1、全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 1 及答案与解析一、单项选择题1 系统的单位脉冲响应函数为 g(t)=3e02t ，则系统的传递函数为 【 】2 一阶系统的传递函数为 G(s)= ，则其单位阶跃响应曲线在 t=0 时的切线斜率为 【 】（A）1（B） 12（C） 2（D）723 以下二阶欠阻尼系统性能指标中，只与其阻尼比有关的是 【 】（A）上升时间（B）峰值时间（C）调整时间（D）最大超调量4 闭环主导极点的特点是 【 】（A）距离实轴很远（B）距离实轴很近（C）距离虚轴很远（D）距离虚轴很近5 开环传递函数 G(s)H(s)= 为【 】系统。（A）0 型（B） 型（C） 型（D）相对
2、稳定6 下列因素中，与系统稳态误差无关的是 【 】（A）系统的类型（B）开环增益（C）输入信号（D）开环传递函数中的时间常数7 系统对单位斜坡函数输入 R(s)= 的稳态误差称为 【 】（A）位置误差（B）速度误差（C）加速度误差（D）系统误差8 单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= ，则在单位斜坡输入下的稳态误差为 【 】（A）500（B） 1500（C） 100（D）0039 一系统在扰动作用下的误差函数为 EN(s)= ，则系统由扰动引起的稳态误差 essN 等于 【 】（A）（B） 0（C）（D）10 要想减小二阶欠阻尼系统的调整时间 ts，可以采取的措施是 【 】（A） n 不变
3、，增大 （B） 不变，减小 n（C） n 减小，增大 （D） 减小，增大 n二、填空题11 负反馈指反馈回去的信号与原系统的输入信号相位相差_。12 单位脉冲函数的拉氏变换为_。13 在系统的输出表达式中，与初始条件有关的部分称为系统的补函数，与_有关的部分称为系统的特解函数。14 传递函数的量纲是根据_来决定的。15 在系统中凡有储存或积累特点的元件，都有_环节的特性。16 在时域分析法中，常采用的典型输入信号有_、阶跃函数、斜坡函数和加速度函数等。17 已知典型二阶系统的阻尼比为 =05，则系统的单位阶跃响应呈现为_。18 二阶微分环节与振荡环节的对数幅频曲线对称于_。19 对最小相位系统
4、而言，若系统是稳定的，则相位裕量 和幅值裕量 Kg 都应该_。20 按校正环节在原系统中并联的方式，并联校正又可分为反馈校正、_和前馈校正。三、简答题21 机械系统的动刚度和动柔度如何表示?22 简述频域特性的特点。23 试述绘制系统伯德图的一般方法和步骤。24 设某系统的开环传递函数为 G(s)= ，试计算开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。25 为什么要采用反馈控制?四、分析计算题26 已知系统框图如图所示，试求此闭环系统的传递函数 。27 已知单位负反馈系统的闭环传递函数 F(s)= ，试求系统的相位裕量 。28 试判断下列传递函数的系统是否稳定。其中 G(s)为系统的前向通道传递函数
5、，H(s)为系统的反馈通道传递函数。全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 1 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 A【试题解析】 由题知系统的传递函数为 G(s)=Lg(t)=L3e02t = 。2 【正确答案】 C【试题解析】 一阶系统 的单位阶跃响应在 t=0 时响应由线的切线斜率为1T。因 G(s)= ，显示 T= ，则切线斜率为 1T=2。3 【正确答案】 D4 【正确答案】 D【试题解析】 一般来说，所谓闭环主导极点是指在系统的所有闭环极点中，距离虚轴最近且周围没有闭环零点的极点，而所有其他极点都远离虚轴。5 【正确答案】 B【试题解析】 题中的函数可写成如下形式：G(s)H(
6、s)= ，可知=1，则系统有 1 个积分环节，故为型系统。6 【正确答案】 D【试题解析】 由系统的稳态误差表迭式 ess= 可知，与系统稳态误差有关的因素为系统的类型 、开环增益 K 和输入信号 r(t)，而与系统的时间常数T1， ，T p，T a，T m 无关。7 【正确答案】 B8 【正确答案】 D【试题解析】 根据各种类型系统对 3 种输入信号的稳态误差的表格计算稳态误差时，要注意传递函数的系统类型，故必须把开环函数化成标准式来求。把题目中的传递函数标准化得，G(s)= 则系统增益K= ，且此系统为型系统，故由表得稳态误差为 ess=1K=003。9 【正确答案】 C【试题解析】 由题
7、知，e ssN=10 【正确答案】 A【试题解析】 调整时间 ts 的计算公式为 ts= ，则当 =5 时，t s= ；当=2 时，t s= 。故增加 n、 都可以减小调整时间 ts。二、填空题11 【正确答案】 18012 【正确答案】 113 【正确答案】 输入14 【正确答案】 输入量和输出量15 【正确答案】 积分16 【正确答案】 脉冲函数17 【正确答案】 衰减的振荡18 【正确答案】 零分贝线19 【正确答案】 大于零20 【正确答案】 顺馈校正三、简答题21 【正确答案】 若机械系统的输入为力，输出为位移(变形)，则机械系统的频率特性 G(j)表示的就是机械系统的动柔度 (j)
8、，也是机械系统的动刚度 K(j)的倒数，即 G(j)=(j)= 。22 【正确答案】 (1)与时域分析相比，频率特性分析是通过不同谐波输入时系统的稳态响应来表示系统的动态特性。(2)系统的频率特性是系统脉冲响应函数的傅氏变换。(3)在经典控制理论范畴，频域分析法比时域分析法简单。(4)对于高阶系统，应用频域分析法比较简单。23 【正确答案】 绘制系统伯德图的方法和步骤如下： (1)由传递函数 G(s)求出频率特性 G(j)，并将 G(j)化为若干典型环节频率特性相乘的形式。 (2)求出各典型环节的转角频率 T， n、阻尼比 等参数。 (3)分别画出各典型环节的幅频曲线的渐近线和相频曲线。 (4
9、)将各环节的对数幅频曲线的渐近线进行叠加，得到系统幅频曲线的渐近线，并对其进行修正。 (5)将各环节的相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。24 【正确答案】 将 G(s)化成标准形式为当 =0 时， G(j)=02， G(j)=0，故 G(j)极坐标图的起点为 (02，j0)；当 时， G(j)=0， G(j)=180 ，故 G(j)极坐标图的终点为 (0，j0)。25 【正确答案】 采用反馈控制的主要原因是由于加入反馈可使系统响应不易受外部干扰和内部参数变化的影响，从而保证系统性能的稳定和可靠。四、分析计算题26 【正确答案】 先将原系统框图简化得图(a) 进一步简化得图(b) 故此闭环系统的传递函数为27 【正确答案】 由题知，系统的开环传递函数为故 =180+( c)=180arctan c=18060=12028 【正确答案】 (1)系统的闭环传递函数为 则其特征方程为 s3+4s2+5s+10=0 且此特征方程各系数均大于 0，内积大于外积，即“45110”，故该系统稳定。(2) 系统的闭环传递函数为，则其特征方程为 2s3+s23s+10=0 且此特征方程有一系数为小于 0，即30，故该系统不稳定。
