最新机械工程控制基础考试题完整版

机械控制工程基础考试完整篇

一、填空题

1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。

3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。

4. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 恒值 控制系统、 随动 控制系统和 程序控制系统。

5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。

6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。

7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。

8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。 9. 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。

10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。

11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。

12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为

2

1

s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。

16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. 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 ∞ 。

18. 一阶系统1的单位阶跃响应的表达是T

t

e --1。

19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼固有频率ωn 。

20. 二阶系统的典型传递函数是2

222n

n n

w s w s w ++ξ。 21．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 22. 二阶系统的阻尼比ξ为 0 时，响应曲线为等幅振荡。 23. 系统输出量的实际值与 输出量的期望值 之间的偏差称为误差。

24. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 25. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…，这是按开环传递函数的 积分 环节数来分类的。

26. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是 正弦函数 。

27．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为 相频特性 。

28. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 29. 用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。 30．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为 －20 dB ／dec 。 31．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为 0 dB/dec ，高度为20lgKp 。 32. ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在 第四 象限，形状为 半圆。 33. G(s)=

1

1

+Ts 的环节称为 惯性 环节。

34．设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω，则)(R ω称为 实频特性 。

35. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的 稳态性能 。 36.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。

37. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是 稳定的系统。

38. 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。

39. 当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是 负数 时，系统是稳定的。 40. 函数te -at 的拉氏变换为

2

)

(1

a s +。

二、单项选择题：

1． 一阶系统G(s)=

1

+Ts K

的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 [ B ] A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定

2. 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

3．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 [ C ]

A ．-270°

B ．-180°

C ．-90°

D ．0° 4．设积分环节的传递函数为G(s)=

s

1

，则其频率特性幅值M(ω)= [ C ] A. ω

K

B.

2

K ω

C.

ω1

D. 21

ω

5. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 [ B ]

A. a 1y 1(t)+y 2(t)

B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)

C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)

D. y 1(t)+a 2y 2(t)

6．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

7．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 [ A ]

A.增加

B.减小

C.不变

D.不定

8．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 [ C ]

A.ω+s 1

B.2

2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2

2s 1ω+ 9. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= [ A ]

A. 90°

B. -90°

C. 0°

D. -180°

10. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 [ A ]

A. -40(dB/dec)

B. -20(dB/dec)

C. 0(dB/dec)

D. +20(dB/dec)

11．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

12. 主导极点的特点是 [ D ]

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

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 -

14.反馈控制系统是指系统中有( A )

A.反馈回路

B.惯性环节

C.积分环节

D.PID 调节器

15.( A )=

1

s a

+,(a 为常数)。 A. L ［e －at ］ B. L ［e at ］ C. L ［e －(t －a)］ D. L ［e －(t+a)］

16.L ［t 2e 2t ］=( B ) A. 123

()s - B. 1

a s a ()+ C.

223

()

s +

D.

23

s

17.若F(s)=4

21

s +，则Lim f t t →0()=( B )

A. 4

B. 2 t e t F 2

1

2)(-?=

C. 0

D. ∞

18.已知f(t)=e at ,(a 为实数)，则L ［f t dt t ()0

?］=( C )

A. a

s a

- B. 1

a s a ()+ C.

1

s s a ()

-

D.

1

a s a ()

- 19.f(t)=32

2

t t ≥

B. 12s

e s - C. 3

2s e s -

D. 32s e s

20.某系统的微分方程为52000&&()&()()()x t x t x t x t i +?=,它是( C )

A.线性系统

B.线性定常系统

C.非线性系统

D.非线性时变系统

21.某环节的传递函数为G(s)=e －2s

，它是( B )

A.比例环节

B.延时环节

C.惯性环节

D.微分环节

22.图示系统的传递函数为( B )

A. 1

1

RCs + B.

RCs RCs +1

解：跟据电压定律得

C. RCs+1

D. RCs RCs +1

23.二阶系统的传递函数为G(s)=34100

2

s s ++,其无阻尼固有频率ωn 是( B ) A. 10

B. 5

C. 2.5

D. 25

24.一阶系统K

Ts

1+的单位脉冲响应曲线在t=0处的斜率为( C ) A.

K T

B. KT

C. -

K T

2

D. K T

2

25.某系统的传递函数G(s)=K

T s +1

,则其单位阶跃响应函数为( C )

A. 1T

e Kt T -/

B.

K T

e

t T

-/ C. K(1－e －t/T ) D. (1－e －Kt/T )

26.图示系统称为( B )型系统。 A. 0 B. Ⅰ C. Ⅱ D. Ⅲ

27.延时环节G(s)=e －τs 的相频特性∠G(j ω)等于( B )

A. τω

B. –τω

C.９０°

D.１８０° 28.对数幅频特性的渐近线如图所示， 它对应的传递函数G(s)为( D ) A. 1+Ts B. 1

1+Ts

C.

1Ts

D. (1+Ts)2

29.图示对应的环节为( C )

A. Ts

B.

1

1+Ts C. 1+Ts D.

1Ts

30.设系统的特征方程为D(s)=s 3+14s 2+40s+40τ=0，则此系统稳定的τ值范围为( B ) A. τ>0 B. 0<τ<14 C. τ>14 D. τ<0 31.典型二阶振荡环节的峰值时间与( D )有关。 A.增益 B.误差带

C.增益和阻尼比

D.阻尼比和无阻尼固有频率

0022002211()1

i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs

G s RCs +=+==

+?

