Z 是指 ，R 指 。 6、若某系统的单位脉冲响应为 0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为。 7、设系统的开环传递函数为 2 (1) (1) K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、关于传递函数，错误的说法是 ( ) s 的真分D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 2、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 3、已知系统的开环传递函数为50 (21)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、50 B 、25 C 、10 D 、5 4、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。

机械控制工程基础_习题集含答案

《机械控制工程基础》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 所有 习题 【说明】：本课程《机械控制工程基础》（编号为09010）共有单选题,计算题, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。 一、单选题 1. t e 2-的拉氏变换为（ ）。 A. s 21； B. 15 .0+s ； C. 21+s ； D. 2 1s e 2- 2. )(t f 的拉氏变换为) 2(6 ][+= s s s F ，则)(t f 为（ ）。 A. t e 23-； B. t e 21--； C. )1(32t e --； D. t e 26- 3. 脉冲函数的拉氏变换为（ ）。 A. 0 ； B. ∞； C. 常数； D. 变量 4. ()t t f δ5)(=，则=)]([t f L （ ）。 A. 5 ； B. 1 ； C. 0 ； D. s 5 5. 已知) 52)(2(3 3)(22+++++=s s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。 A. ∞ ； B. 0 ； C. 0.6 ； D. 0.3

6. 已知) 45(3 2)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )(（ ）。 A. 0 ； B. ∞ ； C. 0.75 ； D. 3 7. 已知s n e s a s F τ-= 2 )(其反变换f (t)为（ ）。 A. )(ττa t n a -?； B. )(τn t a -?； C. τn te a -?； D. )(1 τn t a -? 8. 已知) 1(1 )(+= s s s F ，其反变换f (t)为（ ）。 A. t e -1； B. t e -+1； C. t e --1； D. 1--t e 9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为（ ）。 A. s e s 224 2-+ ； B. 4)4(22++s ； C. 4)1(2 ++s s ； D. s e s s 22 4 -+ 10. 图示函数的拉氏变换为（ ）。 a 0 τ t A. )1(12s e s a ττ--； B. )1(12s e s a ττ--； C. )1(1s e s a ττ--；D. )1(12 s e s a ττ- 11. 若)(∞f =0，则][s F 可能是以下（ ）。 A. 91-s ； B. 9 2+s s ； C. 91+s ； D. 9 1 2+s 12. 开环与闭环结合在一起的系统称为（ ）。 A.复合控制系统； B.开式控制系统； C.闭和控制系统； D.正反馈控制系统

最新机电工程试题及答案详解汇总

2011年机电工程试题及答案详解

2011年二级建造师考试《机电工程》考试真题 一、单项选择题(共20题，每题1分。每题的备选项中，只有1个最符合题意) 1.机电工程测量竣工图的绘制包括安装()的绘制、安装过程及结果的测量图的绘制。 A.测量控制网 B.测量基准点 C.测量感测点 D.过程测量点 2.设备安装标高基准点一般埋设在()且便于观测的位置。 A.基础中心 B.基础边缘 C.基础表面 D.基础外面 3.电焊机至焊钳的连线多采用()。 A.双绞线 B.麻花线 C.阻燃绝缘线 D.塑料绝缘铜芯软线 4.属于机电绝热保温材料的是()。 A.涂料 B.聚氨酯复合板 C.岩棉

D.钢板 5.采用电弧焊接的时候，当风速达到()时，需要做防护措施。 A.4m/s B.5m/s C.8m/s D.10m/s 6.增加或变更焊接方法的任何一个工艺评定的补加因素时，按增加或补加因素增焊()试件进行试验。 A.冲击 B.拉伸 C.弯曲 D.扭转 7.建筑管道配管的施工原则是()。 A.大管让小管 B.风管让水管 C.无压管让有压管 D.电管让水管 8.建筑电气装置施工中成套配电柜安装固定后的紧后工序是()。 A.开箱检查 B.母线安装 C.调整试验 D.送电运行 9.机械设备找平，用水平仪测量水平度，检测应选择在()。 A.设备精加工面上 B.设备外壳廓线上

C.设备机座底线上 D.设备基础平面上 10.位置误差和形状误差简称形位误差。下列选项中，属于位置误差的是()。 A.直线 B.平面 C.平行度 D.圆度 11.球罐的产品焊接试板应在()，由施焊该球形储罐的焊工采用相同条件和焊接工艺进行焊接。 A.焊接球形储罐之前 B.焊接球型储罐的同时 C.焊接球型储罐之后 D.水压试验结束前 12.立式设备保温块材料应该用()支持。 A.模板 B.支架 C.锚固钉 D.支撑件 13.属于按输送介质的性质划分的管道是()。 A.真空管道 B.金属管道 C.热力管道 D.压力管道

