1、全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 7 及答案与解析一、单项选择题1 在开环控制系统中，其基本工作原理是 【 】（A）不断地检测偏差并纠正偏差（B）不断地检测输入信号并纠正之（C）不断地检测输出信号并纠正之（D）不需检测和纠正信号2 有一复变函数 G(s)=s2+2，当 s=+j 时，其实部为 【 】（A） 2 2+2（B） （C） 2+2+2（D）23 设 0f(t)est dt=F(s)，则 00tf()dest dt= 【 】4 系统的传递函数为 G(s)= ，则系统的阻尼比为 【 】（A）01（B） 10（C） 032（D）0165 一闭环系统的开环传递函数为 G(s)= ，则该系统
2、为 【 】（A）0 型系统，开环增益为 8（B） 型系统，开环增益为 8（C） 型系统，开环增益为 16（D）0 型系统，开环增益为 166 下面关于系统稳态误差的说法中，正确的是 【 】（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7 一系统的传递函数为 G(s)= ，当输入 r(t)=2sin4t 时，则其稳态输出的幅值为 【 】（A）（B）（C） 2（D）48 若最小相位系统的伯德图在 =5 处出现转折(
3、如图所示)，这说明系统中有【 】环节。9 串联校正环节的传递函数为 Gc(s)= ，则它属于 【 】（A）增益调整（B）相位超前校正（C）相位滞后校正（D）相位滞后-超前校正10 下列关于反馈校正的说法中，错误的是 【 】（A）可以改变系统的型次（B）可以改变系统的时间常数（C）可以增大系统的阻尼比（D）对系统的结构和参数不产生影响二、填空题11 某闭环控制系统中，如果反馈回去的信号(或作用)与原系统的输入信号(或作用)的方向相反(或相位相差 180)，则称为_。12 若函数 f(t)的拉氏变换为 F(s)= ，则 f(0+)=_。13 根据系统对某些典型输入信号的响应或其他实验数据建立数学模
4、型，这种用实验数据建立数学模型的方法也称为_。14 在时域中用线性常微分方程描述系统的动态特性；在复数域或频域中，用_来描述系统的动态特性。15 当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为_。16 系统的传递函数为 G(s)= ，则系统的增益为_。17 已知系统的传递函数为 G(s)= ，则系统的幅频特性为_。18 一阶系统的截止频率 b 等于系统的转角频率 T，即等于系统时间常数的_。19 在开环奈奎斯特图上，从原点到奈奎斯特图与单位圆的交点连一条直线，该直线与负实轴的夹角，称为_。20 既能提高系统的响应速度，又能保证系统的其他特性不变坏的校正是_。三、简答题21 仟么是数学模型?22 简述典
5、型二阶系统(当 01，=0 ，1 时)在单位阶跃输入信号作用下的输出响应特性。23 已知系统开环传递函数 G(s)= ，其中 K 为开环增益，T 为时间常数。试问当 r(t)=t 时，要减小系统稳态误差 ess 应调整哪个参数，为什么?24 系统的频域性能指标有哪些?25 已知系统的控制器为 Gc(s)= ，其中 T1、T 20，问是否可以称其为 PID 控制器，请说明理由。四、分析计算题26 系统如图所示，G(s)= ，且输入信号为 r(t)=1，试求：(1)系统的阻尼比 和无阻尼自然频率 n；(2)超调量 Mp 和调节时间 ts(=5)。27 设具有单位反馈的某一阀控油缸的位置伺服系统的开
6、环传递函数为分别求控制信号 r(t)=1，r(t)=t，r(t)=05t 2 的稳态误差 ess。28 设单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= ，试确定：(1)使系统的幅值裕量 Kg=20dB 时的 K 值；(2)使系统的相位裕量 =60时的 K 值。全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 7 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D2 【正确答案】 A【试题解析】 由 G(s)=s2+2=(+j)2+2=(2 2+2)+j.2，故选 A。3 【正确答案】 B【试题解析】 本题实质上是对 0tf()d取拉氏变换，即 00tf()dest =L0tf()d=4 【正确答案】 D【试题解析】
7、 由题得 与振荡环节的传递函数G(s)= 比较可知，=016，故选 D。5 【正确答案】 C【试题解析】 将系统开环传递函数转化成开环传递函数的标准式如下：故系统的增益为 85=16，且其有一个积分环节，所以此系统为型系统，故选 C。6 【正确答案】 A【试题解析】 影响稳态误差的因素有系统的类型、开环增益、输入信号和干扰信号及系统的结构。而系统型次越高，开环增益越大，可以减小或消除系统稳态误差，但同时也会使系统的动态性能和稳定性降低。7 【正确答案】 A【试题解析】 由频率特性的幅值G(j)= (B 为系统输出幅值，A 为系统输入幅值)，即 由题知，A=2，=4，将其代入可得 B= 。8 【
8、正确答案】 B【试题解析】 此题中 =5处斜率又增加了20dBdec ，故系统含有环节。9 【正确答案】 B10 【正确答案】 D【试题解析】 反馈校正可以改变系统的结构和参数，例如型次、时间常数、系统的阻尼比等。二、填空题11 【正确答案】 负反馈12 【正确答案】 013 【正确答案】 系统辨识14 【正确答案】 传递函数或频率特性15 【正确答案】 稳态响应16 【正确答案】 0.317 【正确答案】 18 【正确答案】 倒数19 【正确答案】 相位裕量20 【正确答案】 相位超前校正三、简答题21 【正确答案】 数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态系统特
9、性的前提。一个合理的数学模型应以最简化的形式准确地描述系统的动态特性。22 【正确答案】 (1)当 01 时(欠阻尼情况)，输出响应为衰减的振荡过程； (2)当 =1 时(临界阻尼情况)，输出响应为不再振荡的保持过程；(3)当 1 时(过阻尼情况)，若 1，则输出响应可蜕化为类似一阶系统的输出响应。(4)当 =0 时(零阻尼情况)，输出响应为等幅振荡过程。(注：或用图示法说明也可)23 【正确答案】 因该系统为型系统，当输入 r(t)=t 时，系统稳态误差 ess= ，故要减小系统稳态误差 ess 应增大开环增益 K。24 【正确答案】 系统的频域性能指标有：相位裕量、幅值裕量、截止频率及频宽
10、、谐振频率及谐振峰值。25 【正确答案】 可以称其为 PID 控制器。 因 Gc(s)=(T1+T2)+T1T2s+1s 故 Gc(s)由比例环节(T 1+T2)、微分环节 T1T2s 及积分环节 1s 相加而成。四、分析计算题26 【正确答案】 (1)由题知闭环系统的传递函数为故 n=2，2 n=2，则 =05。(2)M p=100163t s(=5)= =3(s)。27 【正确答案】 静态位置误差系数静态速度误差系数静态加速度误差系数则控制信号 r(t)=1 的稳态误差为控制信号 r(t)=t 的稳态误差为 控制信号r(t)=05t 2 的稳态误差为28 【正确答案】 (1) 所以(2)由G(j)=90arctan01arctan 则 =G(j)+180=90arctan01arctan=60即 arctan01+arctan=30解得 05，即 c=05解得 K056
