1、大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A） 第 1 页 共 8 页机械工程控制基础课程考试模 拟 试 卷 注意事项：本考卷满分共：100 分；考试时间：90 分钟。学习中心_ 姓名_ 学号_一、单项选择题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、作为一个控制系统，一般来说（ ） 。A开环不振荡 B闭环不振荡C开环一定振荡 D闭环一定振荡2、已知某系统的单位脉冲响应为 ，则系统的传递函数为（ ） 。31tetyA B13s 31sC D3、控制系统的开环传递函数为 ，其相位裕度为（ ） 。2()1)GsA. 30 B. 45 C. 60 D. 904、已知系统的特征方程为 ，则系
2、统稳定的 K 值范围为（ ） 。3250sKsA. K0 B. K 5 D. 01 的二阶系统大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A） 第 2 页 共 8 页D阻尼比 0 的二阶系统 E阻尼比 0 的二阶系统2、自动控制系统按结构可分为（ ） 。A恒值控制系统 B开环控制系统 C随动系统D程序控制系统 E闭环控制系统3、 （ ）环节的对数幅频特性曲线是一条斜率为 的直线。-20dBecA比例 B一阶微分 C积分D惯性 E二阶振荡4、减少系统稳态误差的方法有（ ） 。A提高系统开环增益 B减小系统开环增益 C加入微分环节D增加系统的型号数 E减少系统的型号数5、某单位反馈系统的开环传递函数为
3、 ，当增大增益 K 时，将使系统的（ ） 。()1)KGsTA超调量增加 B峰值时间增加 C调整时间减小D快速性提高E上升时间增加大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 3 页 共 8 页三、判断题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、型系统不能跟踪单位速度输入，因为其稳态误差为，即 ；型系统能够跟踪单位速度输入，se但是具有一定的稳态误差 ，其中 是 I 型系统的开环放大系数；型系统能够准确地跟踪单位1Kes1速度输入，因为其稳态误差均为 0，即 。 （ ）se2、两个二阶系统的超调量 Mp%相等，则此二系统具有相同的 n 和 。 （ ）3、一阶惯性环节的阶跃
4、响应曲线是稳定的、无振荡曲线。 （ ）4、当阻尼比 一定时，固有频率 n 越大，系统能更快达到稳定值，响应的快速性越好。 （ ）5、系统稳定性，只取决于系统的结构和参数，与外输入无关。 （ ）四、填空题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、自动控制系统性能的优劣是由稳定性、准确性和（ ）性来评价的。2、系统闭环稳定时，则其闭环特征方程的特征根若为实根必为负实根，若为共轭复根必为负实部，它们都分布在 S 平面的（ ）平面上。3、某系统输入函数为 ,其稳态输出为 ，则 （ ） 、()sinrtXt()sin()ctYt()A()。4、已知某单位负反馈控制系统在单位加速度信号作用下
5、，其稳态误差等于不为零的常数，则此系统为（ ）型系统。5、对稳定的系统，其特征根距离虚轴越（ ） ，系统的稳定程度越高。五、计算题（本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分）1、设系统结构如图 1 所示。要求系统单位阶跃响应的最大百分比超调量 p%=15，t p= 0.8s，试确定系统的 K1 与 Kt，并计算上升时间 tr 和调整时间 ts（5%） 。 R(s) C(s) 1Ks t图 1 控 制 系 统 结 构 图 大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 4 页 共 8 页2、图 2 为某控制系统的信号流程图，试求该系统的传递函数 。()oiXs图 2 控制系统的信
6、号流程图3、已知系统如图 3 所示，输入信号为 ， ， 。试求系统()3sinxtt()5()dytet2()ht的稳态输出。G(s) H(s) X(s) + - Y(s) E(s) 图 3 控制系统框图4、控制系统结构如图 4 所示。试求：当 ， 时，系统总的稳态误差 。)(1tn1()ixt se图 4 控制系统结构大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 5 页 共 8 页一、单项选择题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、A 2、A 3、B 4、D 5、C二、多项选择题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1A、C 2B、E 3C、D 4A、
7、D 5C、D三、判断题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、 2、 3、 4、 5、 四、填空题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）1、快速 2、左半 3、 4、 5、远YX五、计算题（本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分）1、设系统结构如图 1 所示。要求系统单位阶跃响应的最大百分比超调量 p%=15，t p= 0.8s，试确定系统的 K1 与 Kt，并计算上升时间 tr 和调整时间 ts（5%） 。 R(s) C(s) 1Ks t图 1 控 制 系 统 结 构 图 解： 由图得系统闭环传递函数为（2 分）121()tKss与标准形式比较后得，
8、 （2 分）21n1tn代入已知条件 ， 2/P% 05%e20.81pnt解得 ， （1 分）0.5714.58sn因此可算出 ， （1 分）12K1-.78ntK因为 220.5arctnarct.所以上升时间为大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 6 页 共 8 页（2 分）221.07.54()14.58rnt s调整时间（2 分）3.6()%).0.17snt s2、图 2 为某控制系统的信号流程图，试求该系统的传递函数 。()oiXs图 2 控制系统的信号流程图解：本系统有一条前向通道，其传递函数分别为 （2 分）321GP系统有 3 个反馈回路，其传递函数分别为
9、（3 分）12L2451H3G上述三个反馈回路中，回路 不接触回路 ： （2 分）1L31324L故特征式为（1 分）1241245124GHG从 中将与通道 P1 接触的回路传递函数 、 都代以零值，即可得余因子 为L134L得（1 分）1234(1)kPG由梅逊公式求得系统的传递函数为大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 7 页 共 8 页（1 分）12341245124() ()1okiXsGPHG3、已知系统如图 3 所示，输入信号为 ， ， 。试求系统()sinxtt()5(dytet)2(ht的稳态输出。G(s) H(s) X(s) + - Y(s) E(s) 图
10、3 控制系统框图解：由 得， （2 分）()5()dytet()51CsGE又由 得， （1 分）()2htt2Hs系统的闭环传递函数为：（2 分）5()11Gss因为 则输入幅值为 3，输入的角频率 =2。 （2 分）()3sin2xtt（2 分）arctn10.3122551j jBGj ee所以： （1 分）()()sin()53210.3.5sin210.3)oixtXjtGjt 4、控制系统结构如图 4 所示。试求：当 (， ()ixt时，系统总的稳态误差 se。图 4 控制系统结构解：1.系统总的稳态误差由两部分组成：输入信号 单独作用下的系统的稳态误差 和扰动信号)(txi si
11、e单独作用下的系统的稳态误差 。下面分别求解，最后叠加即可。)(tnsne大工机械工程控制基础课程考试 模拟试卷（A）答案 第 8 页 共 8 页求解输入信号 单独作用下的系统的稳态误差 ：)(txi sie假设扰动 ，即 ，闭环控制系统在输入信号 单独作用下的误差 为：0n0sN)(txi ()is（3 分）12121()()oi iiXKssHK则此时的稳态误差 为：sie（1.5 分）0012lim()l0siseK求解扰动信号 单独作用下的系统的稳态误差 ：tnsne假设输入信号 ，即 ，闭环控制系统在扰动 单独作用下的传递函数 为：0)(xi 0)(sXi )(t )(sen（3 分）2211()()oensKNK则此时的稳态误差 为：sne（1.5 分）12100lim)(limssesens 求解系统总的稳态误差：根据叠加原理，系统总误差为：（1 分）10Kesnis
