全国自考(机械工程控制基础)模拟试卷1(题后含答案及解析)

全国自考（机械工程控制基础）模拟试卷1 (题后含答案及解析)

题型有：1. 单项选择题 2. 填空题 3. 简答题 4. 分析计算题

单项选择题

1． 系统的单位脉冲响应函数为g(t)=3e－0．2t，则系统的传递函数为

【 】

A． B． C． D．

正确答案：A

解析：由题知系统的传递函数为G(s)=L[g(t)]=L[3e－0．2t]=。 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．1／2 C．2 D．7／2

正确答案：C

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1／T。

因G(s)=，显示T=，则切线斜率为1／T=2。 3． 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

正确答案：D 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

正确答案：D

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． 开环传递函数G(s)H(s)=

为【 】系统。

A．0型 B．Ⅰ型 C．Ⅱ型

D．相对稳定

正确答案：B

解析：题中的函数可写成如下形式：G(s)H(s)=

，可知λ=1，

则系统有1个积分环节，故为Ⅰ型系统。

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

正确答案：D

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λ、开环增益K和输入信号r(t)，而与系统的时间常数

T1，…，Tp，Ta，…，Tm无关。

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

正确答案：B 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．1／500 C．100 D．0．03

正确答案：D

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)=益K=

则系统增

，且此系统为Ⅰ型系统，故由表得稳态误差为ess=1／K=0．03。

9． 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．∞

正确答案：C

解析：由题知，essN= 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．ωn不变，增大ζ B．ζ不变，减小ωn

C．ωn减小，增大ζ D．ζ减小，增大ωn

正确答案：A

解析：调整时间ts的计算公式为ts=

，则当δ=5时，ts=

；当

δ=2时，ts=。故增加ωn、ζ都可以减小调整时间ts。

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________。

正确答案：180° 12． 单位脉冲函数的拉氏变换为________。

正确答案：1 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。

正确答案：输入 14． 传递函数的量纲是根据________来决定的。

正确答案：输入量和输出量 15． 在系统中凡有储存或积累特点的元件，都有________环节的特性。

正确答案：积分 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。

正确答案：脉冲函数 17． 已知典型二阶系统的阻尼比为ζ=0．5，则系统的单位阶跃响应呈现为________。

正确答案：衰减的振荡

18． 二阶微分环节与振荡环节的对数幅频曲线对称于________。

正确答案：零分贝线 19． 对最小相位系统而言，若系统是稳定的，则相位裕量γ和幅值裕量Kg都应该________。

正确答案：大于零 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。

正确答案：顺馈校正

简答题

21． 机械系统的动刚度和动柔度如何表示?

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(jω)表示的就是机械系统的动柔度λ(jω)，也是机械系统的动刚度K(jω)

的倒数，即G(jω)=λ(jω)=。

22． 简述频域特性的特点。

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． 试述绘制系统伯德图的一般方法和步骤。

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(jω)，并将G(jω)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ωT，ωn、阻尼比ζ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)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． 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。

正确答案：将G(s)化成标准形式为

当ω=0时，｜G(jω)｜=0．2，∠G(jω)=0°，故G(jω)极坐标图的起点为(0．2，j0)；当ω→∞时，｜G(jω)｜=0，∠G(jω)=－180°，故G(jω)极坐标图的终点

为(0，j0)。

25． 为什么要采用反馈控制?

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。

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

。

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． 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γ。

正确答案：由题知，系统的开环传递函数为

故 γ=180°+φ(ωc)=－180°－

arctanωc=180°－60°=120°

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，H(s)为系统的反馈通道传递函数。

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“4×5＞1×10”，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+s2－3s+10=0且此特征方程

有一系数为小于0，即－3＜0，故该系统不稳定。