控制工程基础2010试题A卷标准答案

20120712 铁道学院2010-2011学年第1学期 2008级本科班期末考试试卷（A ） 课程名称：控制工程基础 任课教师：希太、明军 考试时间：120分钟 学 号： 姓 名： 班 级： 考试性质（学生填写）：正常考试（ ）缓考（ ）补考（ ）重修（ ）提前修读( ) 注：将所有答案写在后面的答题纸上，最后一页为草稿纸。 一、 填空题（每空1分，15题共20分） 1． 控制系统由 两部分组成。 2． 建立系统数学模型的方法有 和 两种。 3． 按其数学模型是否满足 ，控制系统可分为线性系统和非线性系统。 4． 随动系统是指 。 5． 经典控制理论采用的数学模型主要 以为基础；现代控制理论采用的数学模型主要以为 基础。 6． 工程上常用的线性化方法是 。 7． 广义误差平方积分性能指标特点 。 8． 校正元件按在系统中的连接方式可分为串联校正、 和 等。 9． 系统频率特性指标中的谐振频率是指 。 10．系统传递函数与其单位脉冲响应函数的关系是 。 11．系统稳定的充要条件是 。 12．某线性定常系统的单位斜坡响应为t e t t y 2)(-+=，0≥t 。其单位阶跃响应为 。

13．在工程控制实践中，为使系统有满意的稳定性储备，一般其幅值裕度应满足 。 14．最小相位系统是指 。 15．已知系统开环传递函数为) 1(9)(+=s s s G K ，则系统的固有频率、阻尼比以及单位斜坡输入所引起的稳态误差分别为 、 、 。 二、单项选择题（每题2分，10题共20分） 1．下面关于微分环节的控制作用描述中正确的是： ( ) (A)使相位滞后 (B)减小系统的阻尼 (C)抗高频干扰 (D)使相位超前 2．稳态误差除了与系统的型别、传递函数有关外，还与下述哪一项有关？ ( ) (A) 阶次 (B) 振荡频率 (C) 阻尼比 (D) 输入信号类型 3．二阶振荡系统幅值衰减的快慢取决于： ( ) (A) d ω (B)n ξω (C) 特征根实部绝对值 (D) 特征根虚部的分布情况 4．系统输出的拉氏变换完全取决于： ( ) (A)系统的传递函数的极点位置 (B)系统的初始状态、输入及其传递函数 (C)系统的传递函数 (D)系统的固有特性 5．相位滞后校正环节相当于： ( ) （A ）低通滤波器 （B ）高通滤波器 （C ）带通滤波器 （D ） 带阻滤波器 6．下图为一阶系统单位脉冲响应曲线，则下列说明正确的是： ( ) (A) 系统的输出为0,2)(2≥=-t e t t ω (B) 系统的输出为0,)(≥=-t e t t ω (C) 系统传递函数为)12(1)(+=s s G (D) 系统单位脉冲响应调整时间为2s 7. PI 控制类似于： （ ） (A) 增益调整 (B) 相位超前校正 (C) 相位滞后校正 (D) 相位滞后-超前校正 8．某单位反馈系统的闭环传递函数为)2(1)(+=s s G ，则输入t t r 2sin 2)(=时稳态输出的幅值为: （ ）

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考网考作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考网考作业及答案 100%通过 考试说明：2020年秋期电大把该网络课纳入到“国开平台”进行考核，该课程共有4个形考任务，针对该门课程，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的标准题库，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具，把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案，敬请查看。 课程总成绩 = 形成性考核×50% + 终结性考试×50% 形考任务1 一、判断题（共20道，每道2分） 题目1 自动控制就是在人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。 选择一项： 对 错 题目2 反馈控制系统通常是指正反馈。 选择一项： 对 错 题目3 所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。 选择一项： 对 错 题目4 给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为随动系统。 选择一项： 对 错 题目5 自动控制技不能提高劳动生产率。 选择一项： 对 错 题目6

对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态过程一定是衰减振荡。 选择一项： 对 错 题目7 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现单调过程。选择一项： 对 错 题目8 被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 选择一项： 对 错 题目9 任何物理系统的特性，精确地说都是非线性的，但在误差允许范围内，可以将非线性特性线性化。 选择一项： 对 错 题目10 自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 选择一项： 对 错 题目11 一个动态环节的传递函数为1/s，则该环节为一个微分环节。 选择一项： 对 错 题目12 控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关，还和外输入有关。 选择一项： 对