2007年机械工程控制基础试题

2007年硕士研究生入学考试试题考试科目代码：413 考试科目名称：机械工程控制基础(如无特殊注明，所有答案必须写在答题纸上，否则以“0”分计算)一、单项选择题(在每小题的四个被选答案中，选出一个正确的答案，并将其答案按顺序写在答题纸上，每小题 2分，共 40分)1. 机械工程控制论是研究该领域中系统的Q问题。A. 静力学B.能量守恒C.动力学D.物理学2. 开环控制系统是指O对系统没有控制作用。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3.图示函数的拉氏变换为O。a1T1(1 e Ts)；A.(1 e -ts )；B.T s 2as2T 1C.(1 e -)；D.a1(1 eTs)asTs2|4.s 2 + 3s + 3s (s + 2)( s 2 + 2s + 6)其原函数的终值f (t)二Ot sA. 00 ；B. 0 ； C. 0.25 ； D. 0.35. 若保持一阶系统的Z不变，提咼，则可以O。nA. 减少上升时间和峰值时间B. 提咼上升时间和峰值时间C. 提咼上升时间和调整时间D. 减少超调量6. 一个线性系统的稳定性取决于O。A. 系统的输入B. 系统本身的结构和参数C. 系统的初始状态D. 外界干扰7. 一阶系统的传递函数为；其单位阶跃响应为O5s +1A. 1 e 5 ； B. 3 3e 5 ； C. 5 5e 5 ； D. 3 e 528. 已知系统输出的拉氏变换为Y(s) = -,，那么系统处于Oss +龙nA. 欠阻尼； B. 过阻尼； C. 临界阻尼； D. 无阻尼9. 已知f (t)二e-rcos21的拉氏变换为O2A.e2ss 2 + 4B.2(s + 4)2 + 4s +1(s +1)2 + 4sD.e-2ss2 + 410. 幅相频率特性曲线与对数频率特性曲线的关系是OA. 幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的一20dB线B. 幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的+20dB线C. 幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的零分贝线D. 幅相频率特性曲线上的单位圆相当于对数频率特性曲线上的+1dB线11. 若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作O。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12. 已知线性系统的输入x(t),输出y(t),传递函数G(s),则正确的关系是OA. y(t)二 x(t) - L-iG(s)B.Y(s)二 G(s) X (s)C. X (s) = Y(s) G(s)D.y(t) = x(t) G(s)13. 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是OKs + dKKA.； B.； C.； D.-Ts +1s (s + a)(s + b)s (s + a)s 2( s + a)s + 914. 一系统在干扰单独作用下的误差函数为E1(s)=-，在输入信号单独作用下的误差函数为1s(s+5)E2( s)二s2 + 2s + 9s(s2 + 3s + 5)则系统总的稳态误差为9A .515. 在闭环控制系统中，A.系统的精度提咼，C. 系统的精度下降B. 09C. - 5通过增大开环增益K可使O 并且稳定性也提高B. 系统的精度下降，但稳定性也下降D. 系统的精度提高但稳定性提高但稳定性也下降C. 峰值时间 D. 调整时间其频率特性|G(j )应为OA.e -tB.e -tw1+T1+ Tk2C.e -tw1+T 2w 2D.18. Nyguist图如图1所示，对应该图的传递函数为O19.A.B.C.D.20.1KA.B. - C.D. K(1+ Ts)1 + Ts 1 + Ts(1+ Ts)(1+ Ts)12系统特征方程的根与系统的瞬态响应的对应关系为 特征方程的全部根具有正实部，系统的瞬态响应收敛 特征方程的全部根具有负实部，系统的瞬态响应收敛 特征方程的全部根的实部为0时，系统的瞬态响应收敛至零 特征方程的全部根的实部为0时，系统的瞬态响应一定发散 设系统开环传递函数为G (s)，函数F(s)= 1 + G (s)， k极点相同kA.极点相同B. 零点相同C.零、则F(s)与G (s)的0kD. 零、极点都不相同16. 用包络线取代响应曲线，可近似求出典型二阶振荡系统的OA. 上升时间 B. 最大超调量17. 已知传递函数G(s)=1+Ts二.计算题。(共 72分)1. 已知单位反馈系统的开环传递函数为G (s)=P，求该系统的单位阶跃响应。分)2. 试写出相位超前校正的传递函数，画出其bode图，并简述其对系统运动性能的校正作用。(6分)3. 求图 2a 与图 2b 所示系统的传递函数，证明两系统为相似系统(12 分)。u0(t)0输出图 2b图 2a4.如图3所示系统，已知X (s)= N(s)=1 , is试求输入 X (s )和扰动 N (s )共同作用下的稳态 i误差。(15 分)图3Y(s)5.某系统方块图如图4所示，简化该方块图，求出其传递函数。(16分)R(s)图5图46.若单位负反馈系统的开环传递函数为q(s)=(s + i)(0.is +1)，求使系统稳定的K的取值范围.(10分)7.某温度计为一阶系统，传递函数 G (s) = K(Ts +1)。输入为所测量的环境温度，输出为温度计的读数。把0C 的温度计快速放入1C的环 境中，记录温度计的读数如 图 5 所示。( 8 分)1 )求系统的单位阶跃响应。2)根据题图估计温度计的系 统增益K,时间常数T。三图解题（共 38分）1已知单位反馈系统的开环传递函数为10G(s)H(s) - s2$ + i)(o.O2s +1)，18 分)（1）在答题纸上按照下图所给比例，绘制 Bode 图的幅频特性和相频特性图，说明包含 哪些环节？（幅频图用渐近线表示即可，但必 须注明各转角频率、各直线的斜率；相频图不 要求精确）L( co )/dB0-20402043 / s-160dB/dec1（2）在图中标出相位裕量Y、幅值裕量kg（dB）、剪切频率3c、相位穿越频率-g。（3）系统是否稳定，为什么？2.已知单位反馈的最小相位系统的开环对数幅频特性如 图 6 所示，试估计该系统的开环传递函数。（7 分）-20dB/dec-40dB/dec3. 已知下列系统的开环频率特性的极坐标图（Nyquist）和对应的开环传递函数，分析其稳定性，说明原 因？s34. 系 统 的 输入 端加入 一个正弦信 号x（t） = A sint，将系统的输入与输出信号同时连接在示波器上，系统稳定后，测得图 8 所示的波形，设系统的传递函数为G（s）,由图8写出IG（j ）1=?，输出 y（t）=? （5 分）t第 4 页 （共 4 页）