《機械工程控制基礎(chǔ)期末考試試卷》

《機械工程控制基礎(chǔ)期末考試試卷》

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.系統(tǒng)對單位斜坡函數(shù)輸入R(s)=1/s2的穩(wěn)態(tài)誤差為（）A.0B.無窮大C.常數(shù)答案：C2.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)是（）A.RCB.1/(RC)C.R/C答案：A3.控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=5/s(s+2)，則其開環(huán)增益為（）A.5B.2.5C.1答案：B4.二階欠阻尼系統(tǒng)的阻尼比范圍是（）A.ζ=0B.0<ζ<1C.ζ>1答案：B5.若系統(tǒng)的輸入為單位脈沖函數(shù)，系統(tǒng)輸出的拉氏變換就是系統(tǒng)的（）A.傳遞函數(shù)B.頻率特性C.脈沖響應(yīng)答案：A6.單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=1/s(s+1)，其閉環(huán)特征方程是（）A.s2+s+1=0B.s2+s=0C.s+1=0答案：A7.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（）A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)B.輸入信號C.輸出信號答案：A8.某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+5)，則其極點為（）A.s=5B.s=-5C.s=10答案：B9.線性系統(tǒng)的重要性質(zhì)是（）A.疊加性B.非線性C.時變性答案：A10.相位裕度γ>0時，系統(tǒng)（）A.不穩(wěn)定B.穩(wěn)定C.臨界穩(wěn)定答案：B二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.控制系統(tǒng)按輸入信號的特征可分為（）A.恒值控制系統(tǒng)B.隨動控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)答案：ABC2.以下屬于系統(tǒng)數(shù)學模型的有（）A.微分方程B.傳遞函數(shù)C.狀態(tài)空間表達式答案：ABC3.二階系統(tǒng)的性能指標主要有（）A.上升時間B.峰值時間C.超調(diào)量答案：ABC4.控制系統(tǒng)的基本要求有（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準確性答案：ABC5.系統(tǒng)的頻率特性包括（）A.幅頻特性B.相頻特性C.傳遞特性答案：AB6.根軌跡的繪制法則涉及（）A.起點和終點B.實軸上的根軌跡C.漸近線答案：ABC7.以下能改善系統(tǒng)性能的校正裝置有（）A.超前校正B.滯后校正C.滯后-超前校正答案：ABC8.線性系統(tǒng)的特點有（）A.齊次性B.疊加性C.時不變性答案：AB9.判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有（）A.勞斯判據(jù)B.奈奎斯特判據(jù)C.根軌跡法答案：ABC10.系統(tǒng)的響應(yīng)包括（）A.零輸入響應(yīng)B.零狀態(tài)響應(yīng)C.全響應(yīng)答案：ABC三、判斷題（每題2分，共10題）1.傳遞函數(shù)的分母多項式的次數(shù)一定大于等于分子多項式的次數(shù)。（）答案：對2.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。（）答案：錯3.單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的拉氏變換就是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（）答案：對4.二階系統(tǒng)的阻尼比越大，超調(diào)量越大。（）答案：錯5.控制系統(tǒng)的開環(huán)增益越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高。（）答案：對6.頻率特性是線性系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的復(fù)數(shù)比。（）答案：對7.根軌跡是系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的某一參數(shù)從零變到無窮時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上移動的軌跡。（）答案：對8.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是其閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根都具有負實部。（）答案：對9.超前校正裝置可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定裕度。（）答案：對10.線性定常系統(tǒng)的輸出信號的拉氏變換等于輸入信號的拉氏變換與系統(tǒng)傳遞函數(shù)之積。（）答案：對四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述傳遞函數(shù)的定義。答：對于線性定常系統(tǒng)，在初始條件為零的情況下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比，稱為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ對系統(tǒng)性能有何影響？答：ζ=0時，系統(tǒng)等幅振蕩；0<ζ<1時，系統(tǒng)欠阻尼，有超調(diào)；ζ=1時，系統(tǒng)臨界阻尼；ζ>1時，系統(tǒng)過阻尼，響應(yīng)無超調(diào)但速度慢。3.簡述勞斯判據(jù)的基本原理。答：通過構(gòu)造勞斯表，根據(jù)勞斯表第一列元素的符號來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若第一列元素全為正，則系統(tǒng)穩(wěn)定；若有負數(shù)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，負數(shù)個數(shù)等于特征方程正實部根的個數(shù)。4.什么是系統(tǒng)的頻率特性？答：系統(tǒng)的頻率特性是線性系統(tǒng)在正弦信號輸入時，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的復(fù)數(shù)比。它包括幅頻特性（輸出與輸入幅值比隨頻率變化關(guān)系）和相頻特性（輸出與輸入相位差隨頻率變化關(guān)系）。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論控制系統(tǒng)中穩(wěn)定性的重要性及影響穩(wěn)定性的因素。答：穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)正常工作的首要條件。不穩(wěn)定系統(tǒng)無法實現(xiàn)預(yù)期功能。影響因素有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，如開環(huán)增益、阻尼比等；外界干擾，干擾過大可能破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，設(shè)計時要合理選取參數(shù)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)提高穩(wěn)定性。2.比較超前校正和滯后校正對系統(tǒng)性能的不同影響。答：超前校正提高系統(tǒng)響應(yīng)速度、增加穩(wěn)定裕度、改善動態(tài)性能，但高頻抗干擾能力下降。滯后校正主要改善穩(wěn)態(tài)性能，提高穩(wěn)態(tài)精度，降低系統(tǒng)增益，減慢響應(yīng)速度，能抑制高頻噪聲。3.如何根據(jù)系統(tǒng)的性能要求選擇合適的校正方式？答：若要求快速響應(yīng)、增加穩(wěn)定裕度，可選超前校正；若要提高穩(wěn)態(tài)精度，對響應(yīng)速度要求不高，可選滯后校正；若既要快速響應(yīng)又要高穩(wěn)態(tài)精度，可選滯后