mooc机械工程控制基础_3章节答案(mooc完整答案)

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第1章 绪论

1.1《机械工程控制基础》课程的机械基础结构体系随堂测验

1、直流伺服电动机的工程转速与对其输入的（ ）成正比例关系。
A、控制电压
B、章节电流
C、答案答案功率
D、完整以上都不对

2、机械基础机械工程控制基础课程研究控制系统、工程（ ）和输出三者之间的控制动态关系。
A、章节反馈
B、答案答案输入
C、完整传递系统
D、机械基础以上都不对

1.2 控制理论的工程发展及其工程应用随堂测验

1、普通电冰箱属于（ ）控制系统。控制
A、单变量输入\输出
B、多变量输入\输出
C、单变量输入\多变量输出
D、以上二者都不对

2、自动控制理论的发展，包括经典控制理论、现代控制理论和（ ）三个发展阶段。
A、人工控制
B、智能控制理论
C、当代控制理论
D、以上都不对

1.3 机械工程自动控制系统的基本结构组成随堂测验

1、蒸汽机转速控制系统的输出变量是（ ）。
A、蒸汽
B、流量
C、转速
D、以上都不对

2、工作台位置控制系统的反馈元件是（ ）。
A、比较放大器
B、检测电位器
C、电流表
D、以上都不对

1.4 机械工程自动控制系统的工作原理随堂测验

1、测温传感器包括温度计和（ ）等。
A、热电偶
B、加速度计
C、光电传感器
D、以上二者都不对

2、控制是指为了达到某种目的，对事物进行（ ）干预、管理或操纵。
A、主动
B、被动
C、以上二者都对
D、以上二者都不对

1.5 机械自动控制系统的分类随堂测验

1、机械工程控制系统按信号类型可分为连续控制系统和（ ）。
A、恒值控制系统
B、离散控制系统
C、以上二者都不对
D、以上二者都对

2、机械工程控制系统按有无反馈可分为开环控制系统和（ ）。
A、闭环控制系统
B、线性控制系统
C、非线性控制系统
D、以上都不对

1.6 机械工程自动控制系统的基本要求随堂测验

1、机械工程自动控制系统的基本要求是稳定性、准确性和（ ）
A、美观性
B、实用性
C、快速性
D、以上都不对

第1章单元测试

1、工作台位置控制系统的输入元件是（ ）。
A、计算机
B、给定电位器
C、执行机构
D、以上三者都不对

2、自动控制系统按（）可分为非线性系统和线性系统
A、控制系统本身的动态特性
B、控制变量的多少
C、控制系统中的型号类型
D、控制系统输出变化规律

3、在下列这些运动中都存在信息的传输，其中（）运动是利用反馈来进行控制的。
A、司机驾驶汽车
B、篮球运动员投篮
C、人骑自行车
D、上楼梯

4、自动控制系统按控制系统采用的控制方法可分为（）
A、模糊控制系统
B、线性系统
C、最优控制系统
D、连续控制系统
E、开环控制系统

5、机械工程控制系统按控制变量多少划分可分为单变量输入/输出控制系统和多变量输入/输出控制系统。 （ ）

6、反馈信号与给定信号比较后产生的偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。

第1章作业

1、自动控制系统的基本要求是什么？其中最重要的是什么？

第2章 控制系统的数学模型

2.1 控制系统中微分方程的含义随堂测验

1、在自动控制理论中，数学模型有多种形式，属于时域中常用的数学模型的是（ ）。
A、微分方程
B、传递函数
C、结构图
D、频率特性

2、在自动控制理论中，数学模型有多种形式，属于频域中常用的数学模型的是（ ）。
A、微分方程
B、传递函数
C、结构图
D、频率特性

2.2 控制系统微分方程的建立方法随堂测验

1、运算放大器具有的优点是（）。
A、输入阻抗高，输出阻抗低
B、输入阻抗低，输出阻抗高
C、输入、输出阻抗都高
D、输入、输出阻抗都低

2、以下哪个器件属于有源器件（）。
A、电阻
B、电容
C、电感
D、运算放大器

2.3 拉普拉斯变换的定义与内涵随堂测验

1、拉普拉斯变换可以将微分方程转换成为（）。
A、差分方程
B、频率特性
C、方框图
D、复变函数

2、复变函数的极点是（）为零的点。
A、复变函数
B、复变函数分子
C、复变函数分母
D、以上都不对

2.4 典型时间函数的拉普拉斯变换形式随堂测验

1、在自动控制理论中，数学模型有多种形式，属于复数域中常用的数学模型的是（ ）。
A、微分方程
B、差分方程
C、传递函数
D、频率特性

2、下面典型时域信号中，拉普拉斯变换式为1的是（ ）。
A、单位阶跃信号
B、单位脉冲信号
C、正弦函数
D、指数函数

2.5 拉普拉斯变换的基本性质随堂测验

1、以下表述不正确的是（）。
A、函数微分的拉氏变换等于函数拉氏变换乘以s
B、函数积分的拉氏变换等于函数拉氏变换除以s
C、两个函数卷积的拉氏变换等于两个函数拉氏变换之和
D、以上都不对

2、终值定理的数学表达式为（）。
A、
B、
C、
D、

2.6 拉普拉斯反变换随堂测验

1、已知 利用拉普拉斯反变换求解

2.7 传递函数的定义与内涵随堂测验

1、决定系统传递函数的是系统的（ ）
A、结构
B、参数
C、输入信号
D、结构和参数

2、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ ）
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

