期末复习题 机械控制工程考试试题与答案.doc
复习题参考答案
一、单项选择题
1. 开环系统与闭环系统最本质的区别是（ A ）
A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用
B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用
C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路
D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 2. 若f t t t (),,=??
??00515
≤＜≥，则L f t [()]=（ B ）
A.e s s
-
B.e s s -5
C.1s
D.15s
e s 3. 已知
f t t ().,=+051其L f t [()]=（ C ） A.s s +052.
B.052
.s C.1212s s
+
D.
1
2s
4. 若f t te t
()=-2，则L f t [()]=（ B ）
A.12s +
B.
1
22
()s + C.12
s -
D.122
()s - 5. 线性系统与非线性系统的根本区别在于（ C ）
A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数
B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入
C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少 6. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（ B ）
A.10
51s + B.2051s s +
C.10
251s s ()+
D.2s
7. 二阶系统的极点分别为s s 12054=-=-.,，系统增益为5，则其传递函数为（ D ） A.
2
054(.)()
s s --
B.
2
054(.)()
s s ++
C.5
054(.)()
s s ++ D.10
054(.)()
s s ++ 8. 某系统的传递函数为2
s 5
)s (G +=，则该系统的单位脉冲响应函数为（ A ） A.52e
t
-
B.5t
()
R s ()
C s 1051
s +2s
C.52e t
D.5t
9. 二阶欠阻尼系统的上升时间t r 定义为（ C ） A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间
B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间
C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间
D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间
10. 系统类型λ、开环增益K 对系统稳态误差的影响为（ A ） A.系统型次λ越高，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 B.系统型次λ越低，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 C.系统型次λ越高，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 D.系统型次λ越低，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 11. 一系统的传递函数为G s K
Ts ()=+1
，则该系统时间响应的快速性（ C ） A.与K 有关 B.与K 和T 有关
C.与T 有关
D.与输入信号大小有关
12. 一闭环系统的开环传递函数为G s s s s s ()()
()()
=
+++83232，则该系统为（ C ）
A.0型系统，开环增益为8
B.I 型系统，开环增益为8
C.I 型系统，开环增益为4
D.0型系统，开环增益为4
13. 瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（ B ） A.单位脉冲函数 B.单位阶跃函数 C.单位正弦函数 D.单位斜坡函数 14.二阶系统的传递函数为G s Ks s ()=++2
21
2
，当K 增大时，其（ C ） A.无阻尼自然频率ωn 增大，阻尼比ζ增大 B.无阻尼自然频率ωn 增大，阻尼比ζ减小
C.无阻尼自然频率ωn 减小，阻尼比ζ减小
D.无阻尼自然频率ωn 减小，阻尼比ζ增大
15. 所谓最小相位系统是指（ B ）
A.系统传递函数的极点均在S 平面左半平面
B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面左半平面
C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面
D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S 平面右半平面 16. 一系统的传递函数为G s s ()=
+10
2
，则其截止频率ωb 为（ A ） A. 2rad s / B.0.5rad s / C.5rad s / D.10rad s /
17. 一系统的传递函数为G s K
s Ts ()()
=+1，则其相位角?ω()可表达为（ B ）
A.--tg T 1ω
B.-?--901
tg T ω
C.901
?--tg T ω D.tg T -1ω
18. 一系统的传递函数为G s s ()=+2
2
，当输入r t t ()sin =22时，则其稳态输出的幅值为
（ A ） A.2
B.22/
C.2
D.4
19. 一单位反馈系统的开环传递函数为G s K
s s s ()()()
=
++12，当K 增大时，对系统性能
能的影响是（ A ） A.稳定性降低 B.频宽降低 C.阶跃输入误差增大 D.阶跃输入误差减小 20. 一单位反馈系统的开环Bode 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ωc =5，则当输入为r t t ().=05时，其稳态误差为（ A ） A.0.1 B.0.2 C.0 D.0.5 21. 利用乃奎斯特稳定性判据判断系统的稳定性时，Z P N =-中的Z 表示意义为（ D ） A.开环传递函数零点在S 左半平面的个数 B.开环传递函数零点在S 右半平面的个数 C.闭环传递函数零点在S 右半平面的个数 D.闭环特征方程的根在S 右半平面的个数
22. 关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和乃奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是
（ B ）
A.劳斯—胡尔维茨判据属代数判据，是用来判断开环系统稳定性的
B.乃奎斯特判据属几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的
C.乃奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的
D.以上叙述均不正确
23.以下频域性能指标中根据开环系统来定义的是（ D ） A.截止频率ωb B.谐振频率ωr 与谐振峰值M r C.频带宽度 D.相位裕量γ与幅值裕量kg 24. 一单位反馈系统的开环传递函数为G s K
s s K ()()
=
+，则该系统稳定的K 值范围为
（ A ）
A.K ＞0
B.K ＞1
C.0＜K ＜10
D. K ＞－1 25. 对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系，以下叙述中不正确的有（ A ） A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性 B.中频段表征了闭环系统的动态特性 C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力
D.低频段的增益应充分大，以保证稳态误差的要求
26. 以下性能指标中不能反映系统响应速度的指标为（ D ） A.上升时间t r B.调整时间t s C.幅值穿越频率ωc
D.相位穿越频率ωg
27. 当系统采用串联校正时，校正环节为G s s s c ()=++1
21
，则该校正环节对系统性能的影响是（ D ）
A.增大开环幅值穿越频率ωc
B.增大稳态误差
C.减小稳态误差
D.稳态误差不变，响应速度降低 28. 串联校正环节G s As Bs c ()=
++1
1
，关于A 与B 之间关系的正确描述为（ A ） A.若G c (s)为超前校正环节，则A ＞B ＞0
B.若G c (s)为滞后校正环节，则A ＞B ＞0
C.若G c (s)为超前—滞后校正环节，则A ≠B
D.若G c (s)为PID 校正环节，则A=0，B ＞0 29.适合应用传递函数描述的系统是：（ A ）
A 、单输入，单输出的线性定常系统；
B 、单输入，单输出的线性时变系统；
C 、单输入，单输出的定常系统；
D 、非线性系统。
3.0单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是：（ C ）
A 、在 ()1()r t R t =?时，输出速度与输入速度的稳态误差；
B 、在 ()1()r t R t =?时，输出位置与输入位置的稳态误差；
C 、在 ()r t V t =?时，输出位置与输入位置的稳态误差；
D 、在 ()r t V t =?时，输出速度与输入速度的稳态误差。
31.系统的开环传递函数为两个“S ”多项式之比 ()
()()
M S G S N S =
,则闭环特征方程为：（ B ）
A 、N(S) = 0
B 、 N(S)+M(S) = 0
C 、1+ N(S) = 0
D 、与是否为单位反馈系统有关
32.非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*
()E S 之间有如下关系：（ B ）
A 、 *
()()()E S H S E S =? B 、*
()()()E S H S E S =?
