西南交通大学2005-2006机械工程控制基础试题

西南交通大学2005－2006机械工程控制基础试题

课程代码：02240

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填

在题干的括号内。每小题1分，共30分)

1.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( ) A.最优控制 B.系统辩识 C.系统校正 D.自适应控制 2.反馈控制系统是指系统中有( ) A.反馈回路 B.惯性环节 C.积分环节 D.PID调节器 3.( )=

1,(a为常数)。 s?a A. L［e－at］ C. L［e－(t－a)］ 4.L［t2e2t］=( ) A. C.

1(s?2)32(s?2)3

B. L［eat］ D. L［e－(t+a)］ B. D.

1

a(s?a)2s3

5.若F(s)= A. 4 C. 0

4，则Limf(t)=( )

t?02s?1

B. 2 D. ∞

6.已知f(t)=eat,(a为实数)，则L［f(t)dt］=( )

?t0A. C.

a s?a

B. D.

1

a(s?a)1

a(s?a)1 s(s?a)?3?0t?2t?27.f(t)=? A. C.

，则L［f(t)］=( )

1?2se s3 s B.

3?2s3 D. e2s e

ss?0(t)?2x?0(t)?x0(t)?xi(t),它是( ) 8.某系统的微分方程为5?x A.线性系统 B.线性定常系统

C.非线性系统 D.非线性时变系统 9.某环节的传递函数为G(s)=e－2s，它是( ) A.比例环节 B.延时环节 C.惯性环节 D.微分环节

10.图示系统的传递函数为( )

A. B.

1

RCs?1RCs

RCs?1RCs?1 RCs34s?s?1002 C. RCs+1 D.

11.二阶系统的传递函数为G(s)= A. 10 12.一阶系统 A.

K T,其无阻尼固有频率ωn是( ) C. 2.5

D. 25

B. 5

K的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为( ) 1?Ts B. KT C. ?KT2 D.

KT2

13.某系统的传递函数G(s)= A.

1?Kt/T eTK,则其单位阶跃响应函数为( ) Ts?1 B.

K?t/T eT

C. K(1－e－t/T)

D. (1－e－Kt/T)

14.图示系统称为( )型系统。 A. 0 B. Ⅰ C. Ⅱ D. Ⅲ

τ

15.延时环节G(s)=e－s的相频特性∠G(jω)等于( ) A. τω B. –τω C.９０° D.１８０° 16.对数幅频特性的渐近线如图所示， 它对应的传递函数G(s)为( ) A. 1+Ts C.

1 Ts

B.

1 1?TsD. (1+Ts)2

17.图示对应的环节为( ) A. Ts B.

1 1?Ts1 Ts C. 1+Ts D.

18.设系统的特征方程为D(s)=s3+14s2+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为( ) A. τ>0 B. 0<τ<14 C. τ>14 D. τ<0 19.典型二阶振荡环节的峰值时间与( )有关。 A.增益 B.误差带 C.增益和阻尼比 D.阻尼比和无阻尼固有频率

20.若系统的Bode图在ω=5处出现 转折(如图所示)，这说明系统中有 ( )环节。 A. 5s+1 B. (5s+1)2 C. 0.2s+1

D.

1(0.2s?1)2

21.某系统的传递函数为G(s)=

(s?7)(s?2),其零、极点是( )

(4s?1)(s?3) A.零点s=－0.25,s=3;极点s=－7,s=2 C.零点s=－7,s=2;极点s=－1,s=3 22.一系统的开环传递函数为 A. 0.4，Ⅰ

B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3 D.零点s=－7,s=2;极点s=－0.25,s=3

3(s?2),则系统的开环增益和型次依次为( )

s(2s?3)(s?5)B. 0.4，Ⅱ C. 3，Ⅰ D. 3，Ⅱ

23.已知系统的传递函数G(s)= A.

Ke?? 1?T?K21?T?22Ke?ts，其幅频特性｜G(jω)｜应为( ) 1?Ts B.

Ke??? 1?T?K1?T?22 C.

e???