32.若系统的Bode 图在ω=5处出现 转折(如图所示)，这说明系统中有 ( D )环节。

A. 5s+1

B. (5s+1)2

C. 0.2s+1

D.

10212

(.)s +

33.某系统的传递函数为G(s)=

()()

()()

s s s s +-+-72413,其零、极点是( D )

A.零点s=－0.25,s=3;极点s=－7,s=2

B.零点s=7,s=－2;极点s=0.25,s=3

C.零点s=－7,s=2;极点s=－1,s=3

D.零点(分子为0)s=－7,s=2;极点(分母为0)s=－0.25,s=3

34.一系统的开环传递函数为

32235()

()()

s s s s +++,则系统的开环增益和型次依次为( A )

原式=?????

?

??+++)11513152(15

)

121(62s s s ，故K=6/15=0.4(注意多项式的常数项为1) A. 0.4，Ⅰ B. 0.4，Ⅱ C. 3，Ⅰ D. 3，Ⅱ

35.已知系统的传递函数G(s)=K

T e s

ts 1+-，其幅频特性｜G(j ω)｜应为( D )

A. K

T e 1+-ωτ B. K

T e 1+-ω

τω C.

K T e 222

1+-ωτω

D.

K T 12

2

+ω

36.二阶系统的阻尼比ζ，等于( C ) A.系统的粘性阻尼系数

B.临界阻尼系数与系统粘性阻尼系数之比

C.系统粘性阻尼系数与临界阻尼系数之比

D.系统粘性阻尼系数的倒数

37.设ωc 为幅值穿越(交界)频率，φ(ωc )为开环频率特性幅值为1时的相位角，则相位裕度为( C )

A. 180°－φ(ωc )

B. φ(ωc )

C. 180°+φ(ωc )

D. 90°+φ(ωc ) 38.单位反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=4

5s s ()

+，则系统在r(t)=2t 输入作用下，其稳态误差为( A ) A.

104

B. 54

C. 45

D. 0

39.二阶系统的传递函数为G(s)=

1

22

2s

s n n

++ζωω,在0＜ζ＜

22

时，其无阻尼固有频率ωn 与谐

振频率ωr 的关系为( C )

A. ωn <ωr

B. ωn =ωr

C. ωn >ωr

D. 两者无关

A.提高系统的快速性

B.提高系统的稳态精度

C.减少系统的阻尼

D.减少系统的固有频率

41.下列串联校正装置的传递函数中，能在频率ωc =4处提供最大相位超前角的是( D ) A.

41

1

s s ++ B.

s s ++1

41

C.

011

06251

..s s ++

D.

06251

011

..s s ++ 42.从某系统的Bode 图上，已知其剪切频率ωc ≈40，则下列串联校正装置的传递函数中能在

基本保持原系统稳定性及频带宽的前提下，通过适当调整增益使稳态误差减至最小的是( B ) A.

00041

0041

..s s ++

B.

041

41

.s s ++ C.

41

101

s s ++ D.

41

041

s s ++. 三、简答题

1-1机械工程控制论的研究对象与任务是什么?

答：1）机械控制工程是研究控制论在机械工程中应用的学科，用于改进和完善机械系统。 2）有以下五个任务: (1)系统分析。 (2)最优控制。 (3)最优设计。 (4)系统辨识。 (5)滤波与预测。

1.2 什么是反馈?什么是外反馈和内反馈?

答：1）将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输入信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。

2）外反馈是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈，构成一个自动控制系统。

3内反馈是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用，形成非人为的“内在”反馈，从而构成一个闭环系统。

1.3 反馈控制的概念是什么?为什么要进行反馈控制? 答：1）反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。

2）为了提高控制系统的精度，增强系统抗干扰能力。

1.4闭环控制系统的基本工作原理是什么? 答：工作原理如下:

(1)检测被控制量或输出量的实际值;

(2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值; (3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。

通常闭环控制系统至少具备测量、比较和执行三个基本功能。

1.5对控制系统的基本要求是什么?

答：基本要求是稳定性、准确性和快速性。

1）稳定性是指系统振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。是保证控制系统正常工作的首要条件。 2）准确性是指控制系统的控制精度，一般用稳态误差来衡量。是衡量控制系统性能的重要指标。

3.1 什么是时间响应？时间响应由那两部分组成？

答：1）时间响应：在输入信号作用下，系统的输出随时间变化的过程。 2）时间响应由瞬时响应和稳态响应组成。

3.2 简述脉冲响应函数和传递函数的关系。

答：脉冲响应的拉氏变换等于传递函数乘以脉冲信号的拉氏变换，由于脉冲信号的拉氏变换为1，所以脉冲响应的拉氏变换等于传递函数。

3.3 简述一阶系统的阶跃响应。

答：一阶系统的阶跃响应为：

3.4典型二阶系统的传递函数，两个重要参数是什么？对系统性能的影响如何？

答：1）典型二阶系统：

2）阻尼比及系统的无阻尼固有频率是系统的两个重要参数。

3）它们决定着系统的时间响应特性。二阶系统的阻尼比决定了其振荡特性。

3.5 简述二阶系统的阶跃响应，并分别画出阶跃响应曲线。

答：1）二阶单位阶跃响应：)

2()(2

22n n n

o s s s s X ωξωω++= 2）图3-9.

