浙江省2014年4月自学考试机械工程控制基础试题

浙江省2014年4月自学考试机械工程控制基础试题

课程代码：02240

本试卷分A、B卷，使用1999年版本教材的考生请做A卷，并将答题纸上卷别“A”涂黑；使用2012年版本教材的考生请做B卷，并将答题纸上卷别“B”涂黑。不涂或全涂，均以B卷记分。请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

A卷 选择题部分

注意事项：

1. 答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。

一、单项选择题(本大题共5小题，每小题3分，共15分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

51．若Fs，则由终值定理可求得其原函数的终值f()=

ss1A.1 C.5

B.1/5 D.

2．当输入是转速，输出是转角时，齿轮传动系统可看做是______环节。 A.比例 C.积分

B.微分 D.惯性

3．提高系统的开环增益可减小______，但此时的______往往降低。 A.稳定性，稳态误差 B.精度，稳定性 C.稳定性，精度 D.稳态误差，稳定性

4．若某2个系统A、B开环不稳定，且均有1个正实部的特征根，当由变到时，其开环幅相频率特性如下图所示，则对应的闭环系统稳定性为

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A.系统A稳定，系统B不稳定 B.系统A不稳定，系统B稳定 C.系统A、B都稳定 D.系统A、B都不稳定

5．比例积分(PI)控制器是一种______串联校正装置。 A.相位超前 C.相位滞后-超前

B.相位滞后 D.相位超前-滞后

非选择题部分

注意事项：

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。

二、简答题(本大题共3小题，每小题6分，共18分)

6．参与系统控制的量有哪几种？构成开环控制系统或闭环控制系统的根本区别是其中哪个量有无参与控制？ 7．什么是高阶系统的主导极点？通常主导极点由哪两类的极点担当？这时高阶系统可近似简化为哪两种低阶系统？

8．简述超前校正的含义与作用。

三、计算及应用题（本大题共6小题，其中第9-13小题11分，第14小题12分，共67分） 9．求取下图所示系统的输出C(s)。

10．在下图所示由弹簧、阻尼等构成的机械系统中，位移x1、x2分别是输入量和输出量，试求其传递函数。

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11.已知一系统结构如下图所示，试确定使该系统的最大超调量Mp=0.163,峰值时间tp=1s时K1和K2的数值，并确定此时系统的调整时间ts(误差带Δ=2%)。

12．已知系统结构如右图所示:

(1)为使闭环系统稳定，确定K的取值范围。

(2)K取何值时系统为临界稳定?求此时的闭环特征根。

13．设某随动控制系统的方框图如下图所示，其中Gc(s)为控制器，它有两种形式：（1）Gc(s)=10;（2）Gc(s)=

10(1s1);Ts已知输入信号rtt (单位斜坡)、干扰信号nt1t (单位阶跃)，试分别计算系统总的稳态误差。

14．已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性曲线如下图所示： (1)求取系统的开环传递函数；

(2)求取相位裕度，并据此判断闭环系统的稳定性。

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B卷 选择题部分

注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。

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一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．下列哪种说法符合对线性系统的描述？ A．描述系统的数学模型可线性化 C．能用微分方程表示的数学模型 2．二阶系统振荡的主要原因是 A．系统存在固有频率 C．上升时间太长

B．系统存在欠阻尼 D．超调量过大

B．能描述控制系统的特征 D．数学模型表达式是线性的

3．速度误差是指在______输入时系统在位置上的误差。 A．单位脉冲 C．单位斜坡

4．有关系统类型哪种说法是正确的？ A．取决于闭环系统中积分环节个数

B．取决于开环系统中积分环节个数 B．单位阶跃 D．单位加速度

C．取决于闭环系统中微分环节个数 D．取决于开环系统中微分环节个数

5(s2)5．若f(t)的拉氏变换式为F(s)=，则f(t)的终值等于

s(s+5)A．2 C．0

B．5 D．∞

非选择题部分

注意事项：

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。 二、填空题（本大题共8小题，每空2分，共20分） 6．机械工程控制论的研究对象是______。

17．某控制系统的象函数G(s)=，其原函数为______。

ss48．二阶系统瞬态响应中的MP，表征了机械工程控制系统三个基本要求中的______。

4s19．已知系统误差传递函数为Es，则其稳态误差为______。

ss15s210．系统传递函数Gs1，则其幅频特性为______。

s1s11．通常表征系统相对稳定性程度的指标是______和______。 12．系统校正的实质是______。

13．已知象函数F(s)，求原函数的方法有：查表法、有理函数法、______、______。 三、分析并回答下列问题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）

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1014．系统传递函数Gs，用图标明极点位置，并说明哪个对系统的性能影响较大。

（s5）s20es15．已知系统的开环传递函数为Gs，试分析系统由哪些环节组成，影响系统稳定性的主要有哪些，

ss1(s2)如何影响？

16．某最小相位系统的渐近伯德图如图1所示。试估计系统的传递函数。

117．已知系统的单位阶跃响应函数Ct=（2et），试确定系统的传递函数。

2

18．简化图2所示方框图，求其传递函数。

四、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）

19．已知系统方框图如图3所示，当系统输入信号xit=sin2t时，试求系统的稳态输出。其中G(s)=1 ,H(s)1。

s1

20．求图4所示的微分方程（其中输入位移xi，输出位移xo）。

10(s1)21．判断单位负反馈系统是否稳定。其中前向传递函数G(s)。

s(s1)(s5)

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