1、全国自考（机械工程控制基础）-试卷 8及答案解析(总分：56.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.开环控制系统是指【 】对系统没有控制作用。（分数：2.00）A.系统输入量B.系统输出量C.系统的传递函数D.系统的干扰2.若 Lf(t)=F(s)，则对任一正实数口，Le at f(t)等于 【 】（分数：2.00）A.B.C.F(sa)D.F(s+a)3.F(s)= （分数：2.00）A.4te 2t 8e 2t +8e tB.4te 2t 8e 2t +8e tC.4te 2t e 2t +8e tD.4te 2t 8e 2t 8e t4.传递函数
2、 G(s)= （分数：2.00）A.2，3B.2，3C.3D.25.图示系统的微分方程为 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.6.对于二阶系统的超调量 M p ，以下说法正确的是 【 】（分数：2.00）A.只与阻尼比 有关B.只与固有频率 n 有关C.与阻尼比 无关D.与 和 n 相关7.为了减小或消除稳态误差，应该 【 】（分数：2.00）A.增加系统的型次，减小开环增益B.增加系统的型次，增大开环增益C.降低系统的型次，减小开环增益D.降低系统的型次，增大开环增益8.积分环节 （分数：2.00）A.()=90，L()=20lgB.()=，L()=20lgC.()=90，L()=20
3、lgD.()=，L()=20lg9.下列四个不同的系统(其中 T 1 T 2 0)，属于最小相位系统的是 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.10.串联相位滞后校正通常用于 【 】（分数：2.00）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二、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.系统的可变输出如果能按照要求由参考输入或控制输入进行调节的，则称为 1。（分数：2.00）填空项 1:_12.如右图所示函数的拉氏变换为 1。 （分数：2.00）填空项 1:_13.卷积 t*t= 1。（分数：2.00）填空项 1:_14.传递函数为 G(s)=
4、（分数：2.00）填空项 1:_15.由串联环节所构成的系统当无负载效应影响时，它的总传递函数等于各环节传递函数的 1。（分数：2.00）填空项 1:_16.时域分析法是根据系统的微分方程或 1 的数学模型求出系统的时间响应，由时间响应直接评价和分析系统。（分数：2.00）填空项 1:_17.二阶系统中，当 为 1 时，其为最佳阻尼比。（分数：2.00）填空项 1:_18.系统的频率特性和系统的传递函数 G(s)有密切的联系，令 G(s)中的 s= 1，当叫从 0范围变化时，就可求出系统的频率特性。（分数：2.00）填空项 1:_19.奈奎斯特图上的单位圆对应于伯德图上的 1 线。（分数：2.
5、00）填空项 1:_20.采用相位滞后-超前校正环节，可以同时改善系统的瞬态响应和 1。（分数：2.00）填空项 1:_三、简答题(总题数：5，分数：10.00)21.传递函数的定义和特点是什么?（分数：2.00）_22.如图所示二阶系统框图，在单位阶跃输入信号作用下，当系统的阻尼比 满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根? （分数：2.00）_23.简述闭环零点对二阶系统响应的影响。（分数：2.00）_24.采用何种方式可以降低干扰作用下的稳态误差?（分数：2.00）_25.简述系统有哪些时域性能指标和频域性能指标。（分数：2.00）_四、分析计算题(总题数：3，分数：6.
6、00)26.已知某单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）_27.系统如图所示，G(s)= ，其中 a=04，b=05，试求： （分数：2.00）_28.设系统如图所示，其中 =06， n =5rads，当有一单位阶跃输入信号作用于系统时，求最大超调量 M p 、上升时间 t r 、峰值时间 t p 和调整时间 t s 。 （分数：2.00）_全国自考（机械工程控制基础）-试卷 8答案解析(总分：56.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.开环控制系统是指【 】对系统没有控制作用。（分数：2.00）A.系统输入量B.系统输出量 C.