第2章 控制系统的数学模型

2.8 典型环节的传递函数随堂测验

1、控制系统中 , 基本环节的划分，是根据（ ）
A、元件或设备的形式
B、系统的物理结构
C、环节的连接方式
D、环节的数学模型

2、下面典型时域信号中，传递函数为1的是（ ）。
A、单位阶跃信号
B、单位脉冲信号
C、正弦函数
D、指数函数

2.9 系统方框图的组成和含义随堂测验

1、系统方框图由什么组成（ ）。
A、信号线和信号引出点
B、求和点
C、方框
D、以上都是

2、以下表述不正确的是（ ）。
A、信号线具有方向性
B、从同一信号引出点引出的信号相同
C、方框都具有输入与输出
D、信号线没有方向

2.10 系统环节的基本连接方式随堂测验

1、负反馈连接的传递函数为（ ）。
A、
B、
C、
D、

2、单位负反馈连接的传递函数为（ ）。
A、
B、
C、
D、

2.11 系统方框图的变换与简化随堂测验

1、方框图化简时，并联连接方框总的输出量为各方框输出量的（ ）
A、乘积
B、代数和
C、加权平均
D、平均值

2、方框图化简时，串联连接方框总的输出量为各方框输出量的（ ）
A、乘积
B、代数和
C、加权平均
D、平均值

第2章单元测试

1、线性系统与非线性系统的根本区别在于（）
A、线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入
B、线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入
C、线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D、线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理

2、存在储能元件和耗能元件的典型环节是（）
A、比例环节
B、微分环节
C、积分环节
D、惯性环节

3、若描述系统的微分方程是变量及其倒数的一次有理整式，并且描述系统的微分方程的系数均为常数，则此系统为（ ）
A、线性定常系统
B、线性时变系统
C、非线性定常系统
D、非线性时变系统

4、关于阻尼器两端输出力，以下表述正确的是（）。
A、输出力与两端位移成正比
B、输出力与两端速度成正比
C、输出力与两端位移积分成正比
D、输出力与两端速度积分成正比

5、直流伺服电动机的转速与对其输入的（ ）成正比例关系。
A、电压
B、电流
C、电阻
D、以上都不对

6、对于一个线性定常系统（）
A、如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果
B、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数
C、每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响
D、可用线性微分方程式来描述
E、不能在频率域中判别它的稳定性

7、关于传递函数正确的说法有（）
A、传递函数的分母与系统的输入无关
B、实际系统的传递函数分母中s的阶次不小于分子中s的阶次
C、传递函数是无量纲的
D、不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数
E、在零初始条件下，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数

8、传递函数的定义中包括三个基本要素（）
A、线性定常系统
B、零初始条件
C、输出与输入的拉氏变换之比
D、质量

9、下列拉普拉斯变换正确的有（）
A、
B、
C、
D、

第2章作业

1、请写出8组拉普拉斯变换。（建议手写后上传照片）。

第3章 控制系统的时域分析法

3.1 控制系统的时间相应随堂测验

1、时域分析法以（）作为自变量，研究控制系统的输出信号和输入信号之间的关系。
A、时间
B、频率
C、系统某一参数
D、系统本身

2、（）是指系统在输入信号作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。
A、稳态响应
B、动态响应
C、瞬态响应
D、时间响应

3.2 典型输入信号随堂测验

1、单位脉冲函数可以表示为（）。
A、
B、
C、
D、

2、单位阶跃函数可以表示为（）。
A、
B、
C、
D、

3.3 一阶系统的单位脉冲响应随堂测验

1、一阶系统的闭环极点越靠近坐标平面的s原点，其（）
A、响应速度越慢
B、响应速度越快
C、准确度越高
D、准确度越低

2、两系统传递函数分别为G1(s)=100/(s+1)、G2(s)=100/(s+10)。调整时间分别为t1和t2，则（）
A、t1<t2
B、t1>t2
C、t1=t2
D、t1=0