C 、*
()()()()E S G S H S E S =?? D 、*
()()()()E S G S H S E S =??
33.闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：( D )
A 、低频段
B 、开环增益
C 、高频段
D 、中频段
34.一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点：( C )
A 、准确度越高
B 、准确度越低
C 、响应速度越快
D 、响应速度越慢 35.采用负反馈形式连接后 （ D ）
A. 一定能使闭环系统稳定；
B. 系统动态性能一定会提高；
C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；
D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
36. 关于系统传递函数，以下说法不正确的是 （ C ） A. 是在零初始条件下定义的； B. 只适合于描述线性定常系统； C. 与相应s 平面零极点分布图等价； D. 与扰动作用下输出的幅值无关。
37.系统特征方程为 0632)(2
3
=+++=s s s s D ，则系统 （ B ） A. 稳定； B. 临界稳定； C. 右半平面闭环极点数2=Z ； D. 型别1=v 。
38．频域串联校正方法一般适用于 （ C ） A. 单位反馈的非最小相角系统； B. 线性定常系统； C. 单位反馈的最小相角系统； D. 稳定的非单位反馈系统。
39. 某串联校正装置的传递函数为Gj （S ）＝1
0.1s 1s ++，则它是一种( B )
（A ）滞后校正 （B ）超前校正 （C ）超前－滞后校正 (D)比例校正 40. 0.001的分贝值为 ( C ) dB （A ）3 （B ）－3 （C ）－60 （D ）60 41. 某系统传递函数为Φ（S ）＝
1)
1)(0.001s (s 1)
1)(0.01s 100(0.1s ++++,其极点是（ B ）
（A ）10， 100 （B ）－1， －1000 (C) 1， 1000 （D ）－10， －100 42. 某二阶系统阻尼比为2，则系统阶跃响应为（B ） （A ）振荡发散 （B ）单调衰减 （C ）振荡衰减 （D ）等幅振荡 43. 判断系统稳定性的参数有（ A ）
(A)g K (B)n ω（C ）c ω （D ）a K
44. 系统的截止频率愈大，（B ） （A ） 对高频躁声滤除性能愈好 （B ）上升时间愈小 （C ）快速性愈差 （D ）稳态误差愈小
45. 某系统传递函数为Φ(S)=1
0.1s 0.01s 1002
++，则（D ） （A ）n ω=0.01 （B ）n ω＝0.1 （C ）n ω＝1 （D ）n ω=10 46. 为提高某二阶欠阻尼系统相对稳定性，可（ C ）
（A ）加大n ω
（B ）减小n ω
（C ）加大ζ （D ）减小ζ
47. 系统的稳定性取决于（ C ） （A ）系统的干扰
（B ）系统的干扰点位置 （C ）系统传递函数极点分布 （D ）系统的输入
48. 根据以下最小相位系统的相角裕量，相对稳定性最好的系统为（ A ） （A ） 70γ
= （B ） 50γ-=
（C ） 0γ= （D ） 30γ=
49. 两系统传递函数分别为10
s 100(S)G ,1s 100(S)G 21+=+=。调整时间分别为 S1t 和S2t ，
则有（A ）
（A ）S1t >S2t （B ）S1t （C ）S1t =S2t （D ）S1t ≤S2t 50.为了降低噪声干扰，有效的方法是（D ） （A ）提高系统的型次 （B ）降低系统的型次 （C ）提高截止频率 （D ）降低截止频率 二、填空题 1.传递函数的定义是对于线性定常系统,在 初始条件为零 的条件下，系统输出量的拉氏变换与 输入量的拉氏变换 之比。 2.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从 初始状态 状态到 最终状态 状态的响应过程。 3.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 负实根或负实部的复数根 ，即系统的特征根必须全部在 复平面的左半平面 是系统稳定的充要条件。 4.I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输 入下，稳态误差为 ∞ 。 5.频率响应是系统对 正弦输入 的稳态响应，频率特性包括 幅频和相频 两种特性。 三、简答题 1.二阶系统的传递函数为1 1 2s s ++，试在左图中标出系统的特征根在S 平面上的位置，在 右图中标出单位阶跃曲线。 解:如图5.01 21 =ξ=ξω=ωn n 2.时域动态性能指标有哪些？它们反映系统哪些方面的性能？ 答：t d 延迟时间 t r 上升时间 t p 峰值时间 M p 超调量 t s 调节时间 t d 、t r 、t p 、t s 反映系统的快速性 M p 反映系统的相对稳定性。 3.简述相位裕量γ的定义、计算公式，并在极坐标上表示出来。 答：定义：是开环频率特性幅值为1时对负实轴的相位差值。即从原点到奈氏图与单位圆交点的连线与负实轴的夹角。 计算公式： )(180c ω?+?=γ 在极坐标下表示为 4.简述串联相位超前校正的特点。 答： 相位超前校正特点： ①增加相位余量γ，提高稳定性 j ωσ o ②增加幅值穿越频率c ω，提高快速性 ③增加高频增益（或高通滤波器），抗干扰能力下降。 四、分析计算题 1．试建立如图所示系统的微分方程。其中外力F(t)为输入量；位移y(t)为输出量；k 为弹性系数，f 为阻尼系数，质量m 。(6分) 解：以平衡状态为基点（不考虑重力影响），对m 进行受力分析，根据牛顿定理可写出 整理得 。 2. 机械系统如图所示，其中，外力f(t)为系统的输入，位移x(t)为系统的输出，m 为小车质量，k 为弹簧的弹性系数，B 为阻尼器的阻尼系数，试求系统的传递函数（忽略小车与地面的摩擦）。（6分） 解：系统的微分方程为 22dt x d m )t (Kx dt dx B )t (f =-- )t (f )t (Kx dt dx B dt x d m 22=++ 拉氏变换得：（零初始条件） )s (F )s (KX )s (BsX )s (X ms 2=++ K Bs ms 1 )s (F )s (X 2 ++=∴ 3．系统如图所示，r t t ()[]=1为单位阶跃函数，试求： 1. 系统的阻尼比ξ和无阻尼自然频率ωn 2. 动态性能指标：超调量M p 和调节时间t s ()δ=5 （7分） 解：1．) 2s (s )2S (S 4n 2n ξω+ω=+ ??? ? ?=ξω=ξ→=ω∴2 25.02n n () R s () C s 4 (2) s s + 2．%5.16%100e M 2 1p =?=ξ-ξπ - )s (32 5.033t n s =?=ξω= 4．设系统的闭环传递函数为G c (s)= ωξωωn n n s s 22 22++，试求最大超调量σp =9.6%、峰值时间 tp=0.2秒时的闭环传递函数的参数ξ和ωn 的值。（7分） 解：1.∵σp =e επ ε12 -×100%=9.6% ∴ξ=0.6 ∵t p = πωξ n 12 - ∴ωn = πξ t p 131402106 22 -= -=...19.6rad/s 5．如图所示系统，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下e ss ≤225.时，K 的数值。（8分） 解：0K s 9s 6s K )3s (s )s (D 23 2 =+++=++= 由劳斯判据： K s 0 6K 54s K 6 s 9 1s 0123- 第一列系数大于零，则系统稳定得54K 0<<， 又有：K 9 e ss =≤2.25 可得：K ≥4 ∴ 4≤K ＜54 6.已知单位反馈系统的闭环传递函数W s s ()=+2 3 ，试求系统的相位裕量γ和幅值裕量Kg 。（8分） 解：系统的开环传递函数为1 s 2 )s (W 1)s (W )s (G += -= 11 2 |)j (G |2c c =+ω= ω，解得3c =ω ?=?-?=ω-?=ω?+?=γ-12060180tg 180)(180c 1c 又∞=ωg ∞=∴g K 7.已知开环最小相位系统的对数幅频特性如图所示。 