1、全国自考（机械工程控制基础）-试卷 9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.若 f(t)= ，则 Lf(ta)= 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.2.若 f(t)=2te 5t ，则 Lf(t)= 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.3.系统框图如图所示，则该系统的开环传递函数为 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.4.若某环节的传递函数为 G(s)=Ts+1，则它是 【 】（分数：2.00）A.积分环节B.微分环节C.一阶积分环节D.一阶微分环节5.某系统的传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.1
2、5e 3tB.5tC.15e 3tD.6.图示系统称为【 】型系统。 （分数：2.00）A.0B.C.D.7.单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s)= ，则系统在 r(t)=2输入作用下的稳态误差为 【 】（分数：2.00）A.B.C.D.8.设开环系统的频率特性 G(jw)= ，当 =1rads 时，其频率特性幅值 M(1)= 【 】 （分数：2.00）A.B.C.D.9.一单位反馈系统的开环伯德图已知，其幅频特性在低频段是一条斜率为20dBdec 的渐近直线，且延长线与 0dB线的交点频率为 =10rads，则该系统的开环增益为 【 】（分数：2.00）A.10B.05C.2D.011
3、0.若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面，则该系统称作【 】（分数：2.00）A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统二、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.已知 F(s)=1+ （分数：2.00）填空项 1:_12.凡输出量与输入量的导数成正比的环节，均称为 1。（分数：2.00）填空项 1:_13.二阶系统的极点分别为 s 1 =05，s 2 =4，系统增益为 2，则其传递函数 G(s)= 1。（分数：2.00）填空项 1:_14.框图和传递函数一样包含了与系统动态性能有关的信息，但与系统的 1 无关，因此，不同系统可用同一个框图来表示。（
4、分数：2.00）填空项 1:_15.传递函数 G(s)= （分数：2.00）填空项 1:_16.二阶微分环节与振荡环节的对数相频曲线对称于 1 线。（分数：2.00）填空项 1:_17.设惯性环节的传递函数为 G(s)= （分数：2.00）填空项 1:_18.系统的开环奈奎斯特图和负实轴的交点与(1，j0)点的靠近程度，表征了系统的 1。（分数：2.00）填空项 1:_19.系统增益调整中，若减小开环增益，可使系统的稳定性 1(填“提高“或“降低”)。（分数：2.00）填空项 1:_20.相位滞后校正后可以提高稳态性能，但使系统带宽 1，降低了时间响应速度。（分数：2.00）填空项 1:_三、
5、简答题(总题数：5，分数：10.00)21.简述二阶欠阻尼系统系数 、 n 与性能指标 M p (超调量)、t s (调整时间)的关系。（分数：2.00）_22.时间响应由哪两部分组成，它们的含义和作用各是什么?（分数：2.00）_23.如何描述二阶系统的单位阶跃响应曲线上各瞬态性能指标的含义?（分数：2.00）_24.当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为 01 时，试问该系统闭环极点如何分布?单位阶跃响应的特征是什么?（分数：2.00）_25.简述误差和稳态误差的定义，及稳态误差与系统哪些因素有关。（分数：2.00）_四、分析计算题(总题数：3，分数：6.00)26.系统的微分方程为 （分数
6、：2.00）_27.设系统框图如下图所示，试用框图的简化法求 。 （分数：2.00）_28.已知单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)= （分数：2.00）_全国自考（机械工程控制基础）-试卷 9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.若 f(t)= ，则 Lf(ta)= 【 】 （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析：由题知 f(t)为单位阶跃函数，故 Lf(ta)=e as F(s)= 2.若 f(t)=2te 5t ，则 Lf(t)= 【 】 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析：3.系统框图如图所示，则该系
7、统的开环传递函数为 【 】 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：4.若某环节的传递函数为 G(s)=Ts+1，则它是 【 】（分数：2.00）A.积分环节B.微分环节C.一阶积分环节D.一阶微分环节 解析：5.某系统的传递函数为 G(s)= （分数：2.00）A.15e 3t B.5tC.15e 3tD.解析：解析：由于若系统输入为单位脉冲函数时，系统传递函数 G(s)即为其脉冲响应函数 g(t)的象函数，即 Lg(t)=G(s)或 g(t)=L 1 G(s)，故 g(t)=L 1 G(s)=15e 3t 。6.图示系统称为【 】型系统。 （分数：2.00）A.0B.C. D.解析：解析
8、：系统的类型主要看系统的开环传递函数中含积分环节的个数，此题中有两个积分环节，故为型系统。7.单位反馈控制系统的开环传递函数为 G(s)= ，则系统在 r(t)=2输入作用下的稳态误差为 【 】（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析：由题知，此开环系统含一个积分环节，故其为型系统，所以此开环系统对阶跃函数 r(t)=2输入时的稳态误差为 0。8.设开环系统的频率特性 G(jw)= ，当 =1rads 时，其频率特性幅值 M(1)= 【 】 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析：由G(j)= ，则当 =1 时，G(j)=9.一单位反馈系统的开环伯德图已知，其幅频特性在低频段是一
