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全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷
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,并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分,共30分)
1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( )
A.系统已定,输入不确定,求系统的输出
B.系统已定,输入已知,求系统的输出(响应)
C.系统已定,
系统的输入
D.系统不定,输入已知,求出系统的输出(响应)
2.f(t)如图所示 则L[f(t)]为( )
A.
e-2t B.
e-2s C.
e-2s D.
e-ts
3.已知F(s)=
,则L-1[F(s)]为( )
4.已知F(s)=L[f(t)],若F(s)=
,则f(t)|t
=?( )
A.
B.1 C.
D.0
5.下列系统中为线性系统的微分模型为:( )
A.
B.
C.
D.
6.对于定常控制系统来说,( )
A.
达系统的微分方程各项系数不随时间改变
B.微分方程的各阶微分项的幂为1
C.不能用微分方程表示
D.系统总是稳定的
7.系统方框图如图所示,则系统的闭环传递函数为( )
A.
B.
C. 1+G(S)·H(S) D.
8.二阶系统的传递函数为
,则系统增益为( )
A.10 B.0.5 C.4 D.5
9.若系统的单位脉冲响应为e-2t+2e-t,则系统的传递函数为:( )
A.
B.
C.
D.
10.某系统的传递函数为
系统的零极点为( )
A.极点s1=-1, s2=-2,零点s3=5
B.极点s1=1, s2=2
C.极点s1=-1, s2=-2
D.极点s1=1, s2=2,零点s3=-5
11.下列信号中,哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标( )
A.单位阶跃 B.单位脉冲 C.单位斜坡 D.单位正弦
12.系统如图 ,其稳态误差定义为( )
A.ess=
SG(S) B.ess=
te(t)
C.ess=
e(t) D.ess=
e(t)
13.某系统传函数为G(s)=
,则转角频率为( )
A.
B.τ C.k/τ D.kτ
14.控制系统中( )
A.系统型次越高,增益K越大,系统稳定误差越大
B.系统型次越高,增益K越大,系统稳定误差越小
C.系统阶次越高,增益K越大,系统稳定误差越小
D.系统阶次越高,稳态误差越大
15.在
控制系统时,稳定性判断( )
A.不必判断 B.绝对必要 C.有时是必要的 D.根据系统而定
16.系统的正弦响应是指( )
A.不论输入为何种信号,输出都为正弦时的情况
B.对系统输入一系列不同频率正弦信号时,输出的响应变化情况
C.对系统输入一个固定的频率正弦信号时,输出的响应变化情况
D.对系统输入一系列幅值不同的正弦信号时,输出的响应变化情况
17.劳斯判据应用于控制系统稳定性判断时是针对( )
A.闭环系统的传递函数 B.开环系统的传递函数
C.闭环系统中的开环传递函数的特征方程 D.闭环系统的特征方程
18.为了增加系统的稳定性裕量,可以( )
A.减小系统的增益 B.增大系统的增益
C.减小输入信号 D.使用开环系统
19.所谓校正(又称补偿)是指( )
A.加入PID校正器 B.在系统中增加新的环节或改变某些参数
C.使系统稳定 D.使用劳斯判据
20.二阶振荡环节G(s)=
的幅频特性( )
A.ζ越大,谐振峰越高 B.ζ越小,谐振峰越高
C.ωn越小,谐振峰越高 D.ωn越大,谐振峰越高
二、填空题(每空0.5分,共10分)
21.闭环系统是指系统的________对系统有控制作用,或者说,系统中存在________的回路。
22.设计控制系统基于以下几个要求:________性、________性、________性和________性。
23.传递函数通过________与________之间信息的传递关系,来描述系统本身的动态特征。
24.系统在外加激励作用下,其________随________变化的函数关系称为系统的时间响应。
25.频率响应是系统对________输入的________。
26.若系统传递函数G(S)的所有________均在S平面的________,则系统称为最小相位系统。
27.一个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________或________。也即稳定系统的全部根Si均应在复平面的________。
28.PID校正器是能够实现P________,I 和D________控制作用的校正器。
三、简答题(每小题5分,共20分)
29.(5分)什么是反馈(包括正反馈和负反馈)?什么是闭环控制系统?
30.(5分)单位反馈系统的前向通道传递函数为Gk(s)=
,a、b、c为大于0的常数。
(1)试写出静态误差系数Kp、Kv和Ka。
(2)当系统输入为单位斜坡函数时,系统有无稳态误差,若有为何值?
31.(5分)简述系统相对稳定性的概念?何为相位裕量?(画图说明)
32.(5分)串联相位超前校正时瞬态响应作了何种改善?简述原理。
四、
(共40分)
33.(6分)某系统方框图如下,求使系统稳定的f值范围。
34.(6分)写出图示系统的传递函数,并写出系统的ωn和ζ。
35.(6分)化简下列方框图,并写出传递函数。
36.(6分)某系统如图
试求该系统的峰值时间、最大超调量(单位阶跃输入)
37.(8分)设单位反馈系统的开环传递函数G(s)=
试求闭环的Mr,ωr 和ωd
38.(8分)已知系统开环传递函数为G(s)=
(1)试画出传递函数对应的渐近线幅频特性曲线;
(2)试画出相应的近似相频特性曲线;
(3)系统是否稳定,为什么?
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全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷
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