1. 写出开环传递函数G(s)的表达式； 2. 概略绘制系统的乃奈斯特图。（9分） () R s () C s K 2 1(3)s s + 解：1．) 100s )(01.0s (s 100 )1100 s )(101.0s ( s K )s (G ++= ++= ????? =∴=ω 100 K dB 80K lg 20 2． 8、已知系统结构如图1所示，求传递函数)() (S R S C R(S) C(S) 解：() 12314 ()1231412314 1C S R S G G G G G G G G G G H G G H G +++--＝ 评分标准：15分（按步骤给分。） 9 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 解 （a ） 所以： 4 32132432143211)() (G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 10求下列各拉氏变换式的原函数。 (1) 1 )(-=-s e s X s (2) ) 3()2(1 )(3++=s s s s X (3) ) 22(1 )(2 +++=s s s s s X 解 (1) 1 )(-=t e t x (2) 原式 ＝ )3(31 241)2(83)2(41)2(212 3++++-+++-s s s s s ∴x （t ）＝ 24 1 31834432222++-+-----t t t t e e e t e t (3) 原式 ＝1)1(1211)1(121212221 21222++?++++?-=++-s s s s s s s s ∴)(t x ＝ )cos (sin 2 1 21t t e t -+- 11．某系统如图。所示，试求其无阻尼自振角频率n ω，阻尼比ζ，超调量p M ，峰值时间p t 调整时间s t （进入 5%的误差带）。 （图3-33） 解： 对于图3-33所示系统，首先应求出其传递函数，化成标准形式，然后可用公式求出各项特征量及瞬态响应指标。 ()()()() ()152.02550 245010002.04501001450100 22+??+=++=?+++=s s s s s s s s s X s X i o 所以 ()() ()s t s t e e M s rad n s n p p n 752 .02.03 3 03.162.012.01% 7.522 .0/2.051 2 2 2.012 .012 2 =?= ≈ ≈-= -=≈===== -?- -- ?ωπ ?ωπ?ωπ?π? 12设控制系统的开环传递函数为 ， 试绘制该系统的对数幅频、相频Bode 图。 1.确定剪切频率。 2.求相角裕量和幅值裕量20lgh 。 3.试用奈奎斯特稳定判据判别系统的稳定性。 [解] 频率特性： 转折频率： ，。 幅频斜率变化：-20dB/dec ；-40dB/dec ；-60dB/dec 。 低频段高度： 。 求剪切频率：令 . 相角裕度： 幅值裕度：令 。，。 因相角裕度和幅值裕度都大于零，所以闭环系统稳定。（可用MATLAB绘制） 奈奎斯特曲线如下图：因P=0，R=0，因此Z=P-R=0，闭环系统稳定。 或利用波特图：在 的区域，补画－90度相角，N=0，R=0，因此Z=P-R=0，因此闭环系统稳定。 13．对于典型二阶系统，已知参数 ，， 试确定截止频率和相角裕度。 解：根据题意，可设系统的开环传递函数为 绘制开环对数幅频特性曲线如图所示， ，。14．最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图所示，试求当 ， 以及单位负反馈时，系统的稳态误差和相角裕度γ的值。 解： ， 由 因此 。 15．控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比为0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ess=0.25,试确定系统参数K 、τ。 解： ， ， 16．某最小相角系统的开环对数幅频特性如图5-82所示。要求 （1）写出系统开环传递函数； （2）利用相角裕度判断系统的稳定性； （3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。 解（1）由题5-29图可以写出系统开环传递函数如下： )120 )(11.0(10 )(++= s s s s G （2）系统的开环相频特性为 20 arctan 1 .0arctan 90)(ω ω ω?--?-= 截止频率 1101.0=?=c ω 相角裕度 ?=+?=85.2)(180c ω?γ 故系统稳定。 （3）将其对数幅频特性向右平移十倍频程后，可得系统新的开环传递函数 ) 1200 )(1(100 )(++= s s s s G 其截止频率 10101==c c ωω 而相角裕度 ?=+?=85.2)(18011c ω?γγ= 故系统稳定性不变。由时域指标估算公式可得 )1sin 1 ( 4.016.0-+=γ σ o o =o o 1σ c s K t ωπ 0= 11 01.010s c t K == ωπ 所以，系统的超调量不变，调节时间缩短，动态响应加快。 一、填空题 1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。 2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为___2s ?3S+5____ 。 3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间，称为峰值时间t p 。 4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____，T 越大，快速性越___差____。 5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。 二、选择题 1．热处理加热炉的炉温控制系统属于：A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。 A 、单输入，单输出的定常系统； B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的线性定常系统； D 、非线性系统。 3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： A A.)5(32+-s s B.) 5(32-+s s C.)5(32+- s D. )5(32++s s 4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在( C ) A ．闭环零点 B ．开环零点 C ．分离点 D ．虚根 5. 在高阶系统中，动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离（实部长度） 要（ A ） A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ） A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间 7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的（ B ）个数对系统进行分类。 1、 B . 、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是 1 C. : D . H 在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（ B ）。 B ）。 A . b ： A . HB159 B. 180 ?210H B C. 800HV D . 10?17HR C 3、间隙固溶体与间隙化合物的（ A .结构相同，性能不同 C .结构与性能都相同 固溶体的性能特点是（ 塑性韧性高、强度硬度较低 综合力学性能高 4、 A . D . ）。 D ）。 .结构不同，性能相同 结构与性能都不同 .塑性韧性低、强度硬度高 .综合力学性能低 5、在发生）（：：：L 的共晶反应时，三相的相对成分 （B ）。A . 相同 B .确定 C .不定D . 发 生变化 6、马氏体的硬度取决于（ C ） A .