|
2017年10月高等教育自学考试《机械工程控制基础》试题 课程代码：02240 一、单项选择题 1．控制系统中不属于控制装置的是 A．给定元件 B．校正元件 C．被控对象 D．放大元件 2．二阶系统的极点分别为S1=-5，S2=-3，系统增益为2，则其传递函数为 A． B． C． D． 3．二阶系统阻尼比为0，则系统的单位阶跃响应为 A．发散振荡 B．单调衰减 C．衰减振荡 D．等幅振荡 4．二阶系统当0<<0.7时，如果保持不变而减小，则单位阶跃响应的超调量Mp将 A．增加 B．减小 C．不变 D．不一定 5．瞬态响应的性能指标中，并不单独反映系统响应速度，还体现了系统的相对稳定性的指标是 A．上升时间tr B·调整时间ts C．延迟时间td D．峰值时间tp 6．从线性系统的频率特性来看，相对于输入信号而言，下列说法正确的是 A．输出信号的幅值和相位都没有变化 D．输出信号的幅值增大相位滞后 C．输出信号的幅值和相位都有变化，变化规律取决于系统的结构和参数 D．输出信号的幅值改变但相位不变 7．相频特性∠G(j)=-90°的典型环节是 A．比例环节 B．积分环节 C．微分环节 D．惯性环节 8．下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是 A． B． C． D． 9．系统的传递函数为，则其相位角∠G(j)为 A． B． C． D． 10．衡量一个系统的相对稳定性 A．必须同时使用相位裕量和幅值裕量两个指标 B．仅使用相位裕量 C．仅使用幅值裕量 D．不一定 二、填空题 11．对控制系统的基本要求可归纳为：稳定性、快速性和 。 12．按控制系统中传递信号的性质进行分类，可分为连续系统和 系统。 13．线性系统最重要的特性是可以应用 原理。 14．系统框图中各环节的基本连接方式有 连接、并联连接和反馈连接。 15．系统传递函数与外界输入无关，只与 有关。 16．对于物理可实现系统，传递函数分母中S的阶次n必定 分子中S的阶次m。 17．决定系统稳态误差的因素为系统的类型、开环增益K和 。 18．截止频率b是指系统闭环频率特性的对数幅值下降到其零频率幅值以下 dB时的频率。 19．I型系统对数幅频曲线在低频段是一条斜率为 的直线。 20．一个稳定的闭环系统，若它的开环传递函数在S右半平面的极点数为P，则其开环传递函数的Nyquist曲线必 时针绕(-1，jo)点P圈。 三、简答题 21．什么是闭环控制系统? 22．什么是传递函数? 23．什么是瞬态响应? 24．什么是频率响应? 25．什么是幅值裕量Kg? 四、计算题 26．求如图1所示机械系统传递函数。 27．已知系统的特征方程为2S3+4S2+KS+5=0，试采用劳斯判据确定使系统稳定的K值。 2018年4月高等教育自学考试《机械工程控制基础》试题 课程代码：02240 一、单项选择题 1．开环控制系统与闭环控制系统的主要差别在于 A．输入信号与输出信号的相位差是否为180° B．输入信号与输出信号的相位差是否为0° C. 输出信号是否随输入信号的变化而变化 D．系统中是否采用“反馈，” 2．关于f(t)的拉氏变换F(s)，以下说法错误的是 A．f(t)为原函数，F(s)为象函数 B．f(t)须满足一定的条件，F(s)才存在 C. F(s)的原函数f(t)不一定存在 D．对于F(s)，有时可借助MATLAB软件来求原函数f(t) 3．关于传递函数的特点，以下说法正确的是 A．传递函数的概念同时适用于线性定常系统和非线性系统 B．传递函数与外界输入无关 C．传递函数由系统的输出决定 D．传递函数与系统本身的参数无关 4．系统的传递函数为，则其单位脉冲响应为 A. B. C. D. 5．某机械系统的传递函数为，则系统的静刚度为 A．5 B. C. 7 D. 6．为了减小控制系统的稳态误差，又不影响稳定性和响应的快速性，可以采用的措施是 A．调整控制系统的增益 B．相位滞后一超前校正 C比例反馈校正 D．贝校正器 7．串联相位超前校正对系统性能的改善体现在 A．通过降低系统的响应速度来提高系统的相对稳定性 B．通过降低系统的增益来提高系统的相位裕量 C. 既提高了系统的增益，又提高了系统的相位裕量 D. 既提高了系统的响应速度，又提高了系统的相对稳定性 8．已知f(t)的拉氏变换为，则f(t)的终值为 A. B. C. D. 9．已知系统的传递函数分别为 ， ，则 A．与的单位阶跃响应近似相同 B．与的单位阶跃响应近似相同 C．与的单位阶跃响应近似相同 D．、、三者的单位阶跃响应均近似相同 10．某系统的特征方程为，则系统稳定的充要条件为 A．m<3 B．m>3 C．m<0 D．m>0 二、填空题 11．控制系统按照系统的微分方程进行分类，可分为 和 。 12．的极坐标图(奈奎斯特图)是当从零变化到无穷大时，表示在极坐标上的的 和 的关系图。 13．