机械控制工程基础练习题考试题及其答案.doc

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1、. .1、简答题 1、控制系统的根本要求。1、简述闭环控制系统的组成。测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件2、非最小相位系统有特点，与最小相位系统的区别是什么？第二题在复平面【s】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在【s】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统3、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果把这段频率围的增益提高到原来的增

2、益直，当然低频段的增益就提高了。4、简述系统超前校正网络的校正原理在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在，故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。5、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益2：在系统的前向通道或主反响通道设置串联积分环节3：采用串级控制抑制回路扰动。6、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用 (1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应

3、速度，但Kp过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定(2)在比例的调节的根底上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停顿(3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。2.控制系统的构造图如以下列图所示，求： a s-R(s)C(s)E(s)（1） 当不存在速度反响时， 试确定单位阶跃输入动态响应过程的，和。1a=0时，所以 ，2确定时的速度反响常数值， 并确定时系统的稳态误差。考虑反响时，所以3.如下列图系统，1判断系统的稳定性；2求静态误差系数，；3当系统输入为，求系统的稳态误差；4假设

4、系统的干扰为，求系统在输入和干扰共同作用下的稳态误差。1有劳斯表，可判定第一列均大于0，所以系统稳定。2344. 系统构造图如以下列图所示，化简系统构造图，求出系统的传递函数C(s)/R(s)。5.化简系统构造框图，并求和。6、求以下列图所示系统的传递函数。7、求以下列图力学模型的传递函数。为输入位移，为输出位移。8、单位反响的最小相位系统，其开环对数幅频特性如以下列图所示，试求1开环传递函数；2计算系统的相位裕度，并判断系统的稳定性；3假设将其对数频率特性曲线向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。华南理工考试题解：1设，由图可知，传递函数为2 近似计算所以，系统稳定。3右移十倍频程，可得

5、，相角裕度不变，截止频率扩大10倍，系统响应速度加快。9、设系统开环传递函数为：，作出系统的开环幅频和相频特性曲线，并判断系统的稳定性。10、设电子心率起搏器系统如以下列图所示：南航考试题其中，模拟心脏的传递函数相当于一纯积分器，试求：（1） 假设对于最正确响应，问起搏器的增益K为多大？（2） 假设期望心速为60次/min,并突然接通起搏器，问1s后实际心速为多大？瞬时最大心速为多大？（3） 10、（4） 1（5） 2，闭环极点，（6） 脉冲响应（7） 阶跃响应（8） ， 最大心率次。11、系统框图如以下列图所示。求：1输出对指令信号的传递函数；2输出对扰动信号的传递函数； 3要消除扰动对系统

6、的影响，应如选取。 、解：1 2 3，可以消除扰动对系统的影响12、根据系统图，及所对应的阶跃响应曲线，确定系统质量M、阻尼系数C和弹簧刚度K的数值。科技考试题12、解：，求得：13、控制系统块图如以下列图所示。中科院考试题（1） 确定是闭环系统稳定的参数KKt的取值围；（2） 假设要求：系统的最大超调量为10%，调整时间为1.5秒5%的误差带，试确定参数K和Kt的值。 13、解：(1)由构造图求闭环传递函数，应用劳斯判据K Kt1 (2)由超调量求，由调节时间求，比照传递函数标准型求得K及Kt。14、南航考试题系统构造如下列图，定义误差。试求：1假设希望a图中，系统所有的特征根位于s平面s=

7、-2的左侧，且阻尼比为0.5，求满足条件的K、T的取值围。 2求a图中系统的单位斜坡输入下的稳态误差。 3为了使稳态误差为零，让斜坡输入先通过一个比例微分环节，如图b中所示，试求出适宜的K0值。14、解：1由劳斯稳定判据求得。2315、设单位负反响系统开环传递函数为。科技考研题求1写出系统开环幅频、相频特性表达式； 2绘制系统开环对数幅频特性渐近线和相频特性；3确定该系统的相位穿越频率，并判断系统的稳定性。16、某单位负反响系统的开环传递函数为，在正弦输入信号作用下，系统的稳态输出为，试确定系统单位阶跃响应的超调量与调整时间。电子科大、解：由开环传递函数Gs得，进而求，17、1一最小相位系统开