3.6 误差和稳态误差的定义是什么？

答：1）系统实际输出量与期望输出量的偏差称为系统误差；

2）系统进入稳态后其实际输出量与期望输出量之间的相差程度。 3.7 稳态误差和哪些因素有关？计算稳态误差的方法有哪几种？

答：1）系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、型次和输入信号有关。

2）方法有：（1）拉氏反变换法；

（2）终值定理法； （3）静态误差系数法； （4）误差级数法； （5）动态误差系数法； （6）频率特性法。

5.1什么是系统的稳定性?控制系统稳定的充分必要条件是什么?

答：1）系统的稳定性是指:系统受到扰动作用时，输出偏离平衡状态，当扰动消除后，若系统在足够长的时间内能恢复到其原来的平衡状态或趋于一个给定的新平衡状态，则该系统是稳定的。反之，系统是不稳定的。

2）系统稳定的充分必要条件是:系统的全部特征根都具有负实部，即系统闭环传递函数的全部极点均位于复平面的左半平面。

0,1)(≥-=-

t e t x T t o 22

22)(n

n n

s s s G ωξωω++=

四、程序题

1. 已知某闭环系统的传递函数为：25

1096.116.025

10)(2

3++++=

s s s s s G 求其单位阶跃响应曲线， 单位脉冲响应曲线，以及输入信号为r (t ) =1+t 的响应曲线。 解：程序如下： num=[10 25];

den=[0.16 1.96 10 25]; sys=tf(num,den) subplot(3,1,1); step(num,den); subplot(3,1,2); impulse(num,den) t=0:0.01:3; u=1+t;

subplot(3,1,3); lsim(num,den,u,t) end

2.典型二阶系统的传递函数为 2

222)(n

n n

s s s G ωξωω++=；n ω为自然频率，ξ为阻尼比，试绘出当ξ=0.5， n ω分别取 2、4、6、8、10、12时该系统的单位阶跃响应曲线。 解：程序如下： kesi=0.5; wn=2;

while wn<13 num=wn^2;

den=[1 2*kesi*wn wn^2];

step(num,den); hold on; wn=wn+2; end end

3.单位反馈系统前向通道的传递函数为：

s

s s s s s s s s s s G +++++++++=2

34562345101052

8882)(，试绘制该系统的Bode 图和Nyquist 曲线。

num=[2 8 12 8 2];

den=[1 5 10 10 5 1 0]; figure(1);

bode(num,den); figure(2);

nyquist(num,den); end

2. 设有一高阶系统开环传递函数为：

271

.6635.0268.006.0359.9436.1218.0016.0)(2323++++++=s s s s s s s G ，试绘制该系统的零极点图，求取该系统的特征根，判断系

统的稳定性。

解：程序如下：

num=[0.016 0.218 1.436 9.359]; den=[0.06 0.268 0.635 6.271]; pzmap(num,den); roots(den) end

求得特征根为：

ans =

-5.7710 0.6522 + 4.2054i 0.6522 - 4.2054i

特征根有正实部，故系统不稳定。

五、计算题

2-1

dt

d t u RC dt d dt d t u RC dt d t u dt t u C t u R t t u idt C t u i

i i

i )t (u )(1

)t (u )t (u )(1

)t (u )(R

)

(1)(i

)(u )(1

)(000

00000=++=+=∴=+=??

同时：由电压定律有：

dt t d t B K dt t d t K dt

t t x d B

t K t dt

t t x d B t b i

i i )(x )(x )(x )

(x ))

(x )(()(x F')(x ))

(x )((F )(x .00000000=+∴=-∴=-=右端：对左端：对解：

)(1)()()u 1

1()())()(()()()(u )

t (u )(u )(u )(u )

t (u )(u )()(u )()

(u .1

021001020RC

1202

02RC

1101t u R dt t du C t R R dt t du C

dt t u t u d C R t u t u R t dt

d C R t R t R t i dt

d C R t i R t u t t u t C R c i i i i RC R RC RC RC i RC +=++∴-+-=+=∴

=+=+=及电容并联的电流为又由电压定律有：两端电压为设

)

()

(x B )(x )k (k )(x )

(x ))(x )(())

(x )(()(x F')(x ))

(x )(())

(x )((F )(x .d 10210020100200100t x k dt t d t dt t d B t K t t x k dt t t x d B

t K t t t x k dt

t t x d B

t i i i i i i +=++∴=-+-∴=-+-=右端：对左端：对解：

)()

(u R )(u R )(u )R ()((R 1

)(u R )(u R )(u )R 1())()((R 1

))(u )(u (R )(u R )

()(1R )()()(u R )

()(i 11

i )(u )

1()()(2010211120120120101201

0102

0102001t u dt

t d C dt t d C dt t d C

R t u C

dt t d R dt t d R dt t d R t u t u C dt t d dt t d R dt t d dt

t u t u C t u t u R t t u t u idt C

R t t u i R t u i i i i i i i i i

i +=+++=++

-+-=-+-=∴-=+=+=??）由（同时：由电压定律有：

)()