3.4 一阶系统的单位阶跃响应随堂测验

1、在单位阶跃函数作用下，经过4T时间，一阶系统的时间响应以达到稳态值的（ ）。
A、50%
B、100%
C、63.2%
D、98%

3.5 一阶系统的单位斜坡响应随堂测验

1、当输入函数为单位斜坡函数时，一阶系统的响应曲线（ ）。
A、单调上升
B、单调下降
C、衰减的振荡
D、以上都不对

第3章 控制系统的时域分析法

3.6 二阶系统的单位脉冲响应随堂测验

1、当二阶系统的阻尼比大于1时，系统的单位脉冲时间响应曲线（）。
A、单调上升
B、单调下降
C、衰减的振荡
D、以上都不对

2、对于二阶系统的单位脉冲响应函数，当0<δ<1时，系统为（ ）。
A、无阻尼系统
B、欠阻尼系统
C、临界阻尼系统
D、过阻尼系统

3、二阶欠阻尼系统单位脉冲响应幅值衰减的快慢取决于（ ）。
A、ζ
B、ωn
C、ζωn
D、以上都不对

3.7 二阶系统的单位阶跃响应随堂测验

1、临界阻尼系统的单位阶跃响应曲线（）。
A、单调上升
B、单调下降
C、衰减的振荡
D、以上都不对

2、无阻尼系统的单位阶跃响应曲线（）。
A、单调上升
B、单调下降
C、等幅振荡
D、衰减的振荡

3、二阶系统单位阶跃响应函数的过渡过程随着阻尼比ζ的（），其振荡特性表现得愈加强烈。
A、增大
B、减小
C、不变
D、其他

3.8 二阶系统的单位斜坡响应随堂测验

1、当输入函数为单位斜坡函数时，二阶欠阻尼系统的响应曲线（）。
A、单调上升
B、单调下降
C、衰减的振荡
D、等幅振荡

3.9 二阶系统的时间响应的性能指标随堂测验

1、通常，系统的时域性能指标是根据系统对（）输入的响应给出的。
A、单位脉冲
B、单位阶跃
C、单位速度
D、正弦波

2、振荡环节中的阻尼比等于（）时，为最佳阻尼比。
A、0.8
B、0.707
C、0.5
D、其他

3.10 二阶系统计算举例随堂测验

1、一二阶系统在阶跃函数作用下的时间响应如图所示，该二阶系统为（ ）。
A、过阻尼系统
B、欠阻尼系统
C、无阻尼系统
D、临界阻尼系统

2、一二阶系统在阶跃函数作用下的时间响应如图所示，该二阶系统的峰值时间为（ ）s。
A、0.0029
B、0.03
C、2
D、0.0029/0.03

3.11 工作台自动控制系统的时域分析随堂测验

1、已知工作台自动控制系统为欠阻尼二阶系统，当计算其时间响应性能指标时，对其作用的典型信号为（ ）
A、单位脉冲信号
B、单位阶跃信号
C、单位斜坡信号
D、单位加速度信号

第3章单元测试

1、线性定常二阶系统的闭环增益加大：
A、系统的快速性愈好
B、超调量愈大
C、峰值时间提前
D、对系统的动态性能没有影响

2、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼的范围为：
A、ξ>1
B、0<ξ<1
C、1>ξ>0.707
D、0<ξ<0.707

3、系统时间响应的瞬态分量（）
A、是某一瞬时的输出值
B、反映系统的准确度
C、反映系统的动特性
D、只取决于开环极点

4、为提高二阶欠阻尼系统相对稳定性，可（）。
A、加大ωn
B、减小ωn
C、加大ξ
D、减小ξ

5、两系统传递函数分别为G1(s)=100/(s+1)、G2(s)=100/(s+10)。调节时间分别为t1和t2，则（）。
A、t1> t2
B、t1< t2
C、t1=t2
D、t1≤t2

6、系统的时间响应过程仅取决于系统本身的特性。（）

7、对于一阶系统，又称为惯性系统，时间常数T越大，惯性越大。（）

8、稳态响应是指系统在输入信号作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。（）

9、响应曲线达到第一个峰值所需的时间定义为调整时间，也称为过渡过程时间。（）

第3章作业

1、 上图中tr tp Mp ts 分别代表什么？计算公式是什么？（已知n、） 可以手写上传照片

第4章 控制系统的频域分析法

4.1 频率特性的概念和表示方法随堂测验

1、0.001的分贝值为（）
A、3
B、-3
C、-60
D、60

2、系统频率特性分析中常用的典型输入信号为（）
A、单位阶跃信号
B、单位速度信号
C、单位脉冲信号
D、正弦信号

4.2 频率特性的特点和作用随堂测验

1、频率响应是系统对于不同频率正弦信号的（）
A、脉冲响应
B、阶跃响应
C、瞬态响应
D、稳态响应

2、以下哪种说法不能正确描述频率特性的特点：
A、频率特性不能推广应用于非线性环节；
B、频率分析法可以较容易的解决高阶次线性系统；
C、频率特性分析方法可有效地拟制噪音对系统的影响；
D、对于特定系统，可以通过实验分析确定系统频率特性；

4.3 控制系统的频域性能指标随堂测验

1、假设系统在频率为0时的幅值为A(0)，那么系统在截止频率时的幅值为（）
A、0.5A(0)
B、0.707A(0)
C、A(0)
D、0

2、系统幅频特性出现最大值时的频率称为（）
A、零频率
B、复现频率
C、截止频率
D、谐振频率

4.4 频率特性的求法随堂测验

1、已知系统的传递函数为K/[s(Ts+1)]，其幅频特性︱G(jω)︱应为：
A、K /[ω(Tω+1)]
B、K / (Tω+1)
C、K / (ω(T2ω2+1))
D、K / (ω(T2ω2+1)0.5)

2、（）不是频率特性的求取方法
A、利用关系式xo(t)=L-1[G(s)Xi(s)]来获得频率特性；
B、传递函数G(s) 中的s换为jω ；
C、极坐标图法；
D、试验方法；

第4章 控制系统的频域分析法

4.5 典型环节的伯德图随堂测验

1、系统伯德图的横坐标是以（）表示的。
A、笛卡尔坐标
B、级数坐标
C、复数坐标
D、对数坐标

2、已知系统的Bode图如图所示，则此系统不包含的典型环节为（）。
A、比例环节
B、积分环节
C、惯性环节
D、振荡环节

4.6 系统奈奎斯特图的绘制随堂测验

1、已知系统的频率特性为 ，则当ω=0时，相频特性为（）。
A、-180°
B、-90°
C、-0°
D、-270°

2、上题中所示系统的奈奎斯特图在低频段将沿一条渐近线趋于无穷远。这条渐近线特征为（）。
A、过（KT，j0）点，平行于虚轴
B、过（-KT，j0）点，平行于虚轴
C、过（0，jKT）点，平行于实轴
D、过（0，-jKT）点，平行于实轴