奥氏体的冷却速度 B . 奥氏体的转变温度 C. .奥氏体的碳含 量D .奥氏体的晶粒 7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时, 应选用（ A ） A .高淬透性钢 B 中淬透性钢 C. 低 淬透性钢D.碳素钢 8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时, 应采用（ C ） 。A .水中淬火 B . 油中淬火C . 盐 浴中淬火D .空冷 9、GCr15钢中Cr 的平均含量为（ B ）。 A . 15% B . 1.5% C . .0.15% D .没有表示出来 10、高速钢二次硬化属于（ D ）。 A . 固溶强化 B . 细晶强化 C . 位错强化 D . 第二相强化 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分， 共20分） C. D 1、 A . C. 2、 奥氏体是（BD ）。 碳在F e ::中的间隙固溶体 碳在F e ::中的有限固溶体 下列能进行锻造的铁碳合金是 B .碳在 D.碳在 （AB Fe ：冲的间隙固溶体 Fe ：冲的有限固溶体 A.亚共析钢 B .共析钢 ）。 .共晶白口铸铁 D .亚 共晶白口铸铁 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ 钢材本身的碳含量 B .钢中奥氏体的碳含量 3、 A . 4、 BD ）。 C .钢中碳化物的含量 D. A . C. 5、 汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（ 20号钢渗碳淬火后低温回火 B . 40Cr 淬火后高温回火 20CrMnTi 渗碳后淬火低温回火 D . ZGMn1水韧处理 下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（ BD ）。A . 钢的淬火加热温度 AC ）。 40Cr B . T12 C . 16Mn GCr15 、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分） 1、 合金的相结构有 固溶体和金属化合物两大类，其中前者具有较好的 后者具有较高的硬度，适宜作强化相。 2、 用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 3、 化学热处理的基本过程包括 分解 4、 促进石墨化的元素有 —碳—、—硅 1、 共晶转变和共析转变的产物都属于 2、 塑性变形后的金属经加热将发生回复、 3、 共析钢的含碳量为 0.7 7 %。 塑性性能，适宜作基本相； 羽毛状，而下贝氏体则呈 吸附 和 扩散 ，阻碍石墨化的元素， _ 两相混合物。 再结晶 针 状。 三个阶段。 _硫_、锰 。 、晶粒长大的变 化。 《机械工程材料》期末试卷 班级：______________ 学号：___________ 姓名：____________ 一、名词解释(每题2分，共10分) 1.淬透性 2. 回火马氏体 3. 位错 4. 相 5. 加工硬化 二、判断正误(每题1分，共10分) 1. 可锻铸铁可以进行锻造加工。（） 2. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是离子键( ) 3. 钢的淬硬性主要取决于钢中的碳元素含量，合金元素越高，其淬硬性越好。( ) 4. 所以金属均有明显的屈服现象。（） 5. 金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。( ) 6. 在铁碳合金相图中，具有E点与F点之间成分的合金缓冷到1148℃时都将发生共晶转变。（） 7. 凡是液态凝固为固体的过程都是结晶过程。( ) 8. 铸造条件下，冷却速度越大，则过冷度越大，晶粒越细( ) 9. 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。（） 10.复合材料中的增强相主要起承受应力和显示功能的作用。( ) 三、填空(每空1分，共15分) 1.金属的结晶主要由和两个基本过程。 2. 渗碳的方法主要有、和。 3. 完全退火是指将亚共析钢加热至A3+（30~50℃）完全奥氏体化，炉冷至室温得到和组织的热处理工艺。 4. 材料的工艺性能是指性、性、性和性。 5. 白口铸铁中碳主要以的形式存在，灰口铸铁中碳主要以的形式存在。 6. 常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和。 四、选择题(单选或多选) (每题2分，共30分) 1.过共析钢正火的目的（）。 A. 调整硬度，便于切削加工 B.细化晶粒，为最终热处理作组织准备 C. 消除网状二次渗碳体 D.消除残余内应力，防止变形开裂 2. T12钢的正常淬火组织是（）。 A. 马氏体+残余奥氏体 B. 马氏体+颗粒状碳化物 C. 马氏体+铁素体 D.马氏体+残余奥氏体+颗粒状碳化物 11. 随冷塑性变形量增加，金属的（）。 A.强度下降，塑性提高 B.强度和塑性都下降 C.强度和塑性都提高 D.强度提 第1章补充习题 一、填空题 1．在控制系统中，给定量被称为______系统输入量___________。 2．在控制系统中，被控制量被称为_____系统的输出量____________。 3．在控制系统中，输出量的返回过程被称为_______反馈__________。 4．在控制系统中，比较产生的结果被称为_________偏差________。 5．在各种控制系统中，通过“检测偏差再纠正偏差”的系统被称为___反馈控制系统__________。 6．反馈控制系统至少应该具备____检测_______、_____计算______、______执行____三个基本功能。 7．控制系统根据有无反馈作用可以分为__开环__控制系统、_闭环___控制系统、_半闭环_控制系统三类。 8．开环控制系统没有__自动纠偏_________的能力。 9．开环控制系统最大的优点是__系统简单__，一般都能__稳定可靠______的工作。10．开环控制系统的精度主要靠____元件_______、____参数稳定_______、____少干扰______来保证。 11．闭环控制系统也称___反馈控制系统_________系统。 12．闭环的作用就是应用___反馈________来减少偏差。 13．闭环控制系统的突出优点是___控制精度高________。 14．闭环控制系统的缺点是存在___振荡_使系统不稳定_______问题。 15．在闭环控制系统中____精度_____和_____稳定性____之间总是存在着矛盾。16．数控机床进给伺服系统将检测装置安装在传动丝杠的端部，该系统是典型的__闭环____系统。 17．半闭环控制系统优于开环控制系统的是___精度高_________。 《控制工程基础》期末复习题 一、选择题 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、 型别2 8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。 A 、不稳定； B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定； C 、稳定； D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为1011001 s s ++，则该校正装置属于( )。 