1、机械工程控制基础自考题模拟 1及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.下列关于开环系统和闭环系统的说法中正确的是_（分数：2.00）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.指数函数 e -at 的拉氏变换为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.3.函数 的拉氏变换是_ A B C D （分数：2.00）A.B.C
2、.D.4.Lf(t)e at =_ A.F(s+a) B.F(s-a) C.aF(s-a) D.easF(s)（分数：2.00）A.B.C.D.5.已知 （分数：2.00）A.10B.5C.0D.6. （分数：2.00）A.B.C.D.7. 的拉氏反变换为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.8.某系统的微分方程为 （分数：2.00）A.线性时变系统B.非线性系统C.线性定常系统D.以上说法均不正确9.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关_（分数：2.00）A.输入信号B.不为零的初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和不为零的初始条件10.某环节的传递函数为 （
3、分数：2.00）A.延时环节B.比例环节C.惯性环节D.积分环节二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11. 1是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递的过程。 （分数：2.00）12.按传递信号的性质分类，控制系统可分为连续系统和 1 系统。 （分数：2.00）13.一般对机械工程控制系统有三方面的性能要求：稳定性、准确性和 1。 （分数：2.00）14.单位阶跃函数的拉氏变换为 1。 （分数：2.00）15.当系统传递函数为 （分数：2.00）16.复数 s=1+j的三角表示法为 s= 1。 （分数：2.00）17.设 ，则 （分数：2.00）18.对单输入单输出线性定常
4、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，称为系统的 1。 （分数：2.00）19.系统传递函数的零点、极点和放大系数决定着系数的 1 和稳态性能。 （分数：2.00）20.n个环节并联，其总的传递函数等于各并联环节传递函数的 1。 （分数：2.00）三、简答题(总题数：5，分数：30.00)21.什么是信息的反馈(包括正反馈与负反馈)? （分数：6.00）_22.若 f(t)的拉氏变换 F(s)存在，则 f(t)必须满足的条件是什么? （分数：6.00）_23.已知象函数 F(s)，求原函数 f(t)的方法有哪些? （分数：6.00）_24.系统数学模型的建立
5、可以采用哪些方法? （分数：6.00）_25.传递函数的典型环节有哪些?并试写出它们的传递函数。 （分数：6.00）_四、分析计算题(总题数：3，分数：30.00)26.列出如下图所示系统的输入扭矩与输入轴转角之间的运动微分方程，并求输入轴上的等效转动惯量 J eq 、等效阻尼系数 B eq 和等效输出扭矩 T eq 。图中 T M 、 1 为输入扭矩及输入轴转角，L 为输出端负载，T L 为负载扭矩，z 1 、z 2 、z 3 、z 4 分别为输入、输出轴上齿轮的齿数。 （分数：10.00）_27.运用框图简化法则，求下图所示系统的传递函数。 （分数：10.00）_28.RC电网络系统如图所
6、示，画出此系统的框图，并求传递函数 U。(s)/U i (s)。 （分数：10.00）_机械工程控制基础自考题模拟 1答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.下列关于开环系统和闭环系统的说法中正确的是_（分数：2.00）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解析：考点 本题主要考查的知识点为开环系统与闭环系统的不同。 解析 开环系
7、统的输出对系统无控制作用，即系统中无反馈回路；闭环系统的输出对系统有控制作用，即系统中有反馈回路。2.指数函数 e -at 的拉氏变换为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为指数函数的拉氏变换。 解析 对指数函数 e -at 取拉氏变换为 3.函数 的拉氏变换是_ A B C D （分数：2.00）A.B.C. D.解析：考点 本题主要考查的知识点为正、余弦函数的拉氏变换。 解析 利用三角和公式展开得， 4.Lf(t)e at =_ A.F(s+a) B.F(s-a) C.aF(s-a) D.easF(s)（分数：2.00）A.B. C.D.
