《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》期未復(fù)習(xí)試題

一、選擇題

1.PI校正為（A）校正

A．滯后

B.超前

C滯后超前

D超前滯后

2.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,則其時(shí)間常數(shù)為（D)

A．0.5

B.4

C.2

D

.1

3．系統(tǒng)的根軌跡（A）

A．起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)

B

起始于閉環(huán)極點(diǎn)，終于閉環(huán)零點(diǎn)

C．起始于閉環(huán)零點(diǎn)，終于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)

D起始于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)，終于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)

4.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,則其時(shí)間常數(shù)為（C)

A．0.5

B.4

C.2

D

.1

5.二階系統(tǒng)的超調(diào)量

。（A)

A.只與有關(guān)

B.與無(wú)關(guān)

C.與和無(wú)關(guān)

C.與和都有關(guān)

6．勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷（A）的穩(wěn)定性。

A．線性定常系統(tǒng)

B.線性時(shí)變系統(tǒng)

C

非線性系統(tǒng)

D任何系統(tǒng)

7．已知，其原函數(shù)的終值（D）

A．0

B.∞

C

0.75

D0.58、已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則正確的關(guān)系是

B。

A；

B；

C；

D。

9、設(shè)有一彈簧、質(zhì)量、阻尼器機(jī)械系統(tǒng)，如圖所示，以外力f(t)為輸入量，位移y(t)為輸出量的運(yùn)動(dòng)微分方程式可以對(duì)圖中系統(tǒng)進(jìn)行描述，那么這個(gè)微分方程的階次是：（B）

A

1；

B

2；

C

3；

D410、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

；則其無(wú)阻尼振蕩頻率和阻尼比為（D）

A

1，；

B

2，1；

C

2，2；

D，111、表示了一個(gè)（A）

A

時(shí)滯環(huán)節(jié)；

B

振蕩環(huán)節(jié)；

C

微分環(huán)節(jié)；

D

慣性環(huán)節(jié)

12、一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

；其單位階躍響應(yīng)為（B）

A；

B；

C

；D13、某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為（B）

A．單調(diào)衰減

B.單調(diào)上升

C

等幅振蕩

D振蕩衰減

14、已知道系統(tǒng)輸出的拉氏變換為,那么系統(tǒng)處于（C）

A

欠阻尼；

B

過(guò)阻尼；

C

臨界阻尼；

D

無(wú)阻尼

15、某一系統(tǒng)的速度誤差為零，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可能是（D）

A；

B；C；

D；

16、根據(jù)下列幾個(gè)系統(tǒng)的特征方程，可以判斷肯定不穩(wěn)定的系統(tǒng)為（B）

A；

B；

C

；其中均為不等于零的正數(shù)。

17、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所表示的系統(tǒng)，屬于最小相位系統(tǒng)的是（C）。

A；

B

（T>0）；

C；

D18、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為（C）

A；

B；

C；

D20、題圖中R－C電路的幅頻特性為（B）。

A；

B；

C；

D。

21、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為（B）

A；

B；

C；

D22、已知系統(tǒng)頻率特性為，當(dāng)輸入為時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出為（D）

A；

B；

C；

D23、理想微分環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條斜率為（A）

A，通過(guò)ω=1點(diǎn)的直線；

B

-，通過(guò)ω=1點(diǎn)的直線；

C

-，通過(guò)ω=0點(diǎn)的直線；

D，通過(guò)ω=0點(diǎn)的直線

24、系統(tǒng)如圖所示，為一個(gè)（C）裝置，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單。

A

串聯(lián)校正；

B

并聯(lián)校正；

C

混合校正；

D

正反饋校正。

25、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

；則其無(wú)阻尼振蕩頻率和阻尼比為（C）

A

1，；

B

2，1；

C

1，0.25；

D，二、判斷題

1、一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其開(kāi)環(huán)極點(diǎn)位于S平面左半邊。

（—）

2、勞氏穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（+）

3、Ⅰ型系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)增益為10，系統(tǒng)在單位斜輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為∞。（—）