A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断 10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是： A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、210.51s s ++ D 、0.11101 s s ++ 11、关于传递函数，错误的说法是 ( ) A 传递函数只适用于线性定常系统； B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C 传递函数一般是为复变量s 的真分式； D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 12、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A 、增加积分环节 B 、提高系统的开环增益K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿 13、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 14、已知系统的开环传递函数为50(21)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 50 B 、25 C 、10 D 、5 15、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) 。 A 、含两个理想微分环节 B 、含两个积分环节 C 、位置误差系数为0 D 、速度误差系数为0 16、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 17、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( ) A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 18、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。 机械工程材料试题三 一、名词解释（共15分，每小题3分） 1. 奥氏体（A） 2.回复 3.固溶体 4.自然时效 5.加工硬化 二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为________铸铁。其中________铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指________，在________程中形成的，它 ________了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 三、选择题（共25分，每小题1分） 1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) A.20钢； B.40钢； C.T8钢； D.T12钢 3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( ) A.40钢； B.T12钢； C.HT300； D.KTH300-06 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 A.1Cr13钢； B.1Cr17钢； C.3Cr13钢； D.4Cr13钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) A.ZAlSi12； B.2A50(旧牌号LD5)； C.ZAlMg10； D.2A12(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) A.1Cr17； B.1Cr18Ni9Ti； C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) A.60Si2Mn； B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr15 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) A.Al2O3； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( ) A.铁总是存在加工硬化，而铜没有； B.铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( ) A.铁素体-奥氏体不锈钢； B.马氏体-奥氏体不锈钢； C.莱氏体不锈钢； D.贝氏体不锈钢 13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？( ) A.马口铁； B.白口铸铁； C.麻口铸铁； D.灰铸铁 机械工程材料期末复习题 一、填空 1.纯金属常见的晶体结构有面心结构，体心结构和密排_____ 结构。金属中常见的点缺陷为，线缺陷为，面缺陷为；工程实践中，通常采 用晶体缺陷数量的方法强化金属 2.铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了强化。 3.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为 __ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中，铸铁的韧性最，因而可以锻造。 4. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的型具有热固性，而具有热性。按照物理状态，室温下处于态的高分子材料称为塑料，处于__ 态的称为橡胶。高分子材料的加工成型是在其态下进行的。 5.滑动轴承材料的显微组织特征是：粒子分布在软中，或粒子分布在硬中，前者的承载能力于后者。 6.陶瓷材料中的气相是指，它是在过程中形成的，它了陶瓷的强度。 7．根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 8、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、 __________、__________和__________。 9、陶瓷材料中的气相是指__ ，它是在________过程中形成的， 它了陶瓷的强度。 10、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 11、金属的断裂形式有__________和__________两种。 12、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和 _________。 13、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 14、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 15、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。 第一章金属学基础一、名词解释 1.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 2.均质成核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 3.非均质成核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 4.冷变形：金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。 5.热变性：金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。 6.加工硬化：随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。 7.再结晶：冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 8.纤维组织：在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”。 9.锻造流线：在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。10.同素异构转变：某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 11.变质处理：在液态金属结晶前，人为加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 二、单选题 1. 表示金属材料延伸率的符号是（ A ） A.δ B.ψ C.σe D.σb 2. 