4.7 典型环节的奈奎斯特图随堂测验

1、积分环节的幅频特性，其幅值与频率成：
A、指数关系；
B、正比关系；
C、反比关系；
D、不定关系

2、下图中所对应的环节为微分环节的是（）
A、
B、
C、
D、

4.8 系统伯德图的画法随堂测验

1、绘制控制系统的开环对数幅频渐近线时，振荡环节的转角频率是（）
A、ωr
B、ωn
C、ωd
D、ωb

2、绘制控制系统的开环对数相频特性曲线，当有延时环节时（）
A、相频特性加上-τω
B、相频特性减去-τω
C、相频特性不变
D、以上都不对

4.9 最小相位系统与非最小相位系统随堂测验

1、最小相位系统对数幅频特性和相频特性具有（）对应关系。

第4章单元测试

1、为了降低噪声干扰，有效的方法是
A、提高系统的型别
B、降低系统的型别
C、提高截止频率
D、降低截止频率

2、线性系统的频率特性（）。
A、由系统的结构、参数确定；
B、与输入幅值有关
C、与输出有关
D、与时间t有关

3、积分环节的输出比输入滞后（）。
A、-90°
B、90°
C、-180°
D、180°

4、传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为（）
A、非最小相位系统
B、最小相位系统
C、无差系统
D、有差系统

5、极坐标图（奈奎斯特图）与对数坐标图（伯德图）之间对应关系为：奈奎斯特图上的单位圆对应于伯德图上的（）；奈奎斯特图上的负实轴对应于伯德图上的（）。
A、对数幅频0dB线
B、相频-180°线
C、对数幅频10dB线
D、相频90°线

6、绘制系统的伯德图时，若系统有比例环节K，则应将其他环节叠加后的对数幅频特性曲线垂直移动（）；有延时环节时，应在（）加上-Tω。
A、Tω
B、20lgK
C、对数相频
D、对数幅频

7、下列关于对数坐标图说法正确的是（）
A、可以将幅值相乘转换为幅值相加，便于对个环节进行分析
B、可采用渐进线近似的作图方法绘制对数幅频图，简单方便；
C、可快速有效的分析出系统的稳定特性
D、对数分度有效扩展了频率范围，对工程系统设计有重要意义。

8、对于频率特性，下列说法正确的有（）
A、是系统单位脉冲响应函数的傅里叶变换
B、是系统对频率的响应
C、是系统输出的稳态分量对输入的正弦信号的频率的关系
D、频率特性取决于系统的结构和参数

9、已知系统的Bode图如图所示，则此系统不包含下列哪些典型环节（）。
A、比例环节
B、导前环节
C、微分环节
D、二阶微分环节
E、积分环节
F、振荡环节
G、惯性环节

10、系统的频率特性是正弦信号输入下系统稳态输出对输入信号的幅值比和相位差。（）

11、对于一个确定的系统，它的输入输出传递函数是不唯一的。（）

12、闭环控制系统的时域性能指标是系统的带宽。（）

13、控制系统的最大超调量与阻尼比和固有频率有关。（）

14、开环控制系统的传递函数是输出信号的拉氏变换与输入信号拉氏变换之比。（）

15、频率特性的表示方法只有Nyquist图和Bode图两种形式。（）

第4章作业

1、画出任意5个典型环节的Bode图（包括对数幅频特性渐近线和对数相频特性曲线）。 可手写上传照片

第5章 控制系统的稳定性

5.1 控制系统稳定性的基本概念随堂测验

1、是保证控制系统正常工作的先决条件。（）
A、稳定性
B、快速性
C、准确性
D、连续性

2、是控制系统最重要的性能指标。（）
A、稳定性
B、快速性
C、准确性
D、连续性

5.2 单输入单输出控制系统稳定的条件随堂测验

1、单输入单输出控制系统稳定的条件为（）
A、特征方程根具有负实部
B、特征方程根具有正实部
C、极点位于复平面的右半部
D、极点位于虚轴上

5.3 赫尔维茨稳定性判据随堂测验

1、赫尔维茨矩阵的各项主子式行列式的值全部为正，是线性系统稳定的条件。（）
A、充分
B、必要
C、充要
D、即不充分也不必要

5.4 劳斯稳定性判据随堂测验

1、劳斯判据只适用于特征方程是的代数方程。
A、实系数
B、虚系数
C、正数
D、负数

第5章 控制系统的稳定性

5.5 幅角原理随堂测验

1、是奈奎斯特稳定判据的数学基础。（）
A、幅角原理
B、赫尔维茨定理
C、劳斯判据
D、幅频特性

2、两个复数积的幅角等于它们的幅角。（）
A、和
B、差
C、积
D、商

5.6 根据奈奎斯特图判断系统稳定性随堂测验

1、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（）。
A、劳斯判据
B、赫尔维茨判据
C、奈奎斯特判据
D、根轨迹法

2、利用奈奎斯特稳定性判据判断系统稳定性时，Z=P-N中Z表示的意义为（）
A、开环传递函数零点在S左半平面的个数
B、开环传递函数零点在S右半平面的个数
C、闭环传递函数零点在S右半平面的个数
D、闭环特征方程的根在S右半平面的个数