D.

24.二阶系统的阻尼比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

25.设ωc为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc)为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为( )

A. 180°－φ(ωc) B. φ(ωc) C. 180°+φ(ωc) D. 90°+φ(ωc) 26.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=态误差为( ) A.

10 44，则系统在r(t)=2t输入作用下，其稳s(s?5) B.

5 4

1 C.

4 5 D. 0

27.二阶系统的传递函数为G(s)=

s2?2??ns??2n,在0＜ζ＜

2时，其无阻尼固有频率ωn2与谐振频率ωr的关系为( ) A. ωn<ωr B. ωn=ωr C. ωn>ωr D. 两者无关 28.串联相位滞后校正通常用于( ) A.提高系统的快速性 B.提高系统的稳态精度 C.减少系统的阻尼 D.减少系统的固有频率

29.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc=4处提供最大相位超前角的是( )

A.

4s?1 s?1 B.

s?1 4s?1 C.

01.s?1

0.625s?1 D.

0.625s?1

01.s?130.从某系统的Bode图上，已知其剪切频率ωc≈40，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稳态误差减至最小的是( ) A.

0.004s?1

0.04s?1 B.

0.4s?1 4s?1 C.

4s?1 10s?1 D.

4s?1 0.4s?1二、填空题(每小题2分，共10分)

1.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、_______和_______有关。 2.一个单位反馈系统的前向传递函数为

Ks3?5s2?4s，则该闭环系统的特征方程为_______开

环增益为_______。

3.二阶系统在阶跃信号作用下，其调整时间ts与阻尼比、_______和_______有关。 4.极坐标图(Nyquist图)与对数坐标图(Bode图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode图上的_______；极坐标图上的负实轴对应于Bode图上的_______。 5.系统传递函数只与_______有关，与______无关。 三、简答题(共16分) 1.(4分)已知系统的传递函数为

2s2?4s?3，求系统的脉冲响应表达式。

K，试问该系统为几型系统?系统的单位

s(7s?1)2.(4分)已知单位反馈系统的开环传递函数为

阶跃响应稳态值为多少?

3.(4分)已知二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应如下，如果将阻尼比ζ增大(但不超过1)，请用文字和图形定性说明其单位阶跃响应的变化。

4.(4分)已知各系统的零点(o)、极点(x)分布分别如图所示，请问各个系统是否有非主导极点，若有请在图上标出。

四、计算题(本大题共6小题，共44分) 1.(7分)用极坐标表示系统示，其余定性画出)。

14s2?2s?1的频率特性(要求在ω→∞、ω=0、ω=ωn等点准确表

2.(7分)求如下系统R(s)对C(s)的传递函数，并在图上标出反馈通道、顺馈通道。

3.(6分)已知系统的调节器为

G0(s)?(T3s?1)(T4s?1),T3、T4?0

s问是否可以称其为PID调节器，请说明理由。

4.(8分)求如图所示机械网络的传递函数，其中X为输入位移，Y为输出位移。

5.(10分)已知单位反馈闭环系统的开环传递函数为

4，请绘出频率特性对数

s(01.s?1)(0.01s?1)坐标图(Bode图)，并据图评价系统的稳定性、动态性能和静态性能(要说明理由)。

6.(6分)请写出超前校正装置的传递函数，如果将它用于串联校正，可以改善系统什么性能?

机械工程控制基础试题参考答案

课程代码：02240

一、单项选择题(每小题1分，共30分)

1.B 2.A 3.A 4.B 5.B 6.C 7.C 8.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B 15.B 16.D 17.C 18.B 19.D 20.D 21.D 22.A 23.D 24.C 25.C 26.A 27.C 28.B 29.D 30.B 二、填空题(每小题2分，共10分)

1.型次 输入信号

2.s3+5s2+4s+K=0，

K 43.误差带 无阻尼固有频率 4.0分贝线 －180°线 5.本身参数和结构 输入 三、简答题(共16分)

21?11.2 ??s?1s?3s?4s?3

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