XX大学成人教育学院2022-2023学年度第二学期期末考试《机械工程控制基础》复习试卷1.docx

XX大学成人教育学院2022-2023学年度第二学期期末考试机械工程控制基础复习试卷1学习中心(教学点)批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题(共14题，总分值28分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。)1 .二阶振荡系统G(三)=3(s2+2W3rs+3r2)其中，阻尼比0<g<0.707,则无阻尼固有频率3r和谐振频率之间的关系是(D)o(2分)A.d=n(l-2)1/2B.r=(1+201/2C.r=n(IV2)1/2D.r=n(l-22)1/22 .以下系统中属于最小相位系统的是(B)。(2分)A.G(s)=l(l-O.Ols)B.G(s)=l(l+0.01s)C.G(s)=l(0.01s-l)D.G(s)=ls(l-0.1s)3 .以下关于系统稳态偏差的说法正确的是(C)。(2分)A.稳态偏差只取决于系统结构和参数B.稳态偏差只取决于系统输入和干扰C.稳态偏差与系统结构、参数、输入和干扰等有关D.系统稳态偏差始终为04 .已知某环节频率特性的NyqUiSt图为一单位圆，则该环节的幅频特性为(B)。(2分)A.0.1B.1C.10D.无法确定5 .若二阶欠阻尼系统的无阻尼固有频率为3rp则其有阻尼固有频率3cl(C)o(2分)A. =lB. >nC. <nD.与n无关6 .以下系统中存在主导极点的是(D)o(2分)A. G(s)=4 / (s2+s+4)B.G(s)=4/(s2+s+4)(s+1)C. G(s)=4 / (s2+s+4)(2s+1)(s+1)D. G=4/ (s2+s+4)(s+10"s+20)7.二阶欠阻尼系统的上升时间为(C)。(2分)A.系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的98%的时间B.系统的阶跃响应曲线达到稳态值的时间C.系统的阶跃响应曲线第一次达到稳态值的时间D.系统的阶跃响应曲线达到稳态值的98%的时间8 .系统的单位脉冲响应函数为w(t)=3e-02t则系统的传递函数为(八)(2分)A.G(s)=3(s+O.2)B.G(s)=O.6(s+O.2)C.G(s)=O.2(s+3)D.G(s)=0.6(s+3)9 .单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=500/s(s+l)(s+5),则在单位斜坡输入下的稳态偏差为(D)。(2分)A.500B.1/500C.100D.0.0110 .已知某环节频率特性Bode图如图所示，则该环节为(B)o(2分)A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节11 .以下关于线性系统时间响应的说法正确的是(C)。(2分)A.时间响应就是系统输出的稳态值C.由强迫响应和自由响应组成B.由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成D.与系统初始状态无关12 .已知机械系统的传递函数为G（三）=4（s2+s+4）,则系统的阻尼比为（八）。（2分）A.0.25B.0.5C.1D.213 .一阶系统的传递函数为G（三）=7/（s+2）,若容许误差为2%,则其调整时间为（B）o（2分）A.8B.2C.7D.3.514 .二阶振荡系统的阻尼比0<<0.707,则无阻尼固有频率3rr有阻尼固有频率u）d和谐振频率3之间的关系是（C）O（2分）A.<>c<rB.n<r<cC.r<c<D.cj<<r二判断题（共10题，总分值10分正确的填涂，错误的填涂"B"O）15 .系统稳定性是指在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。（1分）（八）16 .对数幅频特性图横坐标是对数分度，纵坐标是线性分度。（1分）（八）17 .所有系统都存在稳态误差。（1分）（八）18 .阻尼比大于1的二阶系统为欠阻尼系统。（1分）（B）19 .系统稳定的充要条件是：幅值裕度、相位裕度均小于零。（1分）（B）20 .