5.7 根据伯德图判断系统稳定性随堂测验

1、Bode图的低频段特性完全由系统开环传递函数中的积分环节数和决定。（）
A、微分环节
B、比例环节
C、振荡环节
D、比例积分环节

2、伯德图中的高频段反映了系统的（）。
A、稳态性能
B、动态性能
C、抗干扰能力
D、以上都不是

5.8 系统的相对稳定性随堂测验

1、可以用确定系统的相对稳定性。（）
A、相位裕度
B、幅值裕度
C、幅频特性
D、相位裕度和幅值裕度

2、对于最小相位系统，只有时系统才是稳定的。( )
A、相位裕度为正
B、幅值裕度为正
C、相位裕度为负
D、相位裕度与幅值裕度均为正

第5章单元测试

1、劳斯判据应用于控制系统稳定性判断时是针对于（）
A、闭环系统的传递函数
B、开环系统的传递函数
C、闭环系统中开环传递函数的特征方程
D、闭环系统的特征方程

2、关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和奈奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是（ ）
A、劳斯—胡尔维茨判据属于代数判据，是用来判断开环系统稳定性的
B、奈奎斯特判据属与几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的
C、奈奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的
D、以上叙述均不正确

3、设计控制系统时，稳定性是。（）
A、不必判断
B、绝对必要
C、有时是必须的
D、有时是必要的，根据系统而定

4、控制系统的稳定性与有关（）
A、系统的结构参数
B、初始条件
C、干扰
D、外部条件

5、是评价系统稳定程度的指标（）
A、稳定裕度
B、相位裕度
C、幅值裕度
D、相对稳定裕度

6、关于系统稳定的说法正确的是（）
A、线性系统稳定性与输入无关
B、线性系统稳定性与系统初始状态无关
C、非线性系统稳定性与系统初始状态无关
D、非线性系统稳定性与系统初始状态有关

7、一个线性系统稳定与否不取决于（）
A、系统的结构和参数
B、系统的输入
C、系统的干扰
D、系统的初始状态

8、利用赫尔维茨判据，则系统稳定的充要条件不正确为：特征方程的各项系数均为；各阶子行列式都。（）
A、正、大于0
B、正、小于0
C、负、大于0
D、负、小于0

9、下列哪项是不正确（）
A、赫尔维茨判据、劳斯判据又称为代数稳定性判据
B、奈奎斯特判据、劳斯判据又称为代数稳定性判据
C、赫尔维茨判据、奈奎斯特代数稳定性判据
D、赫尔维茨判据、奈奎斯特代数稳定几何性判据

10、下列说法不正确的有（）
A、系统的稳定决定于特征方程的解
B、系统的稳定决定于微分方程的解
C、系统的稳定决定于积分方程的解
D、系统的稳定决定于微积分方程的解

11、劳斯阵列第一列元素符号改变次数就是特征方程中所包含的左根数目。 （）

12、正半次穿越是对数相频特性曲线始于-180o向下。 （）

13、最小相位系统，必须同时具有正幅值裕度和正幅值裕度，闭环系统稳定。 （）

14、奈奎斯特判据属于代数稳定性判据。（）

15、系统稳定时，只需要相位裕度为正即可。（）

16、系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定。（）

第6章 控制系统的根轨迹分析法

6.1 根轨迹与系统特性随堂测验

1、闭环极点随开环某一参数变化在复平面上所化而形成的曲线称为（ ）。
A、奈奎斯特曲线
B、对数频率特性曲线
C、根轨迹
D、以上都不对

2、根据系统的（ ），可以看出系统特征根随系统某一参数变化的情况，进而可知系统特性随该参数变化的情况。
A、根轨迹
B、奈奎斯特图
C、伯德图
D、以上都不对

6.2 根轨迹的幅值条件和相角条件随堂测验

1、凡是同时满足幅值条件和相角条件的点必定在根轨迹上。（）

6.3 绘制根轨迹的基本规则随堂测验

1、根轨迹起始于 ，终止于 。 （ ）
A、开环极点、开环零点
B、闭环极点、闭环零点
C、开环零点、开环极点
D、闭环零点、闭环极点

6.4 根轨迹绘制举例随堂测验

1、系统的瞬态响应的基本特征取决于系统 在复平面上的位置。 （ ）
A、开环极点
B、开环零点
C、闭环极点
D、闭环零点

2、根轨迹与虚轴的交点是系统（ ）状态是的闭环特征根。
A、零阻尼
B、欠阻尼
C、临界阻尼
D、过阻尼

第7章 控制系统的误差分析和计算

7.1 控制系统复域和时域误差的基本概念及误差传递函数随堂测验

1、下列因素中，与系统稳态误差无关的是（）
A、系统的类型
B、开环增益
C、输入信号
D、开环传递函数中的时间常数

2、系统的复域误差与系统的下列那些有关（）。①开环传递函数②系统的输入③系统的输出
A、①②
B、①③
C、②③
D、①②③

7.2 控制系统的类型随堂测验

1、系统的型次（或称类型），取决于（）。
A、前向通道传递函数的阶次
B、开环传递函数的阶次
C、开环传递函数中所包含积分环节的个数
D、闭环传递函数的阶次

7.3 控制系统的静态误差系数随堂测验

1、系统的类型、开环增益对系统稳态误差的影响为（）
A、系统型次越高，开环增益越大，稳态误差越小
B、系统型次越低，开环增益越大，稳态误差越小
C、系统型次越高，开环增益越小，稳态误差越小
D、系统型次越低，开环增益越小，稳态误差越小