((t)x )()()()

((t)x )(x )(B

))

(x )(())(x )(()(B ))

(x )(()

(x )(B 1))

(x )(()(x )2()1()

2()

(x ))

(x )(()

(x 'F k ))

(x )((F k )

1())

(x )(())

(x )(())

(x )((F')(x ))(x )((F )(x x k .f 21102102112101021001021001200212222022k 2220k 2201202000102

2t x k k dt

t dx Bk k k dt t dx B

k k t x k dt

t dx k k B k dt t d k k B dt t dx t t x k dt t t x d k k B dt t dx t t x k dt t d B dt t dx t t x k k

t t k dt

t t x d B

t k dt

t t x d B

t t x k dt

t t x d B

dt

t t x d B t t t x k t i i i i i i i k i k k k k k i k k i k +=+++=++-=---=--=?=-∴?=-=-=-∴-=-=）代入（有：

、由右端：对左端：对右端：对左端：对右端的位移为设解：

T

s s

T s s t f L s F 1

1-1

111))(()()1(+=-==位移

144

4.04

.0))(()(4

.012cos )4(25

5

15t 255))(()()

15

t 5sin )3

5sin()()3(4(12

.04(-403.0203.0103.0))(()(t

2cos 03.003.0)()2(2

2

152222222+++==+=++==+

=+

=+=

++=+-==-=）（及复位移（）

）s s t f L s F t s e s t f L s F t t f s s s s s s s s s t f L s F t f s π

ππ

π

2-3（1）t

t s s e e s F L t f s s s s A s s s s A s A s A s F 321312

12

12)]([)(2

)3()3)(2(11

)2()3)(2(1)

3()2()(----=-=+-===??????++++=-=??????++++=++

+=

（2）

t

e t e t

f s s s s F t t ωωsin 4cos )(1)4(1

4

1)4(4)(4422---=++-+++=

（3）

t

t s s s e te t t f s s s s s A s s s s s A s s s s s A s A s A s A s F 332

3122202

1322

112

121)(32)(121)3()3()1(221)1()3()1(232)3()1(2)

3()1()(---=-==+-==??????++++=-=??????++++==??????+++=++

++=

3-9解：根据系统的开环传递函数可知系统的特征方程为：

由赫尔维茨判据可知，n=2且各项系数为正，且

2212032143450,/16.8a a a a a a a ?=-=>?>=以及，因此系统是稳定的。

227(1)(7/8)(1)

()(4)(22)s(0.25s+4)(0.5s 1)

s s D s s s s s s ++=

=+++++

由G(s)可知，系统式I 型系统，且K=7/8,故系统在21(),t t t 和 信号作用下的稳态误差分别为：

()0,()1/,()ssp ssv ssa e e K e ∞=∞=∞=∞

4-4解：1）由图可知，其低频段为一水平线，（即v=0），故系统为0型系统； 2）由)/(10lg 20dec dB K =求得16.3=K ；

3）由过点2斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

111+s T （式中，5.01

11==

ωT ） 由过点15斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

112+s T （式中，067.015

1

2≈=

T ） 综上所述，可得系统的开环传递函数为：)

1067.0)(15.0(16

.3)(++=

s s s G

4-5解：1）幅频特性渐近线的斜率变化依次是40204020-→-→-→-，说明系统具有三个环节： 2）由过点1ω斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

111+s T （式中，1

11

ω=T ）

由过点2ω斜率增加+20dB/dec 可知，包含一个微分环节12+s T （式中，2

11

ω=

T ）

由过点3ω斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

113+s T （式中，3

11

ω=T ）

3）其低频段是斜率为-20dB/dec 的直线，为Ⅰ型系统，1

2ωωωωc

K =

=（相似三角形定理） 综上所述，可得系统的开环传递函数为：1

23

1

2

,)

11

)(

11

(

)11

(

)(ωωωωωωc

K s s s s K s G =+++=

六、 解：1）其低频段是斜率为-20dB/dec 的直线，为Ⅰ型系统， 由01.4;200;01.02080==??

??

??

?+-=+?-=ωωK b b

2）由过点0.01斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

111

+s T （式中，1001

1

1==

ωT ） 由过点100斜率增加-20dB/dec 可知，包含一个惯性环节

112+s T （式中，01.0100

1

2==

T ） 综上所述，可得系统的开环传递函数为：

)

101.0)(1100(01

.4)(++=

s s s s G

解：（1）由函数表达式可知，系统为Ⅰ型，)12

1

(50

)121(2100)(+=+=s s s s s G K

故，K=50.