的象函数为 ；的原函数为 14．某振荡环节的传递函数为，则系统的无阻尼固有频率为 。阻尼比为 。 15．某阻容网络的传递函数为，则系统的增益为 ，时间常数为 。 16. 系统的传递函数为，则系统的零点为 ，系统的放大系数为——。 17．PID校正器的传递函数为，其中消除稳态误差的环节是 ，反映误差信号变化趋势，减少系统调节时间的环节是 。 18．系统的频率特性为，则当时，系统奈奎斯特图起始于——；当时，系统奈奎斯特图以顺时针方向收敛于 。 19．已知二阶系统的传递函数为，则系统的无阻尼自然频率为 。 系统的单位脉冲响应为 。 20．已知系统的开环传递函数为，奈奎斯特图为图1，则系统的 ,系统 （此处填稳定或不稳定） 三、分析并回答下列问题 21，求图2所示系统的传递函数，并分析系统是由哪些典型环节组成的。 22．已知系统的开环传递函数为，判断系统是否为最小相位系统，并求系统的频率特性。 23．已知系统的框图如图3所示，写出系统的开环传递函数，指出系统的型次，计算系统的静态位置误差系数Kp及相应的位置误差。 24.用部分分式法求原函数。 四、计算题 25．已知系统的框图如图4所示，其中，求系统的传递函数 并计算特征方程的根。 26．已知最小相位系统的对数幅频图如图5所示，试求系统的传递函数G(s)。 27．已知系统的开环传递函数为，试计算系统的幅值裕量及相位裕量，并据此判断系统是否稳定。 2018年10月高等教育自学考试《机械工程控制基础》试题 课程代码：02240 一、单项选择题 1．系统的输出量对系统无控制作用，则该控制系统称为 A．开环控制系统 B．闭环控制系统 C．定常系统 D．线性系统 2．函数的拉氏变换式为 A． B． C． D． 3．在图1机械系统的传递函数是 A． B． C． D． 4．上升时间，延迟时间和峰值时间表征了控制系统的灵敏性，即响应的 A．稳定性 B．准确性 C．快速性 D．可靠性 5．频率响应是指控制系统对 A．正弦输入的瞬态响应 B．正弦输入的稳态响应 C．正切输入的稳态响应 D．正切输入的瞬态响应 6．稳定系统的全部特征根si均应在复平面的 A．上半平面 B．下半平面 C．左半平面 D．右半平面 7．采用相位超前校正，相位超前越多，对于被校正系统来说 A．频宽减小 B．相位裕量减小 C．相位裕量不变 D．相位裕量增大 8．正反馈是指反馈回去的信号与原系统的输入信号相位相差 A．0° B．30° C．90° D．180° 9．当典型的二阶系统含有零点时，系统的瞬态响应 A．仅与二阶系统的极点分布有关 B．与二阶系统的极点分布无关 C．不仅与二阶系统的极点分布有关，还与零点的分布有关 D．不仅与二阶系统的极点分布有关，还与零点和极点的相对位置有关 10．某环节传递函数为，则该环节为 A．比例环节 B．惯性环节 C．微分环节 D．积分环节 二、填空题 11．传递函数的定义是对于线性定常系统，在初始条件为零的条件下，系统 的拉氏变换与 的拉氏变换之比。 12．以对数坐标表示的频率特性图又称为 ，它由 图和 图组成。 13．系统的稳态误差与 形式，以及系统的 ，或系统的 有关。 14． 信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 15． 信号的拉氏变换是。 16．设计控制系统基于以下几个要求： 性和 性，以及 性。 17．当阻尼比大于0小于1时，系统称为 系统；当阻尼比=0时，系统称为系统；当阻尼比=1时，系统称为 系统；当阻尼比大于1时，系统称为 系统。 18．系统的频率特性是系统脉冲响应函数g(t)的 变换。 19．判别系统稳定性的方法有 稳定性判据和 判据两种。 三、简答题 20．自动控制理论发展的四个主要阶段是什么? 21．控制系统稳定性的定义是什么? 22．线性系统的主要特征是什么? 23．传递函数的主要特点是什么? 24．在工程上习惯采用频率法进行校正，通常的校正方式是什么? 四、计算题 25．设系统特征方程为，试用劳斯—胡尔维茨稳定性判据判别系统的稳定性。 26．如图2所示，将方框图化简，并求传递函数。 2019年4月高等教育自学考试《机械工程控制基础》试题 课程代码：02240 一、单项选择题 1．关于控制系统，下列说法错误的是 A．开环与闭环系统的主要差别在于是否采用了“反馈” B．闭环系统由于采用了反馈，不会出现振荡 C．当系统的输入量能预先知道，并且不存在任何扰动或扰动不大时，一般采用开 环控制系统 D．恒温控制的空调系统属于闭环系统 2．对于一个实际的非线性系统，不能采用的处理途径是 A．泰勒级数展开 B．忽略干摩擦的影响 C．叠加原理 D．消除机械间隙 3．系统的稳定与否由 决定。 A．极点性质 B．零点性质 C．输入信号 D．输出信号 4．一阶系统的时间常数T表征了系统过渡过程的品质，其值越小，则 A．系统的超调量越小 B．系统的超调量越大 C．系统响应越慢 D．系统响应越快 5．