1、全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 9 及答案与解析一、单项选择题1 若 f(t)= ，则 Lf(ta)= 【 】2 若 f(t)=2te5t ，则 Lf(t)= 【 】3 系统框图如图所示，则该系统的开环传递函数为 【 】4 若某环节的传递函数为 G(s)=Ts+1，则它是 【 】（A）积分环节（B）微分环节（C）一阶积分环节（D）一阶微分环节5 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）15e 3t（B） 5t（C） 15e3t（D）6 图示系统称为【 】型系统。（A）0（B） （C） （D）7 单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s)= ，则系统在
2、r(t)=2 输入作用下的稳态误差为 【 】8 设开环系统的频率特性 G(jw)= ，当 =1rads 时，其频率特性幅值M(1)= 【 】9 一单位反馈系统的开环伯德图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为20dB dec 的渐近直线，且延长线与 0dB 线的交点频率为 =10rads ，则该系统的开环增益为 【 】（A）10（B） 05（C） 2（D）0110 若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面，则该系统称作【 】（A）非最小相位系统（B）最小相位系统（C）不稳定系统（D）振荡系统二、填空题11 已知 F(s)=1+ ，则其原函数为_。12 凡输出量与输入量的导数成正比
3、的环节，均称为_。13 二阶系统的极点分别为 s1=05，s 2=4，系统增益为 2，则其传递函数 G(s)=_。14 框图和传递函数一样包含了与系统动态性能有关的信息，但与系统的_无关，因此，不同系统可用同一个框图来表示。15 传递函数 G(s)= 的频率特性相位角 ()=_。16 二阶微分环节与振荡环节的对数相频曲线对称于_线。17 设惯性环节的传递函数为 G(s)= ，则其频率特性幅值 M()=_。18 系统的开环奈奎斯特图和负实轴的交点与(1，j0)点的靠近程度，表征了系统的_。19 系统增益调整中，若减小开环增益，可使系统的稳定性_(填“提高“或“降低”)。20 相位滞后校正后可以提
4、高稳态性能，但使系统带宽_，降低了时间响应速度。三、简答题21 简述二阶欠阻尼系统系数 、 n 与性能指标 Mp(超调量)、t s(调整时间)的关系。22 时间响应由哪两部分组成，它们的含义和作用各是什么?23 如何描述二阶系统的单位阶跃响应曲线上各瞬态性能指标的含义?24 当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为 01 时，试问该系统闭环极点如何分布?单位阶跃响应的特征是什么?25 简述误差和稳态误差的定义，及稳态误差与系统哪些因素有关。四、分析计算题26 系统的微分方程为 +6y(t)=3u(t)，试求系统的传递函数。27 设系统框图如下图所示，试用框图的简化法求 。28 已知单位反馈系统的开
5、环传递函数为 G(s)= ，试求参数 K 的取值范围以满足下面的指标：当输入 r(t)=t 时，系统的稳态误差 ess002。全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷 9 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 A【试题解析】 由题知 f(t)为单位阶跃函数，故 Lf(ta)=e as F(s)=2 【正确答案】 B【试题解析】 3 【正确答案】 B4 【正确答案】 D5 【正确答案】 A【试题解析】 由于若系统输入为单位脉冲函数时，系统传递函数 G(s)即为其脉冲响应函数 g(t)的象函数，即 Lg(t)=G(s)或 g(t)=L1 G(s)，故 g(t)=L1 G(s)=15e3t 。6 【
6、正确答案】 C【试题解析】 系统的类型主要看系统的开环传递函数中含积分环节的个数，此题中有两个积分环节，故为型系统。7 【正确答案】 D【试题解析】 由题知，此开环系统含一个积分环节，故其为型系统，所以此开环系统对阶跃函数 r(t)=2 输入时的稳态误差为 0。8 【正确答案】 B【试题解析】 由G(j)= ，则当 =1 时，G(j) =，故选 B。9 【正确答案】 A【试题解析】 低频段若是一条斜率为20dBdec 的渐近直线，则其延长线与0dB 线的交点即为该系统开环增益的数值。10 【正确答案】 B【试题解析】 最小相位系统是指系统的开环传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面二、填
7、空题11 【正确答案】 (t)+4e t 4e t12 【正确答案】 理想微分环节13 【正确答案】 14 【正确答案】 物理结构15 【正确答案】 016 【正确答案】 017 【正确答案】 18 【正确答案】 稳定程度19 【正确答案】 提高20 【正确答案】 减小三、简答题21 【正确答案】 二阶欠阻尼系统若保持 不变而增大 n 则不影响超调量 Mp，但调整时间 ts 会减小；若保持 n 不变而减小 ，则超调量 Mp 和调整时间 ts 均会增大。22 【正确答案】 任意系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统受到外加作用后，从初始状态到最后状态的响应过程称为瞬态响应。当时间
8、趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度反映了系统的精确程度。23 【正确答案】 单位阶跃响应的各性能指标如下图所示。(1)延迟时间 td：单位阶跃响应 c(t)第一次达到其稳态值的 50所需要的时间。(2)上升时间 tr：单位阶跃响应 c(t)第一次从稳态值的10上升到 90(通常用于过阻尼系统)，或从 0 上升到 100所需要的时间(通常用于欠阻尼系统)。(3)峰值时间 tp：单位阶跃响应 c(t)超过其稻值而达到第一个峰值所需要的时间。(4)超调量 Mp：单位阶跃响应 c(t)第一次越过稳态值并达到峰值时，对稳态值的偏差与稳态
9、值之比的百分数。 (5)调整时间 ts：单位阶跃响应与稳态值之差进入允许的误差范围所需的时间。允许的误差用达到稳态值的百分数来表示，通常为 5或 2。24 【正确答案】 当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为 01 时，对应的两个闭环极点为一对共轭复数，其单位阶跃响应是衰减振荡曲线。25 【正确答案】 误差：是指输入信号与反馈信号之差。它直接或间接反映了系统输出希望值与实际值之差，从而反映了系统精度，用 e(t)表示。稳态误差：是指当时间趋于无穷大时，误差的时间响应 e(t)的输出值，用 ess 表示。当 t时，e(t)有极限存在，则稳态误差定义为 ess= 稳态误差与输入信号、系统型次和开环增益等有关，而与系统的时间常数无关。即系统型次越高，开环增益越大，稳态误差越小。四、分析计算题26 【正确答案】 对微分方程在零初始条件下进行拉氏变换： s 3Y(s)+2s2Y(s)+5sY(s)+6Y(s)=3U(s)则系统的传递函数为 27 【正确答案】 框图简化过程如下所示。28 【正确答案】 由开环传递函数知系统为型系统。当 r(t)=t 时，系统的稳态误差为 故开环增益应取 K50。