第7章 控制系统的误差分析和计算

7.4 用伯德图确定误差系数随堂测验

1、对于0型系统，低频渐近线是一条幅值为（）分贝的水平线。

7.5 扰动引起误差的计算方法随堂测验

1、为消除干扰作用下的稳态误差，可以在控制回路干扰作用点之前（）。
A、增加积分环节
B、减少积分环节
C、增加放大环节
D、减少放大环节

7.6 减小稳态误差的途径随堂测验

1、在保证系统稳定的前提下，以下可以减小稳态误差的途径是（）。
A、增大系统开环放大倍数
B、减小系统开环放大倍数
C、减小系统型次
D、以上都不对

2、误差的补偿方式可分为干扰补偿和输入补偿两种，但是哪一种是对误差的全补偿？
A、干扰补偿
B、输入补偿
C、两者都是
D、两者都不是

7.7 动态误差系数随堂测验

1、线性定常二阶系统的闭环增益越大，（）。
A、系统的快速性越好
B、超调量越大
C、峰值时间提前
D、系统的动态性能没有影响

2、下列说法中，正确的是（）
A、动态误差系数决定于系统的结构参数
B、动态误差系数决定于系统的结构参数与输入信号
C、系统的动态误差仅与系统的结构有关
D、系统的动态误差仅与输入信号有关

第8章 控制系统性能校正

8.6 Bode定理及应用随堂测验

1、在控制系统的设计和调试中，开环放大系数K的变化，对对数幅频特性的影响是（）。
A、形状不变，位置改变
B、形状改变，位置不变
C、形状位置均改变
D、以上都不是

8.7 相位超前校正随堂测验

1、以下校正方案中不属于串联校正的是（）。
A、增益调整
B、相位超前校正
C、相位滞后校正
D、顺馈校正

2、相位超前校正不适用的系统是（）的系统。
A、系统稳定
B、稳态误差较好，瞬态误差不满意
C、未校正系统相角在剪切频率处急剧减小
D、以上都不对

8.8 相位滞后校正随堂测验

1、关于相位滞后校正描述不正确的是（）。
A、相位滞后校正是利用滞后环节高频幅值衰减特性。
B、滞后环节主要用来改善未校正系统的低频段。
C、滞后校正可提高系统的相角裕度，改善瞬态性能。
D、滞后校正使系统频带宽度增加，导致高频抗干扰能力下降。

8.9 相位滞后-超前校正随堂测验

1、关于相位滞后—超前校正的特点说法不正确的是（）。
A、利用超前部分改善系统动态性能，滞后部分改善系统静态性能。
B、适用于校正不稳定且动态与稳态性能均有较高要求的系统
C、校正后的系统响应速度快，超调量小，但抑制高频噪声的性能较差。
D、以上都不对

第8章 控制系统性能校正

8.1 控制系统性能校正的含义随堂测验

1、控制系统设计中，（）属于并联校正，校正的实质是通过改变系统（）的分布，来改善系统的性能。
A、反馈校正、频率特性
B、滞后校正、零点
C、增益校正、零点和极点
D、以上都不对

2、对一个自动控制系统基本的性能指标要求是快速性、准确性和稳定性，其中使系统能正常工作的首要条件是（）。
A、稳定性
B、快速性
C、准确性
D、以上都是

8.2 控制系统的性能指标随堂测验

1、开环频域指标中的相位裕度和幅值裕度是系统响应（）的指标。
A、快速性
B、准确性
C、稳定性
D、以上都不是

8.3 闭环控制系统零极点与性能的关系随堂测验

1、为了使系统稳定，闭环极点必须都在[s]平面上；为保证系统快速性好，应使系统响应衰减的快，则闭环极点都应虚轴。
A、左半、远离
B、左半、靠近
C、右半、远离
D、右半、靠近

8.4 反馈校正随堂测验

1、反馈校正不能实现以下哪一目的（）。
A、利用反馈校正取代某一环节
B、减小时间常数
C、增大相位稳定裕度
D、以上都不对

8.5 顺馈校正随堂测验

1、高精度控制系统中，保证系统稳定的同时，还需要减少甚至消除系统误差，理论上（）解决了提高控制精度与保证系统稳定性之间的矛盾。
A、反馈校正
B、顺馈校正
C、串联校正
D、以上都不是

第8章 控制系统性能校正

8.10 PID控制器随堂测验

1、在比例微分控制器中，调节器的输出信号与（）成比例。
A、偏差信号
B、被调量或其偏差对于时间的导数
C、输出信号的变化速度
D、以上都不对

2、比例积分控制器可提高系统的稳态精度，其中的比例控制对由积分控制降低了的快速性有所补偿，相当于（）。
A、超前校正
B、滞后校正
C、滞后超前校正
D、以上都不对

