湖北文理学院11-12学年度下学期《机械工程控制基础》参考答案.doc

卷号：（A） 　　　（2012年12月）　机密
理工学院12-13学年度上学期考试试卷
《机械工程控制基础》参考答案
考试范围
全部章节
命题人
舒杰
院系
机械系
考试形式
闭卷
课程类别
必修
学 期
20112
专业
机械1011

大题号
一
二
三
四

班级

满 分
30
10
16
44

学号

得 分

姓名

阅卷人

总分

一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）
【A】1．开环系统与闭环系统最本质的区别是
A．开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统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馈回路，闭环系统有反馈回路
D．开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路
0，0≤t＜5
【B】2．若f(t)= 其L[f(t)]=
1，t≥5
A． B. C． D.
【C】3．已知f（t）=0.5t+1，其L[f(t)]=
A． B． C． D．
【D】4. 下列函数既可用初值定理求其初始值又可用终值定理求其终值的为
A． B． C． D．
【B】5. 若，则L[f(t)]=
A． B． C． D．
【C】6. 线性系统与非线性系统的根本区别在于
A．线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数
B．线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入
C．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D．线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少
【B】7. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数
A． B． C． D．2s
【D】8. 二阶系统的极点分别为S1=-0.5，S2=-4，系统增益为5，则其传递函数为
A． B．
C． D．
【A】9. 某系统的传递函数为G（s）=，则该系统的单位脉冲响应函数为
A． B． 5t C． D．
【C】10. 二阶欠阻尼系统的上升时间定义为
A．单位阶跃响应达到稳态值所需的时间
B．单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间
C．单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值所需的时间
D．单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间
【A】11. 系统类型、开环增益K对系统稳态误差的影响为
A．系统型次越高，开环增益K越大，系统稳态误差越小
B．系统型次越低，开环增益K越大，系统稳态误差越小
C．系统型次越高，开环增益K越小，系统稳态误差越小
D．系统型次越低，开环增益K越小，系统稳态误差越小
【C】12.一阶系统的传递函数为G(s)=，则该系统时间响应的快速性
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
【C】13.一闭环系统的开环传递函数为G(s)=，则该系统为
A．0型系统，开环增益为8 B．I型系统，开环增益为8
C．I型系统，开环增益为4 D．0型系统，开环增益为4
【B】14.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的
A．单位脉冲函数 B．单位阶跃函数 C．单位正弦函数 D．单位斜坡函数
【D】15.二阶系统的传递函数为G(s)=，当K增大时，其
A．无阻尼自然频率增大，阻尼比增大 B．无阻尼自然频率增大，阻尼比减小 C．无阻尼自然频率减小，阻尼比减小 D．无阻尼自然频率减小，阻尼比增大
【B】16.所谓最小相位系统是指
A．系统传递函数的极点均在S平面左半平面
B．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面
C．系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面
D．系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左右半平面
【A】17.一系统的传递函数为G(s)=，则其截止频率为
A．2 rad/s B．0.5 rad/s C．5 rad/s D．10 rad/s
【B】18.一系统的传递函数为G(s)=，则其相位角可表达为
A． B． C． D．
【A】19.一阶系统的传递函数为G(s)=，当输入r(t)=2sin2t时，其稳态输出的幅值为
A． B． C．2 D．4
【D】20.延时环节（>0），其相频特性和幅频特性的变化规律为
A．，dB B．， dB
C．， dB D．， dB
【A】21.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，当K增大时，对系统性能的影响是
A．稳定性降低 B．频宽降低 C．阶跃输入误差增大 D．阶跃输入误差减小
【A】22.一单位反馈系统的开环Bode图已知，其幅频特性低频段是一条斜率为-20dB/dec的渐进直线，且延长线与0dB线交点频率为=5，则当输入为r(t)=0.5t时，其稳态误差为
A．0.1 B．0.2 C．0 D．0.5
【B】23.利用乃奎斯特稳定性判断系统的稳定性时，Z=P- N的Z表示意义为
A．开环传递函数零点在S左半平面的个数 B．开环传递函数零点在S右半平面的个数 C．闭环传递函数极点在S右半平面的个数 D．闭环特征方程的根在S右半平面的个数
【B】24.关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是
A．劳斯—胡尔维茨判据属于代数判据，是用来判断开环系统稳定性的 B．乃奎斯特判据属于几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的
C．乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的
D．以上叙述均不正确
【D】25.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是
A．截止频率 B．谐振频率与谐振峰值
C．频带宽度 D．相位裕量与幅值裕量Kg
【A】26.一单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=，则该系统稳定的K值范围为
A．K>0 B．K>1 C．0<K<10 D．K>-1
【A】27.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的为
A．开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性B．中频段表征了闭环系统的动态特性 C．高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求
【D】28.以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为
A．上升时间tr B．调整时间ts C．幅值穿越频率 D．相位穿越频率
【D】29.当系统采用串联校正时，校正环节为，则该校正环节对系统性能的影响为
A．增大开环幅值穿越频率 B．增大稳态误差
C．减小稳态误差 D．稳态误差不变，响应速度降低
【A】30.串联校正环节，关于A与B之间关系的正确描述为
A．若Gc(S)为超前校正环节，则A>B>0 B．若Gc(S)为滞后校正环节，则A>B>0
C．若Gc(S)为超前—滞后校正环节，则A≠B D．若Gc(S)为PID校正环节，则A=0,B>0
二、填空题（每小题2分，共10分）
31.传递函数的定义是对于线性定常系统，在_零初始_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。
32.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从_不稳定_状态到_稳定_状态的响应过程。
33.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为__负的实部_，即系统的特征根必须全部在_s平面的左面__是系统稳定的充要条件。
34、I型系统G(s)=在单位阶跃输入下，稳态误差为_0_，在单位加速度输入下，稳态误差为_无穷大_。
35.频率响应是系统对___________的稳态响应，频率特性包括________________两种特性。

三、简答题（每小题4分，共16分）
36、二阶系统的传递函数为，试在左图中标出系统的特征根在S平面上的位置，在右图中标出单位阶跃响应曲线。

37、时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？

38、简述相位裕量的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。

39、简述串联相位超前校正的特点。

四、计算题（每小题11分，共44分）
40、机械系统如图所示，其中外力f(t)为系统的输入，位移X(t)为系统输出，m为小车质量，k为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（忽略小车与地面的摩擦）

41、已知系统结构如图，试求传递函数及。

42、为使具有特征方程的系统稳定，求的取值。

43、已知某串联校正装置的传递函数为，试求其最大的幅频特性衰减分贝值（将其表示成的函数）。