4、一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以

5、二階系統(tǒng)的超調(diào)量越大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性越差。（-）

6、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外輸入有關(guān)。（-）

7、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差不僅與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸入無(wú)關(guān)。（-）

8、若二階系統(tǒng)的阻尼比為0.866則系統(tǒng)的階躍響應(yīng)上定不是等幅振蕩。（+）

9、反饋控制系統(tǒng)、是指正反饋。（-）

10、某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為y(t=Kx(t))，K

是一常數(shù)，則稱其為比例環(huán)節(jié)。（+）

11、已知系統(tǒng)頻率特性為，則該系統(tǒng)可表示為。

（-）

12、一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，其頻率特性可表示為。

（+）

13、積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性是一條斜率為的直線。

（+）

14、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，輸出與輸入的相位差是。（-）

15、系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性取決于系統(tǒng)的輸入以及初始條件。

（-）

16、圖中所示的頻率特性是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。

（-）

.17、積分環(huán)節(jié)的幅頻特性,其幅值與頻率成正比關(guān)系。

（—）

18、適合于應(yīng)用傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)可以是線性系統(tǒng)，也可以是非線性系統(tǒng)。（—）

19.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)共軛純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為衰減振蕩（—）

三、填空題

1、系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，就叫做

反饋。

2、有些系統(tǒng)中，將開(kāi)環(huán)與閉環(huán)結(jié)合在一起，這種系統(tǒng)稱為

復(fù)合控制系統(tǒng)

.。

3、我們把輸出量直接或間接地反饋到

輸入端，形成閉環(huán)參與控制的系統(tǒng)，稱作

閉環(huán)控制系統(tǒng)。

4、控制的任務(wù)實(shí)際上就是

形成控制作用的規(guī)律，使不管是否存在擾動(dòng)，均能使

被控制對(duì)象的輸出量滿足給定值的要求。

5、系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)

這樣的系統(tǒng)是

穩(wěn)定

系統(tǒng)。

6、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要元件的特性方程式的性質(zhì)，可以分為

線性控制系統(tǒng)

和非線性控制系統(tǒng)。

7、為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì)

反饋

量進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的結(jié)果反饋到輸入端與輸入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除

偏差

。因此，整個(gè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)閉合回路。我們把輸出量直接或間接地反饋到

輸入

端，形成閉環(huán),參與控制的系統(tǒng)，稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。

8、題圖

由圖中系統(tǒng)可知，輸入量直接經(jīng)過(guò)控制器作用于被控制對(duì)象，當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，沒(méi)有人為干預(yù)，輸出量

不能

按照輸入量所期望的狀態(tài)去工作，圖中系統(tǒng)是一個(gè)

開(kāi)環(huán)

控制系統(tǒng)。

9、如果系統(tǒng)受擾動(dòng)后偏離了原工作狀態(tài)，擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)稱為

穩(wěn)定

系統(tǒng)，否則為

不穩(wěn)定

系統(tǒng)。任何一個(gè)反饋控制系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)必須是

穩(wěn)定的。

10、對(duì)于函數(shù)，它的拉氏變換的表達(dá)式為。

11、單位階躍信號(hào)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)的結(jié)果是

單位脈沖函數(shù)。

12、單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是。

13、單位脈沖函數(shù)的拉普拉斯變換為

A。

14、的拉氏變換為。

15、的原函數(shù)的初值=

0，終值=

1。

16、已知的拉氏變換為，則初值=

1。

17、的拉氏變換為。

18、若，則

F(s+a)。

19、若L[f(t)]=

F(s)，則L[f

(t-b)]=、。

20、描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

21、在初條件為零時(shí)，輸出量的拉氏變換，與

輸入量的拉氏變換

之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。

23、數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)

輸入變量、輸出變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，或者說(shuō)是描述系統(tǒng)內(nèi)部變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

24、如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,方程是

線性的，這種系統(tǒng)叫線性系統(tǒng)。

25、傳遞函數(shù)反映系統(tǒng)本身的瞬態(tài)特性，與本身參數(shù)，結(jié)構(gòu)