（2）系统的位置误差系数为

∞=+==→→)

2(100

lim

)(lim 0

s s s G K s s p

系统的速度误差系数为

50)

2(100

lim )(lim 0

V =+==→→s s s

s sG K s s

当输入t t r 31)(+=时，系统的稳态误差为 50

33==

K e ss

机械工程控制基础(第六版)公式

机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率

机械工程控制基础实验

已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用series函数进行系统的串联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=series(sys1,sys2) sys = 2 s^2 + 21 s + 54 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-4 已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用parallel函数进行系统的并联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=parallel(sys1,sys2) sys= 6 s^3 + 54 s^2 + 109 s + 21 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-5 已知线性系统G（S）=2s+9/2s2+6s+5 应用feedback函数进行系统的单位正反馈和负反馈连接。 正反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,1) sys = 2 s + 9 --------------- 2 s^2 + 4 s - 4 负反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,-1)

机械制图试题库加答案理论

《机械制图》课程试题库 第一章制图基本知识及技能 一、填空题 1、机械制图当中基本图幅有哪五种 A0 、 A1 、 A2 、A3 A4 其中A4图纸幅的尺寸为 210×297 。 2、机械制图当中常用的线型有粗实线、细实线、虚线等，可见轮廓线采用粗实线，尺寸线，尺寸界线采用细实线线，轴线，中心线采用细点画线。 3、机械制图当中的汉字应写成长仿宋体。 *4、图样中的尺寸以㎜为单位。 5、在标注直径时，在数字前面应该加φ，在标注半径时应在数字前加R 。 6、尺寸标注由尺寸界线、尺寸线和尺寸数字组成。 7、在标注角度尺寸时，数字应水平书写。 ★8、机械制图中通常采用两种线宽，粗、细线的比率为 2：1 。 9、线性尺寸数字一般应注写在尺寸线的上方或左方。★10、平面图形中所注尺寸按作用分为定形尺寸和定位尺寸。 二、选择题 1、下列符号中表示强制国家标准的是（ C ）。 A． GB/T B． GB/Z C.GB 2、不可见轮廓线采用（ B ）来绘制。 A．粗实线 B．虚线 C.细实线

3、下列比例当中表示放大比例的是（ B ） A．1：1 B． 2：1 C.1：2 4、在标注球的直径时应在尺寸数字前加（ C ） A．R B．Φ C.SΦ 4、下列比例当中表示缩小比例的是（ C ） A．1：1 B． 2：1 C.1：2 5、机械制图中一般不标注单位，默认单位是（ A ）A．㎜ B．㎝ C.m 6、下列尺寸正确标注的图形是( C ) 7、下列缩写词中表示均布的意思的是（ C ） A．SR B． EQS C.C 8、角度尺寸在标注时，文字一律（ A ）书写 A．水平 B．垂直 C.倾斜 9、标题栏一般位于图纸的（ A ） A．右下角 B．左下角 C.右上角 三、判断题 1、国家制图标准规定，图纸大小可以随意确定 ( × ) 2、比例是指图样及实物相应要素的线性尺寸之比。( × ) 3、2：1是缩小比例。( × )

历年机械工程控制基础试题及答案

全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分，共30分) 1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定，输入不确定，求系统的输出 B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应) C.系统已定，规定系统的输入 D.系统不定，输入已知，求出系统的输出(响应) 2.f(t)如图所示 则L ［f(t)］为( ) A.s 1e -2t B. s 2e -2s C. s 1e -2s D. s 1 e -ts 3.已知F(s)=1) s(s 1 ，则L -1 ［F(s)］为( )

4.已知F(s)=L ［f(t)］，若F(s)= 1 2s s 1 2++,则f(t)|t ∞→=?( ) A.21 B.1 C.3 1 D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：( ) A.dt ) t (dx )t (x )dt )t (dx ( 12dt )t (x d 16 i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 dt )t (x d 16i 002 02=++ C.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 )dt )t (x d ( 16i 0022 02=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt ) t (dx 12 e dt )t (x d 16 i 00t 2 02=?+?+ 6.对于定常控制系统来说，( ) A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 B.微分方程的各阶微分项的幂为1 C.不能用微分方程表示 D.系统总是稳定的 7.系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为( ) A. G(S)H(S) 1 G(S)H(S)+ B. G(S) -1 H(S)G(S)?

《机械工程控制基础》实验指导书

《机械工程控制基础》实验指导书 工程与技术系 二O一一年四月

目录 实验一时间特性的计算机求解 (1) 实验二频率特性计算机求解 (3) 实验三系统稳定性分析 (5) 实验四系统稳态误差的计算 (7)

实验一 时间特性的计算机求解 一、 实验目的 1. 使用matlab 程序语言描述一阶二阶系统的时间响应。 2. 观察系统在单位阶跃信号、单位脉冲信号作用下的输出，并分析其动态性能。 二、 实验设备 计算机及matlab 仿真软件 三、 实验的内容 1. 使用matlab 程序语言描述一阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[01......,b b b m m -]; den=[01......,a a a n n -]; step(num,den) （2）求解实例： 求解一阶系统1 21 )(+=s s G 单位阶跃响应 num=[1]; den=[2 1]; step(num,den) 响应曲线如图所示：

2. 使用matlab 程序语言描述二阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[2 n ω]; den=[ 22 12)n n ξωω（]; step(num,den) （2）求解实例： 求解二阶系统4 6.14 )(2 ++=s s s G 单位阶跃响应 num=[4]; den=[1 1.6 4]; step(num,den) 响应曲线如图所示： 四、实验报告要求 使用matlab 程序语言下列一阶和二阶系统单位阶跃信号下的的时间响应，并确定影响系统快速性和稳定性的性能指标 （1）1 31 )(+= s s G （2）1000 5.341000 )(2 ++=s s s G