8、环的对数幅频特性如以下列图所示。试写出系统开环传递函数G(s)，计算相位裕度和增益裕度。 2假设系统原有的开环传递函数为，而校正后的对数幅频特性正如以下列图，求串联校正装置的传递函数。东北大学17、解：1系统开环传递函数， 增益裕量为2校正前开环传递函数为校正后的开环传递函数为所以，18、设单位负反响系统的开环传递函数为：，要求设计串联无源超前校正网络Gc(S)，使校正后系统满足以下指标：1) 响应时的稳态误差ess=0.05，；2) 相角裕度；3) 截止频率c7.5radS-1。 确定K值，求校正网络传递函数。18、解：由，选取满足设计要求19、以下列图中ABC是未加校正环节前系统的Bode

9、图，GHKL是参加某种串联环节校正后的Bode图。试求：1参加的是哪种校正式，写出该校正环节的传递函数；2证明系统的开环增益是K=100。19、1由于校正后高频增益下降，因此是相位滞后校正，校正装置传递函数为：2这是一个I型系统，其低频段对数幅频特性，当时，所以K=100。20、闭环离散系统如以下列图所示，试求其闭环脉冲传递函数。1、根据控制系统元件的特性，控制系统可分为 B 。A、反响控制系统和前馈控制系统 B、线性控制系统和非线性控制系统C、定值控制系统和随动控制系统 D、连续控制系统和离散控制系统 2、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

10、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响回路，闭环系统有反响回路 D、开环系统不一定有反响回路，闭环系统也不一定有反响回路3、一阶系统的阶跃响应 D 。A、当时间常数T较大时有超调 B、当时间常数T较小时无超调C、输入信号幅度大时有超调 D、无超调 4、某系统的传递函数为，那么该系统的单位脉冲响应函数为 B 。 A、5t B、 C、 D、 5、一系统的传递函数为，那么该系统时间响应的快速性 C 。 A、与K有关 B、与K和T有关 C、与T有关 D、与输入信号大小有关 6、二阶系统的传递函数，当K增大时，其 C 。 A、

11、固有频率增大，阻尼比增大 B、固有频率增大，阻尼比减小 C、固有频率减小，阻尼比减小 D、固有频率减小，阻尼比增大 7、二阶系统的极点分别为，系统增益为5，那么其传递函数为 C 。 A、 B、 C、 D、 8、单位反响开环传递函数为，那么其闭环系统的分别为 C 。 9、非最小相位放大环节的频率特性相位移为 A 。A -B0C90D-9010、0型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为 D A -60dB/dec B -40dB/decC -20dB/dec D0dB/dec11、闭环系统跟轨迹的条数是 D A. n. B. m. C. n-m D.n、m中的大者12、系统的单位脉冲响应为，那么系

12、统的传递函数为 A A、 B、 C、 D、13、设一阶系统的传递函数为，那么该系统时间常数和放大增益为 C A、2 3 B、 C、 D、14、一阶系统的传递函数为，假设系统容误差为2% ，那么系统的调整时间为 B A、8 B、2 C、7 D、3.515、系统开环频率特性的Nyquist图如左图，可判断系统型别是 C A、0型 B、型 C、型 D无法确定16、传递函数的零点和极点及比例系数分别是 D A、零点为0.5，极点为-1、-2，比例系数为1。 B、零点为0.5，极点为-1、-2，比例系数为2。C、零点为-0.5，极点为-1、-2，比例系数为1。 D、零点为-0.5，极点为-1、-2，比例

13、系数为2。17、关于频率特性与传递函数的描述，错误的选项是 D A、都是系统的数学模型 B、都与系统的初始状态无关C、与单位脉冲响应函数存在一定的数学关系 D、与系统的微分程无关18、跟轨迹渐近线的条数为 C A、n B、m C、n-m D、n+m 19、以下系统或过程中，不存在反响的有 C A、抽水马桶 B、电饭煲 C、并联的电灯 D、教学过程20、以下环节中可以作为相位超前环节的是 A A、 B、C、 D、21、系统的相位裕度为，那么 C A、系统稳定 B、系统不稳定 C、当其幅值裕度大于0分贝时系统稳定D、当其幅值裕度小于或等于0分贝时系统不稳定22、 对于传递函数为和的两个系统， A A、系统1的带宽宽，响应速度快 B、系统1的带宽宽，响应速度慢C、系统2的带宽宽，响应速度快 D、系统2的带宽宽，响应速度慢23、系统单位脉冲传递函数为，其单位脉冲响应为为：( A )A、B、C、D、24、假设线性离散系统为三阶系统，其闭环极点投影到平面为，那么系统 C A、稳定 B、不稳定 C、临界稳定 D、稳定与否取决于采样期 . .word.zl.