有關(guān)，與輸入

無(wú)關(guān)

；不同的物理系統(tǒng)，可以

有相同的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)與初始條件

有關(guān)。

26、慣性

環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是。

27、二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型式為。

28、I型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益為10，系統(tǒng)在單位斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差e(∞)為。

29、時(shí)間響應(yīng)由

瞬態(tài)

響應(yīng)和

穩(wěn)態(tài)

響應(yīng)兩部分組成。

30、為系統(tǒng)的幅頻特性，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值衰減（或放大）的特性。為系統(tǒng)的相頻特性，它描述系統(tǒng)對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，相位遲后或超前的特性。

31、頻率響應(yīng)是

系統(tǒng)在正弦輸入信號(hào)下的響應(yīng)。

32、慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。

33、當(dāng)輸入信號(hào)的角頻率ω在某一范圍內(nèi)改變時(shí)所得到的一系列頻率的響應(yīng)稱為這個(gè)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。

34、控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，可以劃分為瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過(guò)程。瞬態(tài)過(guò)程是指系統(tǒng)從

初始狀態(tài)

到接近最終狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程；穩(wěn)態(tài)過(guò)程是指時(shí)間t趨于

無(wú)窮

時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。

35、若系統(tǒng)輸入為，其穩(wěn)態(tài)輸出相應(yīng)為，則該系統(tǒng)的頻率特性可表示為。

36、2型系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性低頻漸近線斜率為

dB/dec。

37、對(duì)于一階系統(tǒng)，當(dāng)ω由0→∞時(shí)，矢量D(jω)

順時(shí)針

方向旋轉(zhuǎn)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。

四、分析、計(jì)算綜合類型題

1．設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：G（S）=，試求階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)%及

答案：

系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

與二階傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式相比較，可知：=0.25，=0.25，所以，系統(tǒng)為欠阻尼狀態(tài)，則：

=0.484

所以，單位階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)為：

=44.5%

==28s

2．已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：

試：1)．繪出對(duì)數(shù)漸近幅頻特性曲線以及相頻特性曲線；

2)．用對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)判別系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性。

答案：1)．

（1）

該系統(tǒng)是由積分、放大和兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)構(gòu)成的；

（2）

K=20

20lgK=26分貝

（3）

低頻為積分放大環(huán)節(jié)，在，K=26分貝處作

-20dB/10倍頻

線

在處作

-40dB/10倍頻

線，在處作

–60dB/10倍頻

線

2)．判斷穩(wěn)定性

由圖上可知L()>0的部分，對(duì)無(wú)穿越，所以系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。

3.單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求在輸入信號(hào)為作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。

解：系統(tǒng)是Ⅰ型系統(tǒng)

當(dāng)x(t)=5

時(shí)，位置誤差系數(shù)

當(dāng)x(t)=

t

時(shí)，速度誤差系數(shù)

故系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差：

4.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，求輸入信號(hào)為正弦信號(hào)，頻率為f＝1Hz，振幅為Xo＝5，初相為0時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出。

答案：由可以看出G(s)是由放大環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)組成，放大環(huán)節(jié)只影響輸出量的幅值，而慣性環(huán)節(jié)對(duì)輸出量的幅值和相位都有影響。

1）

輸出量的頻率與輸入量的頻率相同

f＝1Hz，所以（rad/s）

2）

輸出量與輸入量的相位差

慣性環(huán)節(jié)的相位（滯后）

3）

輸出量的幅值

4）

穩(wěn)態(tài)輸出

5.已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，計(jì)算系統(tǒng)的阻尼比ζ，無(wú)阻尼振蕩角頻率ωd的及調(diào)節(jié)時(shí)間ts(5%)。

答;系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)相比較得出

ζ=0.25

ωd=2

ts(5%)=6(s)

公式：

1、L[f

(t-a)]=

2、F(t)的拉氏變換F（s）=

3、放大環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)：G（s）=K4、慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)：G（s）=K/（Ts+1）

4、積分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)：G（s）=K/s5、振蕩環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)：

6、