表示金属材料弹性极限的符号是（ A ） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A） A.强度 B.韧性 C.塑性 D.弹性 4. 晶体中的位错属于（ C ） A.体缺陷 B.面缺陷 C.线缺陷 D.点缺陷 5. 在晶体缺陷中，属于线缺陷的有（ B ） A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 变形金属再结晶后，（ D ） A.形成等轴晶，强度增大 B.形成柱状晶，塑性下降 C.形成柱状晶，强度增大 D.形成等轴晶，塑性升高 7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（ B ） 晶向D. 晶粒C. 晶格B.晶胞A. 8. 晶格中的最小单元叫做（ A ） A.晶胞 B.晶体 C.晶粒 D.晶向 机械工程师笔试试卷 姓名：分数： 一、简答题：（12题，每题5分，共60分） 1．钢根据用途可分几类？按其端面形状可分几类？ 2．角钢变形有哪几种？槽钢的变形有哪几种？ 3．什麽叫装配？装配的三要素是什么？ 4．影响材料冲压的因素有哪些？ 5．金属结构的主要形式有哪些？ 6．金属结构的连接方法有哪几种？ 7．装配中常用的测量项目有哪些？ 8．零件上表面对下表面的平行度公差值为0.05mm，若要规定该上表面的平面度公差，其公差值与平行度公差值有何关系，为什么。 9．40Cr钢汽车转向节是汽车的重要零件，毛坯硬度要求241～285HBS，成品表面硬度为52～63HRC，需进行哪两种热处理工艺。 10．举例说明在什么情况下螺纹连接需要防松，防松方法可分为哪几类。 11．试述刀具前刀面上的积屑瘤能够为切削加工带来哪些有利因素，并说明其条件。 12．常用的表面处理工艺有哪几种（至少答出5种）。 二、应用题：（4题，每题10分，共40分） 1．下图为工作压力20MPa的液压油缸装配示意图，请说明以下问题： 1）以右端为例，说明Ф1小孔在启动和停止时的缓冲作用原理。 2）说明数字标示部分所用密封圈的密封形式和类型。 2．指出图示轴系结构设计中的错误，在错误之处标出数字作记号，分别按数字记号说明其错误原因。 3．一个带有键槽的内孔，其设计尺寸如图a所示。该内孔有淬火处理的要求，因此有如下的工艺安排（参见图b）： 1）镗内孔到 046 .0 8. 49+ φmm；2）插键槽；3）淬火处理；4）磨内孔，同时保证内孔直径03.0 50+ φmm和键槽 深度 3.0 8. 53+ mm两个设计尺寸的要求。请计算插键槽工序的工序尺寸A2。 4．浇铸系统由哪几部分组成，铸件浇注系统应满足哪些工艺要求？某形状复杂的铸件材质为HT200，质量为60kg，壁厚δ=6mm，采用封闭式浇铸系统，计算该铸件浇注系统各组元的截面积。 一、单项选择题： 1． 线性系统和非线性系统的根本区别在于 ( C ) A ．线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。 B ．线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。 C ．线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。 D ．线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。 2．令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 3． 时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 4．设控制系统的开环传递函数为G(s)= ) 2s )(1s (s 10 ++，该系统为 （ B ） A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．II 型系统 D ．III 型系统 5．二阶振荡环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 ( B ) A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 6. 根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 ( A ) A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统 B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C.最优控制系统和模糊控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 7．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 ( C ) A ．)s (G 1) s (G + B ．) s (H )s (G 11+ C ．) s (H )s (G 1)s (G + D ．)s (H )s (G 1) s (G - 8． 一阶系统G(s)=1 +Ts K 的时间常数T 越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( A ) A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 9．拉氏变换将时间函数变换成 （ D ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 10．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ） A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 11．若某系统的传递函数为G(s)=1 Ts K +，则其频率特性的实部R(ω)是 （ A ） A ．22T 1K ω+ B ．-2 2T 1K ω+ C ．T 1K ω+ D ．-T 1K ω+ 12. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 13. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( B ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 14.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ （ C ） A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 15. 系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 一、名词解释 固溶强化、过冷度、变质处理、细晶强化、铁素体、奥氏体 固溶强化：指随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象； 过冷度：理论结晶温度（T）与实际温度（t）的差值，即过冷度=T-t； 变质处理：在液态金属结晶前，特意假如某些难容固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法称为变质处理； 细晶强化：金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好，称为细晶强化； 铁素体：碳在中的固溶体称为铁素体，用符号F或表示； 奥氏体：碳在中的固溶体称为奥氏体，用符号A或表示； 二、填空题 1.材料常用的塑性指标有_伸长率_和_断面收缩率__两种，其中__断面收缩率__表示塑性更接近材料的真实变形。 2．检验淬火钢成品件的硬度一般用_洛氏__硬度，检测渗氮件和渗金属件的硬度采用_维氏__硬度。 3.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为__2___和___4_____，其致密度分别为___0.68_____和__0.74______。 4.实际金属中存在有__点缺陷__、__线缺陷___和__面缺陷___ 3类缺陷。位错是___线___缺陷，晶界是__面___缺陷。金属的晶粒度越小，晶界总面积就越_大__，金属的强度也越__高__。