8.11 有源和无源校正环节的对比随堂测验

1、下列选项中哪项不属于超前校正的效果（）
A、在相对稳定性不变的情况下，系统的稳态精度提高。
B、系统的频带宽度增加
C、超调量下降
D、超调量上述

8.12 按希望特性校正的含义随堂测验

1、下列哪一项不属于按希望特性设计控制器的常用方法（）
A、图解法
B、直接法
C、函数法
D、以上都不对

2、下列哪一项不是按希望特性设计控制器的基本思路（）
A、确定校正后系统应具有的频率特性
B、比较原系统和特性和希望特性
C、设计控制器结构
D、以上都不对

第8章 控制系统性能校正

8.13 典型I型系统的设计方法随堂测验

1、典型I型系统属于（）
A、1阶系统
B、2阶系统
C、3阶系统
D、以上都不对

8.14 典型II型系统的设计方法随堂测验

1、典型Ⅱ型系统同时可被称为（）阶希望特性系统。
A、1
B、2
C、3
D、都不是

2、在典型Ⅱ型系统中，改变K与闭环系统的（）有关。
A、快速性
B、稳定性
C、准确性
D、以上都对

8.15 按希望特性设计控制器的图解法随堂测验

1、图解法设计控制器过程需要绘制（）。
A、幅频特性伯德图
B、根轨迹图
C、奈奎斯特图
D、其他

2、图解法设计控制器过程中，需要绘制（）条系统特性渐近线。
A、1
B、2
C、3
D、4

8.16 按希望特性设计控制器的直接法随堂测验

1、与典型I型系统相比，典型Ⅱ型系统超调量较（ ），抗干扰能力较（ ）。
A、大、弱
B、大、强
C、小、强
D、小、弱

2、利用直接法设计控制器的过程中，需要计算系统（ ）传递函数。
A、开环
B、闭环
C、开环和闭环
D、以上都不是

考试

期末考试

1、工作台位置控制系统的输入元件是（ ）。
A、给定电位器
B、计算机
C、显示屏
D、没有正确答案

2、自动控制系统按（）可分为非线性系统和线性系统
A、控制系统本身的动态特性
B、控制变量的多少
C、控制系统中的型号类型
D、控制系统输出变化规律

3、线性系统与非线性系统的根本区别在于（ ）
A、线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入
B、线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入
C、线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理
D、线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理

4、存在储能元件和耗能元件的典型环节是（）
A、比例环节
B、微分环节
C、积分环节
D、惯性环节

5、若描述系统的微分方程是变量及其倒数的一次有理整式，并且描述系统的微分方程的系数均为常数，则此系统为（ ）
A、线性定常系统
B、线性时变系统
C、非线性定常系统
D、非线性时变系统

6、关于阻尼器两端输出力，以下表述正确的是（）。
A、输出力与两端位移成正比
B、输出力与两端速度成正比
C、输出力与两端位移积分成正比
D、输出力与两端速度积分成正比

7、线性定常二阶系统的闭环增益加大（ ）
A、系统的快速性愈好
B、超调量愈大
C、峰值时间提前
D、对系统的动态性能没有影响

8、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼的范围为：
A、ξ>1
B、0<ξ<1
C、1>ξ>0.707
D、0<ξ<0.707

9、系统时间响应的瞬态分量（）
A、是某一瞬时的输出值
B、反应系统的准确度
C、反映系统的动态特性
D、只取决于开环极点

10、两系统传递函数分别为G1(s)=100/(s+1)、G2(s)=100/(s+10)。调节时间分别为t1和t2，则（）。
A、t1> t2
B、t1< t2
C、t1=t2
D、t1≤t2

11、为了降低噪声干扰，有效的方法是（）。
A、提高系统的型别
B、降低系统的型别
C、降低截止频率
D、提高截止频率

12、线性系统的频率特性是（）。
A、由系统的结构、参数确定；
B、与输入幅值有关
C、与输出有关
D、与时间t有关

13、积分环节的输出比输入滞后（）。
A、-90°
B、90°
C、-180°
D、180°

14、传递函数的零点和极点均在复平面的左侧的系统为（）。
A、非最小相位系统
B、最小相位系统
C、有差系统
D、无差系统

15、已知系统的Bode图如图所示，则此系统包含哪些典型环节（）。
A、比例环节
B、导前环节
C、微分环节
D、二阶积分环节
E、积分环节
F、振荡环节
G、惯性环节

16、劳斯判据应用于控制系统稳定性判断时是针对于（）
A、闭环系统的传递函数
B、开环系统的传递函数
C、闭环系统中开环传递函数的特征方程
D、闭环系统的特征方程

17、关于劳斯—胡尔维茨稳定性判据和奈奎斯特稳定性判据，以下叙述中正确的是
A、劳斯—胡尔维茨判据属于代数判据，是用来判断开环系统稳定性的
B、奈奎斯特判据属与几何判据，是用来判断闭环系统稳定性的
C、奈奎斯特判据是用来判断开环系统稳定性的
D、以上叙述均不正确

18、设计控制系统时，稳定性是。（）
A、不必判断
B、绝对必要
C、有时是必须的
D、有时是必要的，根据系统而定

19、控制系统的稳定性与有关。（）
A、系统的结构参数
B、初始条件
C、干扰
D、外部条件

20、是评价系统稳定程度的指标。（）
A、稳定裕度
B、相位裕度
C、幅值裕度
D、相对稳定裕度

21、自动控制系统按控制系统采用的控制方法可分为（）
A、模糊控制系统
B、最优控制系统
C、线性系统
D、连续控制系统
E、开环控制系统

22、对于一个线性定常系统（ ）
A、如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果
B、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数
C、每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响
D、可用线性微分方程式来描述
E、不能在频率域中判别它的稳定性

23、关于传递函数正确的说法有（ ）
A、传递函数的分母与系统的输入无关
B、实际系统的传递函数分母中s的阶次不小于分子中s的阶次
C、传递函数是无量纲的
D、不同物理类型的系统，可以具有相同形式的传递函数
E、在零初始条件下，系统输出的拉氏变换取决于输入和其传递函数