增大K可以有效地提高系统的准确性，然而也会使系统的稳定性变差。（1分）（八）21 .极坐标图上的单位圆相当于伯德图上的0分贝线，即对数幅频特性图的横坐标轴。（1分）（八）22 .若系统传递函数的所有极点中，只有一个位于虚轴上，而其他极点均分布在S平面的左半平面内，则系统临界稳定。临界稳定往往也归结为不稳定的一种。（1分）（八）23 .系统型次越高，稳态精度越高，但稳定性越差。（1分）（八）24 .系统稳定的充要条件是系统所有特征根的实部全都小于零，或系统传递函数的所有极点均分布在S平面的左半平面内。（1分）（八）三填空题（共6题，总分值12分）25 .以.I称为二阶系统，二阶系统的特征方程标准形式为入,O（2分）26 .系统渐近稳定的充分必要条件是其闭环传递函数的一的：都具有一o（2分）27 .在系统开环传递函数中增加极点，对系统的动态性能是不利的。（2分）28 .如果要求系统的快速性好，则一闭环极小应距离虚轴越远越好。（2分）29 .频率特性的对数坐标图称为对数频率特性图又称，纵坐标表示幅值或相值，横坐标表示频率,因坐标采用对数分度可以清楚地画在一张图上。（2分）30 .系统的单位脉冲响应函数W（I）是对系统输入.单位脉冲一时的响应，因此，利用线性叠加原理，可以通过w（t）求出系统在任意输入时的响应。（2分）四计算题（共3题，总分值27分）31 .要使下图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于25%,峰值时间tp为2秒，试确定K和Kf的值。解：由图可知，系统的传递函数为')1+与Q+K)s'KK,s+KSlLf4贝IJOn=-又Aa=C-"信=25%K=2.93Kf=2/=2x0.4/1.71=0.4732.某系统如下图所示，当毛(O='""),«(0=0.51(0同时作用时，系统的稳态误差CSS值为多少？N(三)解：El(三)=X”(三)-XoG)=X”(三)-GXG)XG)-GV(三)N(三)=宰一G疝(三)Xj(三)-GVG)N(三)10.1C/、0.15+1*5(5+4)100Crr-(5)=1+10el+10×5+4)+100仅Xi作用时，01j+1s(s+4)1GVG)=Z三>=£112十1.ios(s+IOXs+4)+100仅N(三)作用时，s(s+4)°.ls+lX,(r)=f方(三)=L有效输入值：MOSw(O=o.5M)=-干扰输入值：S稳态误差值运用终值定理求解:=Hms.E=Hm4-唾-曰"I。vXllrU5(5+10×5+4)+1005(5+10×5+4)+100S1.SG+10)(s+4)-0.5s-5Hm=0.35$t。5(5+10×5÷4)+100系统稳态误差为0.35C(三)_133 .己知系统的传递函数为R(三)5s+l求该系统的过渡过程时间。(9分)解：该系统为典型一阶系统系统T=5在单位阶跃信号作用下，当=0.02过渡过程时间ts=4T=4X5=20(s)；当=0.05过渡过程时间ts=3T=3X5=15(s)。五简答题(共2题，总分值12分)34 .什么是稳态过程？(6分)答：系统在典型输入信号作用下，当时间t趋于无穷时，系统输出量的表现方式称为稳态过程,又称稳态响应。35 .什么是动态性能指标？(6分)答：通常在阶跃函数作用下，测定或计算系统动态性能，它通过系统在单位阶跃函数作用下，动态过程随时间t变化状况的指标来描述，这些指标称为动态性能指标。六综合分析题(共1题，总分值11分)36 .下图为某数控机床系统的位置随动系统的方框图，试求:(1)阻尼比及无阻尼固有频率m求该系统的Mp,tp,ts和N。解:'GK(三)=95(7+1)952+j+9GS(三)=S(Sq)1+s(s+l)显然，该系统为一简单的二阶系统，其中,即它是一个二阶欠阻尼系统。%=%1Y=3xJl-=2.958J=arctan()=arctan5.916=1.403则单位阶跃响应参数为:上升时间3=3*L4O3.=od2.958峰值时间3.14i,-tn=S=LO62$pd2.958最大超调量过度过程时间-<)»-0*314Mp=eJ=0.538=53.8%若=2%44cf=S=o5S0.5若A三三5%振荡次数33/t.=S=OSS0.5若=2%rq2jiy-72!d若A=5%Zt.1.5Jl-2-_N=-=2.828%32!d