1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的。这两个过程是__晶核形成___和 _晶核长大__。 5.金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有_控制过冷度__、_变质处理__和_振动、搅拌__。 6.物质在固态下的晶体结构随温度发生变化的现象称为_同素异构体转变__。铁的同素异构体转变为。 7.金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越_大__，晶粒越_小_，强度和硬度越_高___，塑性越__好__。 8.珠光体的本质是__转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物_ _。 9.纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变，其体积将_变小__。 名词解释： 合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。 同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。 铁素体：碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。 再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 奥氏体：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。 调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。 SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A（13237）优质碳素结构钢。 填空题： 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 1、普通灰口；可锻；球墨； 2、气孔；烧结；降低。 3、固体渗碳气体渗碳 4、不锈钢耐热钢耐磨刚 5、延性断裂 6、合金渗碳体特殊碳化物 7、体心立方晶格密排六方晶格 一. 填空题(每小题2.5分，共25分) 1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 快速性 和 准确性 。 2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环系统 和 闭环系统 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。 4． 误差响应 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统 控制精度的程度。 5． 一阶系统 1 1 Ts 的单位阶跃响应的表达是 。 6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频域性能指标 。 7． 频率响应是线性定常系统对 谐波 输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的 。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 。 二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分） 电压放大 功率放大 可逆电机 + -自偶调压器~220V U f +给定毫 伏信号 + -电炉热电偶加热器 U e U g 炉温控制系统 减速器 - 图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。 三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程， 并求该电路的传递函数（10分） 图2 R u 0 u i L C u 0 u i C u 0 u i R (a) (b) (c) 四、求拉氏变换与反变换(10分) 1．求[0.5]t te -（5分） 2．求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ （5分） 五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分） 机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且 能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量 却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的 w=0.0218%-cc0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光c 体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立 方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！！！16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr 1．某环节的传递函数为 1 1 Ts +，它是（ ） A 比例环节 B 惯性环节 C 微分环节 D 积分环节 2．系统11 1011231 114 ()()()() s s s s ++++, 其零点是（ ）。 A s1 =1 s2=4 B s1 = -1 s2= -4 C s1 = 2 s2=3 D s1 = -2 s2= -3 3．系统的静态速度误差系数v K 定义为（ ）。 A 2 lim ()()s s G s H s →B 0lim ()()s sG s H s →C 0lim ()()s G s H s →D 2 lim ()()s s G s H s →∞ 4．某二阶系统单位阶跃响应为等幅振荡，则系统的极点可能为 （ ）。 A 两个负实部的共轭复数极点 B 两个相同的实数极点 C 两个不同的实数极点 D 位于虚轴上的共轭极点 5．对单位反馈控制系统输入加速度信号，系统的稳态误差为非零的常数，则系统为（ ）系统。 A 0型 B Ⅰ型 C Ⅱ型 D Ⅲ型 6.系统的稳态误差取决于 （ ）； A 输入 B 输出 C 输入和开环传递函数 D 反馈 7．已知)()()(t Ky t x t x =+? ，则其对应的方框图为（ ）。 A 8．若系统的伯德图在10ω=处出现转折（如图示）， 说明系统中有一个环节是（ ） A 101s + B 011.s + C 1101s + D 1011.s + 9．对不稳定的系统，开环对数幅频特性曲线过0dB 时， ()c φω在 -A 下方 B 上方 C 线上 D 上方或下方 10．系统的增益交点自然频率一般表示为（ ）。 《机械工程材料》课程考试模拟试卷A及答案 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、在设计汽车缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（C ）。 A．?e B．?s C．?0.2 D．?b 2、在立方晶系中指数相同的晶面和晶向（B ）。 A．互相平行B．互相垂直C．即平行又垂直D．无必然联系 3、钢经调质处理后获得的组织是（C ）。 A．回火马氏体B．回火屈氏体C．回火索氏体D．回火贝氏体 4、钢的淬透性主要取决于（C ）。 A．含碳量B．冷却介质C．合金元素D．加热温度 5、用来合成高聚物的低分子化合物称为（B ）。 A．链节B．单体C．链段D．单分子 6、有一碳钢制作的支架刚性不足，解决的办法是（C ）。 A．用热处理方法强化B．另选合金钢C．增加横截面积D．在冷塑性变形状态下使用7、晶体中的空穴属于（A ）。 A．点缺陷B．面缺陷C．线缺陷D．不是缺陷 8、过共析钢的正常淬火加热温度是（B ）。 A．Ac3?（30～50）C B．Ac1?（30～50）C C．Accm?（30～50）C D．Are?（30～50）C 9、钢的淬硬性主要取决于（A ）。 A．含碳量B．冷却介质C．合金元素D．