7、系统的传递函数D.系统的干扰解析：解析：开环控制系统是指系统输出量对系统没有控制作用的系统，即系统中无反馈回路。2.若 Lf(t)=F(s)，则对任一正实数口，Le at f(t)等于 【 】（分数：2.00）A.B.C.F(sa)D.F(s+a) 解析：解析：若 Lf(t)=F(s)，则对任一正实数 a，Le at f(t)= 0 e at f(t)e st dt= 0 f(t)e (s+a)t dt=F(s+a)。3.F(s)= （分数：2.00）A.4te 2t 8e 2t +8e tB.4te 2t 8e 2t +8e t C.4te 2t e 2t +8e tD.4te 2t 8e
8、2t 8e t解析：解析：4.传递函数 G(s)= （分数：2.00）A.2，3 B.2，3C.3D.2解析：解析：使分母等于零的点即为传递函数的极点。故 G(s)= 5.图示系统的微分方程为 【 】 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析：利用基尔霍夫电流定律可列微分方程为6.对于二阶系统的超调量 M p ，以下说法正确的是 【 】（分数：2.00）A.只与阻尼比 有关 B.只与固有频率 n 有关C.与阻尼比 无关D.与 和 n 相关解析：解析：由于二阶系统的超调量 M p = 7.为了减小或消除稳态误差，应该 【 】（分数：2.00）A.增加系统的型次，减小开环增益B.增加系统的型
9、次，增大开环增益 C.降低系统的型次，减小开环增益D.降低系统的型次，增大开环增益解析：解析：影响系统稳态误差的因素主要为系统的类型(型次)，开环增益，输入信号和干扰信号及系统的结构。而增加系统的型次和增大系统的开环增益可以消除或减小稳态误差。8.积分环节 （分数：2.00）A.()=90，L()=20lgB.()=，L()=20lgC.()=90，L()=20lg D.()=，L()=20lg解析：解析：积分环节 的幅频特性为 L()= =20lg，相频特性为 ()=1j=9.下列四个不同的系统(其中 T 1 T 2 0)，属于最小相位系统的是 【 】 （分数：2.00）A.B.C. D.解
10、析：解析：若系统开环传递函数 G(s)的所有零点和极点均在s平面的左半平面，则该系统称为最小相位系统。10.串联相位滞后校正通常用于 【 】（分数：2.00）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解析：二、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.系统的可变输出如果能按照要求由参考输入或控制输入进行调节的，则称为 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：控制系统）解析：12.如右图所示函数的拉氏变换为 1。 （分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：*）解析：13.卷积 t*t= 1。（分数：2.00）填空项
11、1:_ （正确答案：正确答案：*）解析：14.传递函数为 G(s)= （分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：振荡）解析：15.由串联环节所构成的系统当无负载效应影响时，它的总传递函数等于各环节传递函数的 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：乘积）解析：16.时域分析法是根据系统的微分方程或 1 的数学模型求出系统的时间响应，由时间响应直接评价和分析系统。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：传递函数）解析：17.二阶系统中，当 为 1 时，其为最佳阻尼比。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：0.7）解析：18.系统
12、的频率特性和系统的传递函数 G(s)有密切的联系，令 G(s)中的 s= 1，当叫从 0范围变化时，就可求出系统的频率特性。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：j）解析：19.奈奎斯特图上的单位圆对应于伯德图上的 1 线。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：0dB）解析：20.采用相位滞后-超前校正环节，可以同时改善系统的瞬态响应和 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：稳态精度）解析：三、简答题(总题数：5，分数：10.00)21.传递函数的定义和特点是什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：对单输入一单输出线性定常系统的
13、传递函数是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。传递函数的主要特点： (1)传递函数的概念只适用于线性定常系统，它只反映系统在零初始条件下(或者未加输入前系统处于相对静止状态)的动态性能。 (2)传递函数反映系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，而与外界输入无关。 (3)对于物理可实现系统，传递函数分母中 s的阶次 n必不小于分子中 s的阶次 m。 (4)一个传递函数只能表示一对输入、输出间的关系。同一系统，不同性质的输入一输出间的传递函数是不同的。 (5)传递函数不说明系统的物理结构，不同性质的物理系统，只要其动态特性相同，可以用同一类型的传递函数来描述。
14、)解析：22.如图所示二阶系统框图，在单位阶跃输入信号作用下，当系统的阻尼比 满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：二阶系统的特征方程为 s 2 +2 n s+ n 2 =0 则特征根为 s 1，2 = n n ，要使根为两个不相等的负实根，必须满足 )解析：23.简述闭环零点对二阶系统响应的影响。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：闭环零点对二阶系统响应的影响主要有以下几方面： (1)零点的加入使系统超调量增大，而上升时间、峰值时间减小。 (2)当附加零点越靠近虚轴，其对系统响应的影响越大。 (3)当附加零点与虚轴距离很大
15、时，其影响可以忽略。)解析：24.采用何种方式可以降低干扰作用下的稳态误差?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：为了降低由干扰引起的稳态误差，我们可以增大干扰作用点前的前向通路传递函数 G(0)的值或者在干扰作用点前引入积分环节，但是这样做对系统的稳定性是不利的。)解析：25.简述系统有哪些时域性能指标和频域性能指标。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：系统的性能指标可分为时域性能指标和频域性能指标。 (1)时域性能指标。其包括瞬态性能指标和稳态性能指标。瞬态性能指标包括：包括延迟时间、上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间。稳态性能指标：主要包括稳态误差。 (2)频域性能指标。
16、其包括相位裕量、幅值裕量、截止频率和频宽、谐振频率和谐振峰值。)解析：四、分析计算题(总题数：3，分数：6.00)26.已知某单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：将系统的开环传递函数标准化得， 可知系统 K=2，=1，即系统为型系统。由于输入信号是由阶跃、斜坡和加速度信号组成的复合信号，根据线性系统的叠加原理，系统总误差为各个信号单独作用下的误差之和。因此所求误差为 e ss =0+4 )解析：27.系统如图所示，G(s)= ，其中 a=04，b=05，试求： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)系统的开环传递函数为 则开环零点：z= =25 开环极点：s 1 =0，s 2 =b=05 (2)系统的闭环传递函数为 则闭环零点：z=25 闭环极点：s 1，2 045j089 (3) )解析：28.设系统如图所示，其中 =06， n =5rads，当有一单位阶跃输入信号作用于系统时，求最大超调量 M p 、上升时间 t r 、峰值时间 t p 和调整时间 t s 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由题知，此系统为二阶欠阻尼系统。 (1)求 M p (2)求 t r (3)求 t p (4)求 t s 取误差范围为 5时 t s = =1s 取误差范围为 2时 t s = )解析：