9、条斜率为20dBdec 的渐近直线，且延长线与 0dB线的交点频率为 =10rads，则该系统的开环增益为 【 】（分数：2.00）A.10 B.05C.2D.01解析：解析：低频段若是一条斜率为20dBdec 的渐近直线，则其延长线与 0dB线的交点即为该系统开环增益的数值。10.若系统的开环传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面，则该系统称作【 】（分数：2.00）A.非最小相位系统B.最小相位系统 C.不稳定系统D.振荡系统解析：解析：最小相位系统是指系统的开环传递函数的所有零点和极点均在s平面的左半平面二、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.已知 F(s)=1+ （分数
10、：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：(t)+4e t 4e t）解析：12.凡输出量与输入量的导数成正比的环节，均称为 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：理想微分环节）解析：13.二阶系统的极点分别为 s 1 =05，s 2 =4，系统增益为 2，则其传递函数 G(s)= 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：*）解析：14.框图和传递函数一样包含了与系统动态性能有关的信息，但与系统的 1 无关，因此，不同系统可用同一个框图来表示。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：物理结构）解析：15.传递函数 G(s)= （
11、分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：0）解析：16.二阶微分环节与振荡环节的对数相频曲线对称于 1 线。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：0）解析：17.设惯性环节的传递函数为 G(s)= （分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：*）解析：18.系统的开环奈奎斯特图和负实轴的交点与(1，j0)点的靠近程度，表征了系统的 1。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：稳定程度）解析：19.系统增益调整中，若减小开环增益，可使系统的稳定性 1(填“提高“或“降低”)。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：提高）
12、解析：20.相位滞后校正后可以提高稳态性能，但使系统带宽 1，降低了时间响应速度。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：正确答案：减小）解析：三、简答题(总题数：5，分数：10.00)21.简述二阶欠阻尼系统系数 、 n 与性能指标 M p (超调量)、t s (调整时间)的关系。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：二阶欠阻尼系统若保持 不变而增大 n 则不影响超调量 M p ，但调整时间 t s 会减小；若保持 n 不变而减小 ，则超调量 M p 和调整时间 t s 均会增大。)解析：22.时间响应由哪两部分组成，它们的含义和作用各是什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答
13、案：任意系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 系统受到外加作用后，从初始状态到最后状态的响应过程称为瞬态响应。当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度反映了系统的精确程度。)解析：23.如何描述二阶系统的单位阶跃响应曲线上各瞬态性能指标的含义?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：单位阶跃响应的各性能指标如下图所示。 )解析：24.当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为 01 时，试问该系统闭环极点如何分布?单位阶跃响应的特征是什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：当典型二阶系统的单位阶跃响应阻尼比为
14、 01 时，对应的两个闭环极点为一对共轭复数，其单位阶跃响应是衰减振荡曲线。)解析：25.简述误差和稳态误差的定义，及稳态误差与系统哪些因素有关。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：误差：是指输入信号与反馈信号之差。它直接或间接反映了系统输出希望值与实际值之差，从而反映了系统精度，用 e(t)表示。 稳态误差：是指当时间趋于无穷大时，误差的时间响应e(t)的输出值，用 e ss 表示。当 t时，e(t)有极限存在，则稳态误差定义为 e ss = )解析：四、分析计算题(总题数：3，分数：6.00)26.系统的微分方程为 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：对微分方程在零初始条件下进行拉氏变换： s 3 Y(s)+2s 2 Y(s)+5sY(s)+6Y(s)=3U(s) 则系统的传递函数为 )解析：27.设系统框图如下图所示，试用框图的简化法求 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：框图简化过程如下所示。 )解析：28.已知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：由开环传递函数知系统为型系统。 当 r(t)=t时，系统的稳态误差为 )解析：