24、下列拉普拉斯变换正确的有（）
A、
B、
C、
D、

25、绘制系统的伯德图时，若系统有比例环节K，则应将其他环节叠加后的对数幅频特性曲线垂直移动（）；有延时环节时，应在（）加上-Tω。
A、Tω
B、20lgK
C、对数相频
D、对数幅频

26、下列关于对数坐标图说法正确的是（）
A、可以将幅值相乘转换为幅值相加，便于对个环节进行分析
B、可采用渐进线近似的作图方法绘制对数幅频图，简单方便；
C、可快速有效的分析出系统的稳定特性
D、对数分度有效扩展了频率范围，对工程系统设计有重要意义。

27、对于频率特性，下列说法正确的有（）
A、是系统单位脉冲响应函数的傅里叶变换
B、是系统对频率的响应
C、是系统输出的稳态分量对输入的正弦信号的频率的关系
D、频率特性取决于系统的结构和参数

28、关于系统稳定的说法正确的是（）
A、线性系统稳定性与输入无关
B、线性系统稳定性与系统初始状态无关
C、非线性系统稳定性与系统初始状态无关
D、非线性系统稳定性与系统初始状态有关

29、一个线性系统稳定与否不取决于（）
A、系统的结构和参数
B、系统的输入
C、系统的干扰
D、系统的初始状态

30、利用赫尔维茨判据，则系统稳定的充要条件不正确为：特征方程的各项系数均为( )；各阶子行列式都。（）
A、正、大于0
B、正、小于0
C、负、大于0
D、负、小于0

31、下列哪项是不正确（）
A、赫尔维茨判据、劳斯判据又称为代数稳定性判据
B、奈奎斯特判据、劳斯判据又称为代数稳定性判据
C、赫尔维茨判据、奈奎斯特代数稳定性判据
D、赫尔维茨判据、奈奎斯特代数稳定几何性判据

32、下列说法不正确的有（）
A、系统的稳定决定于特征方程的解
B、系统的稳定决定于微分方程的解
C、系统的稳定决定于积分方程的解
D、系统的稳定决定于微积分方程的解

33、机械工程控制系统按控制变量多少划分可分为单变量输入/输出控制系统和多变量输入/输出控制系统。

34、反馈信号与给定信号比较后产生的偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。

35、系统的时间响应过程仅取决于系统本身的特性。

36、对于一阶系统，又称为惯性系统，时间常数T越大，惯性越大。

37、稳态响应是指系统在输入信号作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。

38、响应曲线达到第一个峰值所需的时间定义为调整时间，也称为过渡过程时间。

39、系统的频率特性是正弦信号输入下系统稳态输出对输入信号的幅值比和相位差。

40、对于一个确定的系统，它的输入输出传递函数是不唯一的。

41、闭环控制系统的时域性能指标是系统的带宽。

42、控制系统的最大超调量与阻尼比和固有频率有关。

43、开环控制系统的传递函数是输出信号的拉氏变换与输入信号拉氏变换之比。

44、频率特性的表示方法只有Nyquist图和Bode图两种形式。

45、劳斯阵列第一列元素符号改变次数就是特征方程中所包含的左根数目。

46、正半次穿越是对数相频特性曲线始于-180o向下。

47、最小相位系统，必须同时具有正幅值裕度和正幅值裕度，闭环系统稳定。

48、奈奎斯特判据属于代数稳定性判据。

49、系统稳定时，只需要相位裕度为正即可。

50、系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定。

期末主观题

1、什么是反馈？什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？

2、设单位反馈控制系统的开环传递函数为 。试求该系统的上升时间、峰值时间、超调量和调整时间。

3、控制系统的框图如图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时系统的稳态输出。

4、系统的特征方程如下，试用赫尔维茨稳定判据确定使系统稳定的K值。

中国大学机械工程控制基础_3

1. 概述

机械工程控制基础是机械工程专业必修课程之一，旨在为学生提供控制理论和现代控制技术的基础知识，培养学生在机械控制领域的能力。

2. 内容

机械工程控制基础主要包括以下内容：

• 系统建模：机械系统的传动机构、机构运动学、机构动力学和系统建模方法
• 控制系统基础：控制系统的基本概念、控制系统的一般结构、闭环控制系统和开环控制系统
• 控制系统分析与设计：根据系统模型进行控制系统的分析和设计
• PID控制：PID控制器的理论基础、PID参数的选择和PID控制器的调节方法
• 先进控制技术：包括状态空间法、根轨迹法、频率响应法、模糊控制、神经网络控制等现代控制技术

3. 重点难点

机械工程控制基础的重点难点主要包括：

• 机械系统的建模和分析
• 控制系统的分析和设计
• PID控制器的理论基础和实现方法
• 先进控制技术的理论和应用

4. 学习建议

学习机械工程控制基础需要具备扎实的数学基础和电路基础，建议学生在学习前先学习高等数学、线性代数、概率论与数理统计、电路原理等相关课程。

学习过程中需要多做习题，掌握系统建模和控制系统分析设计的方法，理解PID控制器的工作原理，掌握现代控制技术的应用。

5. 应用

机械工程控制基础的应用广泛，包括机械传动系统、机器人控制、汽车控制、飞行器控制、电梯控制、工业生产线控制等等。

掌握机械工程控制基础可以为机械工程专业的学生提供更多的职业选择和发展机会。

6. 总结

机械工程控制基础是机械工程专业的核心课程之一，掌握机械系统建模、控制系统分析和设计等基本知识，对于学生未来的职业发展具有重要意义。