机械制图试题库含答案

机械制图试题库 一、填空题： 1、工程常用的投影法分为两类中心投影法和平行投影 法，其中正投影法属于平行投影法投影法。 2、在工程技术中为了准确地表达机械、仪器、建筑物等物的形状、结构和大小，根据投影原理标准或有关规定画出的图形，叫做视图。 3、在图纸上必须用粗实线画出图框，标题栏一般应位于图纸的右下方位。 4、图样中，机件的可见轮廓线用粗实线画出，不可见轮廓线用虚线画出，尺寸线和尺寸界限用细实线画出，对称中心线和轴线用细点划线画出。 5、比例是图形与实物相应要素的线性尺寸比， 在画图时应尽量采用原值的比例，须要时也可采用放大或缩小的比例，其中1：2为缩小比例，2：1为放大比例。无论采用哪种比例，图样上标注的应是机件的实际尺寸。 6、机件的真实大小以图样上所标注的尺寸数值为依据与比例

精品文档 . 及视图大小无关。 7、标注尺寸的三要素尺寸数字、尺寸线 和尺寸界线。 8、尺寸标注中的符号：R表示半径，Φ表示直径。 9、标注水平尺寸时，尺寸数字的字头方向应向上；标注垂直尺寸时，尺寸数字的字头方向应 向左。角度的尺寸数字一律按水平位置书写。当任何图线穿过尺寸数字时都必须断开。 10、平面图形中的线段有已知线段、中间线段 和连接线段三种。 11、绘图板是用来固定图纸，丁字尺是用来画 水平线。 12、在机械制图中选用规定的线型，虚线是用于不可见轮廓 线，中心线、对称线就用细点划线。13、标注圆的直径尺寸时，应在数字前加注符号Φ，标注球的直径符号为SΦ。 14、图样上的尺寸，由尺寸线、尺寸界线线、尺寸数字和尺寸起止符号组成。 15、图样上的书写的汉字采用长仿宋体，其字的宽度应为高度的1/ 2。 16、三视图的投影规律长对正，高平齐，宽相等。 17、读简单零件图的步骤抓住特征分部分、旋转归位想形 状、综合起来想整体。

机械工程控制基础知识点汇总

机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即●最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。

《机械工程控制基础》教学大纲

机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。

机械工程控制基础试题 (1)

一、填空题（20分） 1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。 3、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。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 5、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。 6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。 8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。 9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。

选择题（20分） 1、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 2、微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 3、设系统的传递函数为G(s)=25 525 2 ++s s ，则系统的阻尼比为 （ C ） A.25 B. 5 C. 2 1 D. 1 4、正弦函数sin t ω的拉氏变换是 （ B ） A. ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω + 5、比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 6、一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡 7、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 8、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 9、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 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

《机械工程控制基础》实验报告

《机械工程控制基础》 实验报告 班级： 学号： 姓名：

一、实验目的： （1）掌握MATLAB 和SIUMLINK 在控制工程领域中的基本应用。 （2）了解一阶系统和二阶系统的对典型输入的响应波形和系统的频率特性。 二、实验设备及仪器： 计算机，MATLAB6软件一套； 三、实验内容： 1、以MATLAB 命令方式，绘制出下列传递函数的单位阶跃响应波形和BODE 和Nyuist 图。 (1)G1=1/s 单位阶跃响应波形图 BODE 图 Nyquist 图 (2)G2=1/(0.5s+1) 单位阶跃响应波形图 BODE 图

Nyquist图 (3)G3=s 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图 (4)G4=0.5 s + 1 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图

(5)G5=1/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图 (6)g6=（0.5 s + 1）/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图

2、利用SIMULINK对下图所示系统建立控制系统模型，并对输入为单位阶跃信号和正弦信号时进行系统输出仿真。 单位阶跃: 正弦信号: 3、利用MATLAB，求出下边传递函数的单位阶跃响应，完成下表并总结规律。 传递函数：G（s）=1/(τs+l) τ=0.1 τ=1

τ=5 τ=10 τ=50 规律总结：惯性环节的输入响应不能立即稳定，存在时间上的延迟，时间常数愈大惯性愈大，延迟时间愈长，时间常数表征该环节的惯性,同时上升时间与时间常数成正比。

机械工程控制基础考试题完整版(1)

控制基础 填空题(每空1分，共20分) 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =__∞___。 4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 7．函数te -at 的拉氏变换为2)(1 a s +。 8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。 9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。 12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。

13．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 21 s 。 14. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、 ___随动___ 控制系统和程序控制系统。 15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 __快速性__和准确性。 16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰 动量__的形式无关。 17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼 自然振荡频率w n 。 18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R +。 19. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…， 这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。 20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四 ____象限，形状为___半___圆。 22. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。 23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 24．G(s)=1 +Ts K 的环节称为___惯性__环节。 25．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。 26．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__

机械工程控制基础实验报告

机械工程控制基础实验报告 班级：072104-22 姓名：李威 学号：20101003439

实验一 （一） 利用Matlab 进行时域分析： （1） 用Matlab 求系统时间响应： 设系统的传递函数为 G(s)= 50 )501(05.050 2 +++s s τ 求该系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应。 令τ=0、τ=0.0125、τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应; 应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应。文本中tao 即为τ,所用Matlab 文本及响应曲线如下： 00.2 0.40.60.8 -10 -50510 152025 t(sec) x (t ) 00.2 0.40.60.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 t(sec) x (t ) （1）单位脉冲响应曲线 （2）单位阶跃响应曲线 t=[0:0.01:0.8] % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG ,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG ,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG ,dG); % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);

机械工程控制基础期末测试题

一、 填空题(每空1分，共20分) 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，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征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稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳 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 开环控制系统 和 闭环控制系统 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分程 、传递函数等。 4． 稳态误差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/1t T e --。 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正弦输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 二．如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分程，并求出该电路的传递函数。（10分） 图2 解答：跟据电压定律得 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c) 00220022 1 1()i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs G s +=+== ?