8、解析：考点 本题主要考查的知识点为拉氏变换性质中的复数域的位移定理。 解析 因复数域的位移定理为 Lf(t)e -at =F(s+a)，故 Lf(t)e at =F(s-a)。5.已知 （分数：2.00）A.10B.5C.0 D.解析：考点 本题主要考查的知识点为拉氏变换性质中的初值定理。 解析 由拉氏变换性质中的初值定理得， 6. （分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为用拉氏变换实数域的位移定理求解函数的拉氏反变换。 解析 根据实数域的位移定理：若 Lf(t)=F(s)，则 Lf(t-a)=e -as F(s)。又因 ，则 7. 的拉氏反变换为_ A B C
9、D （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为拉氏反变换的部分分式法中 F(s)无重极点的情况。 解析 8.某系统的微分方程为 （分数：2.00）A.线性时变系统B.非线性系统 C.线性定常系统D.以上说法均不正确解析：考点 本题主要考查的知识点为非线性系统的定义。 解析 用非线性方程描述的系统称为非线性系统。因 中含非线性项 9.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关_（分数：2.00）A.输入信号B.不为零的初始条件C.系统的结构参数 D.输入信号和不为零的初始条件解析：10.某环节的传递函数为 （分数：2.00）A.延时环节B.比例环节C.惯性环节
10、 D.积分环节解析：考点 本题主要考查的知识点为惯性环节的传递函数。 解析 因惯性环节的传递函数为 二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11. 1是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递的过程。 （分数：2.00）解析：信息传递12.按传递信号的性质分类，控制系统可分为连续系统和 1 系统。 （分数：2.00）解析：离散13.一般对机械工程控制系统有三方面的性能要求：稳定性、准确性和 1。 （分数：2.00）解析：快速性14.单位阶跃函数的拉氏变换为 1。 （分数：2.00）解析：15.当系统传递函数为 （分数：2.00）解析：s=-116.复数 s=1+j的三角表示法为
11、s= 1。 （分数：2.00）解析：17.设 ，则 （分数：2.00）解析：18.对单输入单输出线性定常系统，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，称为系统的 1。 （分数：2.00）解析：传递函数19.系统传递函数的零点、极点和放大系数决定着系数的 1 和稳态性能。 （分数：2.00）解析：瞬态响应20.n个环节并联，其总的传递函数等于各并联环节传递函数的 1。 （分数：2.00）解析：代数和三、简答题(总题数：5，分数：30.00)21.什么是信息的反馈(包括正反馈与负反馈)? （分数：6.00）_正确答案：()解析：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不
12、断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回到输入端，再输入到系统中去。如果反馈回去的信号(或作用)与原系统的输入信号(或作用)的方向相反(或相位相差 180)，则称为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称为“正反馈”。22.若 f(t)的拉氏变换 F(s)存在，则 f(t)必须满足的条件是什么? （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)在任一有限区间上，f(t)分段连续，只有有限个间断点；(2)当 t时，f(t)的增长速度不超过某一指数函数，即满足|f(t)|Me at ，式中，M、a 均为实常数。23.已知象函数 F(s)，求原函数 f(t)的方法有哪些? （分数：6.00）_正确答案：(
13、)解析：已知象函数 F(s)，求原函数 f(t)的方法有查表法、有理函数法、部分分式法和使用 MATLAB函数求解原函数。24.系统数学模型的建立可以采用哪些方法? （分数：6.00）_正确答案：()解析：建立系统的数学模型有两种方法： (1)分析法：根据系统本身所遵循的有关定律列写数学表达式，在列写方程的过程中往往要进行必要的简化，如线性化等。 (2)实验法：根据系统对某些典型输入信号的响应或其他实验数据建立数学模型。25.传递函数的典型环节有哪些?并试写出它们的传递函数。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：传递函数的典型环节有： (1)比例环节 G(s)=K； (2)纯积分环节 ；
14、(3)纯微分环节 G(s)=s； (4)惯性环节 ； (5)一阶微分环节 G(s)=Ts+1； (6)振荡环节 四、分析计算题(总题数：3，分数：30.00)26.列出如下图所示系统的输入扭矩与输入轴转角之间的运动微分方程，并求输入轴上的等效转动惯量 J eq 、等效阻尼系数 B eq 和等效输出扭矩 T eq 。图中 T M 、 1 为输入扭矩及输入轴转角，L 为输出端负载，T L 为负载扭矩，z 1 、z 2 、z 3 、z 4 分别为输入、输出轴上齿轮的齿数。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由转动惯量定理得 由齿轮传递基本关系得 综上各式得 则等效转动惯量、等效阻尼系数和
15、等效输出扭矩分别为 27.运用框图简化法则，求下图所示系统的传递函数。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：原系统运用框图简化法则化简的步骤如： (1)消除交叉，如下图(a)所示。 (a)(2)合并反馈内环，如下图(b)所示。 (b)(3)再合并反馈外环，如下图(c)所示。 (c)故此系统的传递函数为 28.RC电网络系统如图所示，画出此系统的框图，并求传递函数 U。(s)/U i (s)。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：(1)系统输入为 u i ，输出为 u o 。 (2)列写微分方程： u i =R 1 i R +u o u o =R 2 i i=i R +i C (3)对上式分别取拉氏变换得： U i (s)=R 1 I R (s)+U o (s) U o (s)=R 2 I(s) I(s)=I R (s)+I C (s) (4)分别将(3)中各拉氏变换式用框图表示，再连成系统框图。图(a)、(b)、(c)、(d)分别对应式、，最终连成的系统框图如图(e)所示。 则求得系统的传递函数为