PI控制器的主要作用是 A．减少系统的稳态误差 B．加快系统的调整速度 C．降低了系统的阶数 D．将开环系统变为闭环系统 二、填空题 6．已知某环节的开环传递函数为G(S)=，其幅频特性曲线在伯德图上穿越0dB线的频率为 。 7．伯德图由对数幅频图和 组成。 8．已知f(t)的拉氏变换为，则f(t)的初值为 。 9．已知某系统的单位脉冲响应为g(t)=0.2e-3t，则系统的闭环传递函数G(S)为 。 10．已知某系统的传递函数，其频率特性的相位为 。 11．已知某闭环系统的开环传递函数为，则系统的开环增益为 。 12．已知某闭环控制系统的特征方程为A(S)=(2S+a)(7S+9)，则系统稳定时a值应满足的条件为 ， 13．已知某单位反馈系统的开环传递函数为，系统在阶跃信号输入下的稳态误差为 。 14．设某串联校正装置的传递函数为，则该校正装置属于 校正。 15．已知系统的开环传递函数为，则该系统为 型系统。 三、分析并回答下列问题 16．什么是瞬态响应?什么是稳态响应? 17．某系统的方框图如图1所示，写出系统的传递函数，并分析系统的无阻尼固有频率和阻尼比各为何值。 18．已知系统的传递函数为，求系统在单位阶跃输入下的时域响应f(t)。 19．某反馈控制系统的框图如图2所示，试计算相位裕量。 20．设单位反馈系统的开环传递函数为，试确定系统在单位斜坡输入时的稳态误差ess。 四、计算题 21．图3所示为简化的汽车悬架系统模型，xi为路面不平度输入位移，x0为车身振动的位移输出，求模型的微分方程，并计算传递函数。 22．设某反馈控制系统如图4所示，试用劳斯稳定判据计算使系统稳定的K值范围。 23．最小相位系统的伯德图如图5所示，试求系统的传递函数。 2019年10月高等教育自学考试《机械工程控制基础》试题 课程代码：02240 一、单项选择题 1．当系统已经确定，且输出已知而输入未施加时，要求确定系统的输入(控制)以使输出尽可能满足给定的最佳要求，此类问题称为 A．系统辨识 B．最优控制 C．系统分析 D．自适应控制 2．对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶次n与分子中s的阶次m的关系为 A．n≥m B．n<m C．n≤m D．不相关 3．与系统稳态误差有关的因素，以下描述错误的是 A．系统的类型 B．开环增益 C．输入信号 D．系统的阶次 4．已知象函数，则原函数f(t)为 A． B． C． D． 5．已知原函数，则其拉氏变换式F(s)为 A． B． C． D． 6．电位计如图所示，其传递函数为 A． B． C． D． 7．已知某系统传递函数为，判定以下系统的单位阶跃响应与G(s)的单位阶跃最接近的是 A． B． C． D． 8．系统开环频率特性的低频段决定着闭环系统的稳态精度，一般来说，对同样的输入信号，系统的开环增益 ，开环积分环节个数 ，闭环系统响应的稳态误差越小。 A．越大，越多 B．越小，越多 C越大，越少 D．越小，越少 9．某单位负反馈控制系统的开环传递函数为，则系统为 A．I型系统 B．Ⅱ型系统 C．Ⅲ型系统 D．O型系统 10．以下关于相位滞后校正描述错误的是 A．提高稳定性 B．提高稳态精度 C．提高快速性 D．相当于低通滤波器 二、填空题 11．对控制系统的基本要求一般可规纳为：稳定性、快速性和 。 12．控制系统主要由控制装置和被控对象组成，其中控制装置包含给定元件、 、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件。 13．闭环零点对二阶系统响应的影响表现在：当附加零点越靠近虚轴，其对系统响应的影响越 。 14．线性系统最重要的特性是可以应用 原理，非线性系统则不能。 15．对单输入 单输出线性定常系统，在 的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为系统的传递函数。 16．已知系统的单位脉冲响应为g(t)=0.01e-1，则系统的闭环传递函数G(s)为 。 17．已知系统的传递函数，其相频特性为 。 18．系统特征方程的所有根均在复平面的左半平面是系统稳定的 条件。 19．已知一阶系统的闭环传递函数为，其截止频率 rod／s。 20．单位反馈系统的开环传递函数为，则系统在r(t)=2t+1输入作用下，其稳态误差为 。 三、简答题 21．什么是闭环控制系统? 22．请解释说明建立数学模型的两种方法。 23．什么是线性时变系统。 24．叙述瞬态响应。 25．简述校正。 四、计算题 26．求如图所示质量——弹簧——阻尼系统的传递函数，其中x(t)为输入位移，y(t)为输出位移。 27．如图所示系统，求系统的无阻尼固有频率阻尼比。当有一个单位阶跃输入信号作用于系统时，求最大超调量MP、峰值时间tp和调整时间ts(取误差范围为2％)。 |
|
|