机械工程控制基础知识点整合

第一章绪论 1、控制论的中心思想、三要素和研究对象。 中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 三要素：信息、反馈与控制。 研究对象：研究控制系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2、反馈、偏差及反馈控制原理。 反馈：系统的输出信号部分或全部地返回到输入端并共同作用于系统的过程称为反馈。 偏差：输出信号与反馈信号之差。 反馈控制原理：检测偏差，并纠正偏差的原理。 3、反馈控制系统的基本组成。 控制部分：给定环节、比较环节、放大运算环节、执行环节、反馈（测量）环节 被控对象 基本变量：被控制量、给定量（希望值）、控制量、扰动量（干扰） 4、控制系统的分类 1）按反馈的情况分类 a、开环控制系统：当系统的输出量对系统没有控制作用，即系统没有反馈回路时，该系 统称开环控制系统。 特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。

第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。

机械制图试题库及答案

机械制图试题库及答案 制图试题库 一、填空题： 1、工程常用的投影法分为两类中心投影法和平行投影法，其 中正投影法属于平行投影法投影法。 2、在工程技术中为了准确地表达机械、仪器、建筑物等物的形状、结构和大小，根据投影原理标准或有关规定画出的图形，叫做视图。 3、在图纸上必须用粗实线画出图框，标题栏一般应位于图纸的右下 方位。 4、图样中，机件的可见轮廓线用粗实线画出，不可见轮廓线用虚线画出，尺寸线和尺寸界限用细实线画出，对称中心线和轴线用细点划线画出。 5、比例是图形与实物相应要素的线性尺寸比，在画图时应尽 量采用原值的比例，须要时也可采用放大或缩小的比例，其中1：2为缩小比例，2：1为放大比例。无论采用哪种比例，图样上标注的应是机件的实际尺寸。 6、机件的真实大小以图样上所标注的尺寸数值为依据与比例及 视图大小无关。 7、标注尺寸的三要素尺寸数字、尺寸线和尺寸界线。 8、尺寸标注中的符号：R表示半径，Φ表示直径。 9、标注水平尺寸时，尺寸数字的字头方向应向上；标注垂直尺寸时，尺寸数字的字头方向应 向左。角度的尺寸数字一律按水平位置书写。当任何图线穿过尺 1 / 59

机械制图试题库及答案 寸数字时都必须断开。 10、平面图形中的线段有已知线段、中间线段和连接 线段三种。 11、绘图板是用来固定图纸，丁字尺是用来画水平 线。 12、在机械制图中选用规定的线型，虚线是用于不可见轮廓线， 中心线、对称线就用细点划线。 13、标注圆的直径尺寸时，应在数字前加注符号Φ，标注球的直径符号为SΦ。 14、图样上的尺寸，由尺寸线、尺寸界线线、尺寸数字和尺寸起止符号组成。 15、图样上的书写的汉字采用长仿宋体，其字的宽度应为高度的1/ 16、三视图的投影规律长对正，高平齐，宽相等。 17、读简单零件图的步骤抓住特征分部分、旋转归位想形状、综合 起来想整体。 18图纸的幅面分为基本幅面和加长幅面两类，基本幅面按尺寸大小可分为5种，其代号分别为A0、A1、A2、A3、A4。 19、图纸格式分为不留装订边和留装订边种，按标题栏的方位又 可将图纸格式分为x型和Y型两种。 20标题栏应位于图纸的右下方标题栏中的文字方向为看图方向。 21．比例是指图中图形与其实物相应要素之比。图样上标注的尺寸应是机件的 实际尺寸，与所采用的比例无关。 2 / 59

机械工程控制基础考试题完整版

机械控制工程基础 一、填空题 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。 3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。 4. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 恒值 控制系统、 随动 控制系统和 程序控制系统。 5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。 8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。 9. 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。 10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1 s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. 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 ∞ 。 18. 一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是T t e --1。

机械工程控制基础试卷及答案

《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统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。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-==

机械制图试题(含答案)

