1、2017 年 4 月全国自考（机械工程控制基础）真题试卷及答案与解析一、单项选择题1 控制系统中一阶系统是指 【 】（A）具有时间常数（B）具有系统增益（C）能用方块图描述（D）能用一阶微分方程描述2 已知 F(s)= ，则 t时的 f(t)值是 【 】（A）0（B） 10（C） （D）13 在同等精度元件组成的开环和闭环系统中，比较其精度 【 】（A）闭环高（B）开环高（C）一样高（D）无法确定4 系统传递函数 G(s)= ，则其幅频特性为 【 】5 控制系统的输出信号对控制作用的影响是 【 】（A）开环闭环都有（B）开环闭环都没有（C）闭环有（D）开环有6 二阶系统的振荡幅值主要取决于 【
2、 】（A）系统阻尼（B）上升时间（C）峰值时间（D）调整时间7 控制系统采用 PID 校正的主要目的是 【 】（A）增加开环增益（B）改善系统型次（C）合理配置零极点（D）增加系统快速性8 当模型为 G(s)= 时，组成系统的环节是 【 】（A）放大环节（B）积分环节（C）惯性环节（D）放大和积分环节9 系统传递函数 G(s)= ，则原函数为 【 】10 随时间推移，系统对干扰信号的响应不断扩大，控制系统一定是 【 】（A）稳定的（B）不稳定的（C）有时稳定（D）无法判断11 图 1 所示网络的传递函数是 【 】12 频率响应的输出频率与输入频率是 【 】（A）不相同（B）相同（C）无法判断（
3、D）有时相同13 控制系统类型的确定是 【 】（A）按照微分环节的个数（B）按照惯性环节的个数（C）按照积分环节的个数（D）按照延迟环节的个数14 下列系统中，最小相位系统是 【 】15 决定线性系统稳定的是 【 】（A）输入信号的类型（B）系统的类型（C）系统本身特征（D）输入信号的强弱二、填空题16 二阶系统产生振荡的大小、持续时间的长短主要与_有关。17 若系统数学模型 F(s)= ，其 f(t)是_。18 反馈控制系统的基本工作原理是_。19 系统从一种稳定状态达到另一种稳定状态所需的时间称为_。20 对控制系统提出的基本要求是_。21 实验法建立系统数学模型的依据是_。22 线性系统
4、总的稳态误差主要来源是_。23 控制系统中延时环节对稳定性的影响是_。24 图 2 所示系统的传递函数是_。25 一阶系统时间常数的大小主要影响系统的什么性能_。三、简答题26 用奈奎斯特稳定性判据判断系统稳定性的充分和必要条件是什么?27 闭环频率特性中，系统的频宽(或称带宽)指什么?其对系统响应的快速性和噪声的滤波性能有什么影响?28 系统相对稳定性的指标有哪些?针对最小相位系统如何由此判断系统的相对稳定性?四、分析计算题29 图 3 所示反馈控制系统中，求输入单位阶跃信号时系统的稳态误差。30 设系统的特征方程为 s 4+4s3+2s2+6s+2=0 试用劳斯判据判断系统的稳定性。201
5、7 年 4 月全国自考（机械工程控制基础）真题试卷答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 能用一阶微分方程描述的系统称为一阶系统。2 【正确答案】 B【试题解析】 根据终值定理可得 =1。3 【正确答案】 A4 【正确答案】 B【试题解析】 根据题意可得传递函数的幅频特性G(j)=5 【正确答案】 C6 【正确答案】 A【试题解析】 二阶系统的振荡幅值主要取决于系统阻尼。7 【正确答案】 C【试题解析】 在系统中加入 PID 校正器的目的就是要使系统的零点和极点分布按性能要求来配置。8 【正确答案】 D9 【正确答案】 A【试题解析】 系统的原函数为 f(t)=L1 G(s)
6、=10 【正确答案】 B11 【正确答案】 A12 【正确答案】 B【试题解析】 频率响应是指系统对正弦输入的稳态响应。当系统输入某一频率的正弦波、经过充分长的时间后，系统的输出响应仍是同频率的正弦波。13 【正确答案】 C【试题解析】 按系统拥有积分环节的个数将系统进行分类：=0，无积分环节，称为 0 型系统；=1，有一个积分环节，称为型系统；=2，有两个积分环节，称为型系统。14 【正确答案】 D15 【正确答案】 C【试题解析】 线性系统是否稳定，是系统本身的一个特征，与系统的输入量或干扰无关。二、填空题16 【正确答案】 与系统本身阻尼的大小有关17 【正确答案】 f(t)=e t +
7、18 【正确答案】 不断检测偏差，并纠正偏差19 【正确答案】 调整时间20 【正确答案】 达到稳定性、快速性、准确性要求21 【正确答案】 根据系统对某些典型输入信号的响应或其他实验数据22 【正确答案】 系统输入信号的误差和扰动信号的误差23 【正确答案】 延时时间越长，系统的稳定性越差24 【正确答案】 25 【正确答案】 系统的快速性三、简答题26 【正确答案】 系统稳定的充要条件是：z=pN=0 。 式中，z 为闭环特征方程在 s 右半平面的特征根数；p 为开环传递函数在 s 右半平面(不包括原点)的极点数，N 为当自变量 s 沿包含虚轴及整个右半平面在内的极大的封闭曲线顺时针转一圈
8、时，开环奈奎斯特图绕(1，j0)点逆时针转的圈数。 27 【正确答案】 系统频宽是指由 0 至 b(系统的截止频率 )的频率范围。 大的频宽，可改善系统的响应速度，使其跟踪或复现输入信号的精度提高，但对高频噪声的过滤性降低。28 【正确答案】 相位裕量 和幅值裕量 Kg。 当 y0时，系统稳定；当 0时，系统不稳定； 越大，系统的相对稳定性越高。 当 Kg0(dB)时，系统稳定；当Kg0(dB)时，系统不稳定。 衡量一个系统的相对稳定性，必须同时用相位裕量和幅值裕量这两个指标。 四、分析计算题29 【正确答案】 由图 3 知，系统的开环传递函数为 因为=0，系统为 0 型系统，系统的开环增益为 K=10，所以系统对阶跃输入的稳态误差为30 【正确答案】 列出劳斯数列 根据劳斯稳定性判据，劳斯数列中第一列元素符号变化两次，说明系统有两个不稳定根存在，故系统不稳定。