加热温度 10、塑料制品的玻璃化温度（B ）为好，橡胶制品的玻璃化温度（B ）为好。 A．低，高B．高，低C．高，高D．低，低0000 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（BD ）。 A．快速浇注B．加变质剂 C．以砂型替代金属型D．增大过冷度 2、淬火时，零件易变形、开裂的形状可能有（BD ）。 A．形状对称B．有尖角C．壁厚均匀D．壁厚不均匀 3、影响工程材料力学性能的内在因素包括（ABC ）。 A．化学成分B．内部结构C．内部组织D．使用条件 4、下列适于作高温耐热零件的材料为（AD ）。 A．陶瓷B．玻璃钢C．40Cr D．12CrMoV 5、经淬火+低温回火后可能为“高碳回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体”组织的钢为（ABCD ）。 A．T9 B．Cr12MoV C．9SiCr D．W18Cr4V 三、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分） 1、单晶体与非晶体最根本的区别是晶体有固定的熔点、晶体原子排列具有规律性、晶体性能各向异性。 2、??Fe、??Fe的一个晶胞内的原子数分别为2 和4 。 3、当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越低，转变后的残余奥氏体量就越多。 复习题参考答案 一、单项选择题 1. 开环系统与闭环系统最本质的区别是（ A ） A.开环系统的输出对系统无控制作用，闭环系统的输出对系统有控制作用 B.开环系统的输入对系统无控制作用，闭环系统的输入对系统有控制作用 C.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统有反馈回路 D.开环系统不一定有反馈回路，闭环系统也不一定有反馈回路 2. 若f t t t (),,=?? ??00515 ≤＜≥，则L f t [()]=（ B ） A.e s s - B.e s s -5 C.1s D.15s e s 3. 已知 f t t ().,=+051其L f t [()]=（ C ） A.s s +052. B.052 .s C.1212s s + D. 1 2s 4. 若f t te t ()=-2，则L f t [()]=（ B ） A.12s + B. 1 22 ()s + C.12 s - D.122 ()s - 5. 线性系统与非线性系统的根本区别在于（ C ） A.线性系统微分方程的系数为常数，而非线性系统微分方程的系数为时变函数 B.线性系统只有一个外加输入，而非线性系统有多个外加输入 C.线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理 D.线性系统在实际系统中普遍存在，而非线性系统在实际中存在较少 6. 系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（ B ） A.10 51s + B.2051s s + C.10 251s s ()+ D.2s 7. 二阶系统的极点分别为s s 12054=-=-.,，系统增益为5，则其传递函数为（ D ） A. 2 054(.)() s s -- B. 2 054(.)() s s ++ C.5 054(.)() s s ++ D.10 054(.)() s s ++ 8. 某系统的传递函数为2 s 5 )s (G +=，则该系统的单位脉冲响应函数为（ A ） A.52e t - B.5t () R s () C s 1051 s +2s 控制工程基础期末试题 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，，共20分) 1.如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 2.运算放大器具有_____的优点。( ) A.输入阻抗高，输出阻抗低 B.输入阻抗低，输出阻抗高 C.输入阻抗高，输出阻抗高 D.输入、输出阻抗都低 3.在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是( ) A.低频段 B.中频段 C.高频段 D.无法反映 4.设开环系统频率特性G(jω)= ,当ω=1rad/s时，其频率特性幅值M(1)=( ) A. B.4 C. D.2 5.设开环传递函数G(s)H(s)= ,α>0,K>0，随着K增大，闭环系统 ( ) A.相对稳定性变差，快速性不变 B.相对稳定性变好，快速性不变 C.相对稳定性不变，快速性变好 D.相对稳定性变差，快速性变差 6.对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的( ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 7.开环传递函数为G(s)H(s)=, 则实轴上的根轨迹为( ) A.〔－4,∞) B.〔－4,0〕 C.(－∞,－4) D. 〔0,∞〕 8.进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率的关系，通常是( ) A.ωc= B.ωc> C.ωc< D.ωc与无关 9.PID控制规律是____控制规律的英文缩写。( ) A.比例与微分 B.比例与积分 C.积分与微分 D.比例、积分与微分 10.比例环节的频率特性相位移θ(ω)=( ) A.90° B.－90° C.0° D.－180° 二、填空题(本大题共10小题，每小空1分，共15分) 1.根轨迹全部在根平面的__________部分时，系统总是稳定的。 2.设系统的频率特性G(jω)=R(ω)+JI(ω)，则相频特性∠G(jω)=__________。 3.随动系统中常用的典型输入信号是__________和__________。 4.超前校正装置的最大超前角处对应的频率ωm=__________。 5.根据系统给定值信号特点，控制系统可分为__________控制系统、__________控制系统和程序控制系统。 一、名词解释 1、固溶体:溶质原子溶入溶剂中形成均匀单一的结晶相 2、退火把钢加热到ＡＣ１以上或以下的温度保温一段时间，随炉缓慢冷却的热处理加工工艺 3、焊接性: 金属材料在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度 4.可锻性(金属塑形变形能力);金属材料经过塑形加工时,其成形难易程度的工艺指标(随着含碳量增加，可锻性下降。因为含碳量越高强度硬度越高，塑性韧性越差。) 5.冲压成形技术:利用冲模使得板料产生分离或者变形以获得零件加工的方法 冲压成形基本工序:分离工序(落料,冲孔,切断,修整)和变形工序(弯曲拉深翻边) 6.焊接接头组成:焊缝区熔合区焊接热影响区(过热区(热影响区性能最差) 正火区(热影响区综合性能最好的) 部分相变区) 7. 焊接应力产生原因: 焊接过程中受到不均匀的加热和冷却 减小焊接应力和变形:反变形法刚性固定法合理的焊接顺序 8.相:成份,结构,性能相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分 9.药皮>产生熔渣气体保护熔池金属不被氧化,机械保护作用稳定电弧 焊条焊芯,>>填充金属用作电弧电极 二、填空题 1、钢的高温回火温度范围在____５００－６５０℃ _____________，回火后的组织为______回火索氏体S回________(低 温回火(150-250℃)…回火马氏体,中温回火350-500回火托氏体)。 2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度_σs ，洛氏硬度Ｃ 标尺_HRC ______，冲击韧性_____Ak___。 3、常见金属的晶格类型有____体心立方___________ 、 ___________面心立方晶格____、__密排六方__________等。α-Fe属 于_____体心立方_____晶格，γ-Fe属于___面心立方_______晶格。 4、钢的热处理是通过钢在固态下的___加热____、____保温___控制工程基础期末考试题
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