《机械制图》考试试题 姓名分数 一、填空题（１０分） 1. 比例分为（）比例、（）比例、（）比例等三种。其中为看图方便， 尽可能采用（）比例。 2. 标注尺寸由（）、（）和（）三个要素组成。 3. 在标注尺寸时，应做到（）、（）、（）和合理。 4、机件的图形是用各种不同图线画成的，其中可见轮廓线用（）线画，不可见轮廓线用（）线画， 尺寸线和尺寸界线用（）线画，而中心线和对称中心线则用（）线画。 5、三视图之间的投影对应关系可以归纳为（）、（）长对正。（）、（）高平齐。（）、 （）宽相等。 二、选择题（１０分） 1. 一张完整装配图的内容包括：（1）一组图形；（2）（）；（3）必要的技术要求；（4）零件序号和明细 栏；（5）标题栏。 A、正确的尺寸 B、完整的尺寸 C、合理的尺寸 D、必要的尺寸 2. 看装配图的第一步是先看（） A、尺寸标注 B、表达方法 C、标题栏 D、技术要求 3. 零件图的技术要求的标注必须符合（）的规定注法。 A工厂 B行业 C部颁 D国家标准 4. 零件图中注写极限偏差时，上下偏差小数点对齐，小数点后位数（），零偏差必须标出。 A不相同 B相同 C相同不相同均可 D依个人习惯 5. 局部剖视图用（）为剖与未剖部分的分界线。 A粗实线 B细实线 C细点划线 D波浪线 6. 绘制零件图对零件进行形体分析，确定主视图方向后，下一步是（） A、选择其他视图，确定表达方案 B画出各个视图 C选择图幅，确定作图比例 D安排布图，画基准线 7. 在机件的三视图中，机件上对应部分的主左视图应（） A长对正 B高平齐 C宽相等 D高相等 8. 三视图的投影规律是（） A长相等高相等宽相等 B长对正高对正宽对正 C 长对正高平齐宽相等 D长相等高平齐宽对正 9. 国标规定，外螺纹的大径应画（） A点划线 B粗实线 C细实线 D虚线 10. 国标规定螺纹的牙顶用（）画出 A虚线 B细实线 C点划线 D 粗实线 三、判断题（10分） （）1、一张完整的装配图的内容包括：一组图形、必要的尺寸、必要的技术要求、零件序号和明细表、标

机械工程控制基础复习资料

1.机械工程控制基础：是研究一机械工程技术为对象的控制论问题；是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2.系统分析：当系统已定，输入知道时，求出系统的输出（响应），并通过输出来研究系统本身的有关问题。 3.最优控制：当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求。 4.最优设计：当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求。 5. 系统识别或系统的辨识：当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型。 6.信息传递：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或称转换。 7.信息的反馈：就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。 8.控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 9.按系统是否存在反馈，将系统分为开环系统和闭环系统。 10.开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。 11.闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。 12.数学模型：是系统动态特性的数学表达式。 13.分析法：是依据系统本省所遵循的有关定律列写数学表达式。 14.实验法：是根据系统对某些典型输入信号的响应或其它实验数据建立数学模型。 15.线性系统：系统的数学模型表达式是线性。 16.非线性系统的最重要特性，是不能运用叠加原理。 17. 传递函数：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出地拉氏变换比输入的拉氏变换。 18. 传递函数：是通过输入与输出之间信息的传递关系，来描述系统本省的动态

(完整版)机械制图选择题题库及答案

二、单项选择题 1、工程常用的投影法分为两类：中心投影法和（A）。 A，平行投影法B，斜投影法C，正投影法D，点投影法 2、标题栏一般应位于图纸的（D）方位。 A，正上方B，右上方C，左下方D，右下方 3、图样中，机件的可见轮廓线用(A)画出。 A粗实线B虚线C细实线，D细点划线 4、图样中，机件的不可见轮廓线用(B)画出。 A粗实线B虚线C细实线，D细点划线 5、图样中，机件的尺寸线和尺寸界限用(C)画出。 A粗实线B虚线C细实线，D细点划线 6、图样中，机件的对称中心线和轴线用(D)画出。 A粗实线B虚线C细实线，D细点划线 7、在画图时应尽量采用原值的比例，须要时也可采用放大或缩小的比例，其中1：2为（C）比例。 A、原值比例 B、放大比例 C、缩小比例 D、任意比例 8、在画图时应尽量采用原值的比例，须要时也可采用放大或缩小的比例，无论采用哪种比例，图样上标注的应是机件的（C）尺寸。 A．下料尺寸B、图纸尺寸C、实际尺寸D、中间尺寸 9、尺寸标注中的符号：R表示（B）。 A，长度B半径C直径D宽度

10、尺寸标注中的符号：Φ表示（C）。 A，长度B半径C直径D宽度 11、在机械制图中选用规定的线型，虚线是用于（A）的绘制。 A不可见轮廓B可见轮廓C轴线D尺寸线 12、在机械制图中选用规定的线型绘图，细点划线用于（C）的绘制。 A不可见轮廓B可见轮廓C轴线D尺寸线 13、在机械制图中选用规定的线型绘图，粗实线线是用于（B）的绘制。 A不可见轮廓B可见轮廓C轴线D尺寸线 14．当直线垂直于投影面时，其投影为一点，这种性质叫（D）。 A，类似性B真实性C垂直性D集聚性 15．与一个投影面垂直的直线，一定与其他两个投影面平行，这样的直线称为 投影面的（B）。 A、平行线B垂直线C倾斜线D任意位置线 16、立体被平面截切所产生的表面交线称为（B）。 A相贯线B截交线C，母线D轮廓线 17、两立体相交所产生的表面交线称为（A）。 A相贯线B截交线C，母线D轮廓线 18、角度的尺寸数字一律按（A）位置书写。 A水平B垂直C倾斜D任意