国家开放大学《机电控制工程基础》章节自测参考答案.docx

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国家开放大学《机电控制工程基础》章节自测参考答案

第1章控制系统的基本概念

一、单项选择题（共20道题，每题3分，共60分）

1.产生与被控制量有一定函数关系的反馈信号的是（）

a.反馈元件

b.校正元件

c.控制元件

d.比较元件

2.产生控制信号的是（）

a.校正元件

b.比较元件

c.反馈元件

d.控制元件

3.以下（）是随动系统的特点。

a.输出量不能够迅速的复现给定量的变化

b.给定量的变化规律是事先确定的

c.输出量不能够准确复现给定量的变化

d.输出量能够迅速的复现给定量的变化

4.以下（）的给定量是一个恒值。

a.有静差系统

b.恒值控制系统

c.无静差系统

d.脉冲控制系统

5.反馈控制系统通常是指（）

a.混合反馈

b.干扰反馈

c.正反馈

d.负反馈

6.如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，这样的系统一定是（）

a.闭环控制系统

b.正反馈环控制系统

c.开环控制系统

d.复合反馈系统

7.开环控制系统的精度主要取决于（）

a.系统的校准精度

b.放大元件

c.校正元件

d.反馈元件

8.数控机床系统是由程序输入设备、运算控制器和执行机构等组成，它属于以下（）

a.程序控制系统

b.恒值控制系统

c.开环系统

d.随动控制系统

9.根据控制信号的运动规律直接对控制对象进行操作的元件是（）

a.校正元件

b.执行元件

c.反馈元件

d.比较元件

10.没有偏差便没有调节过程，通常在自动控制系统中，偏差是通过（）建立起来的。

a.放大元件

b.校正元件

c.反馈

d.控制器

11.用来比较控制信号和反馈信号并产生反映两者差值的偏差信号的元件是（）

a.反馈元件

b.校正元件

c.控制元件

d.比较元件

12.输入量为已知给定值的时间函数的控制系统被称为（）

a.程序控制系统

b.有静差系统

c.脉冲控制系统

d.恒值控制系统

13.输入量为已知给定值的时间函数的控制系统被称为（）

a.程序控制系统

b.随动系统

c.有静差系统

d.恒值控制系统

14.输出端与输入端间存在反馈回路的系统一定是（）

a.开环控制系统

b.正反馈环控制系统

c.闭环控制系统

d.有差控制系统

15.（）是指系统输出量的实际值与希望值之差。

a.偏差信号

b.误差信号

c.干扰信号

d.输出信号

16.（）是控制信号与主反馈信号之差。

a.误差信号

b.偏差信号

c.干扰信号

d.输出信号

17.（）是控制系统正常工作的首要条件，而且是最重要的条件。

a.平滑性

b.准确性

c.快速性

d.稳定性

18.（）是描述控制系统在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，也是衡量系统工作性能的重要指标。

a.稳定性

b.平滑性

c.准确性

d.快速性

19.（）的输出量是系统的被控制量。

a.控制对象

b.校正元件

c.比较元件

d.反馈元件

20.控制系统中把偏差信号放大并进行能量形式转换使之达到足够的幅值和功率的元件是（）

a.比较元件

b.放大变换元件

c.校正元件

d.反馈元件

二、多项选择题（共5道题，每题5分，共25分）

1.以下属于离散控制系统的是（）

a.脉冲控制系统

b.采样数字控制系统

c.有静差系统

d.无静差系统

2.反馈控制系统中，反馈信号可以是（）

a.控制量的函数

b.与控制量无关

c.控制量的导数

d.控制量本身

3.控制系统按照按被控制量的稳态值可分为（）

a.随动控制系统

b.有静差系统

c.程序控制系统

d.无静差系统

4.控制系统按照控制作用的特点可分为（）

a.程序控制系统

b.恒值控制系统

c.无静差系统

d.随动控制系统

5.自动控制系统一般由（）组成。

a.被控制对象

b.PLC

c.控制装置

d.CPU

三、判断题（每小题3分，共15分）

1.开环系统结构简单、抗干扰能力差；（√）

2.控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和随动控制系统。

（×）

3.系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统。

（√）

4.闭环系统具有反馈环节抗干扰能力比较弱。

（×）

5.闭环系统是以偏差消除偏差的，即系统要工作就必须有偏差存在。

（√）

第2章自动控制系统的数学模型

一、单项选择题（共20道题，每题3分，共60分）

1.已知系统的微分方程为，则系统的传递函数是（　）。

A.

B.

C.

D.

2.某系统的传递函数是，则该可看成由（　）环节串联而成。

A.惯性、延时

B.惯性、比例

C.惯性、超前

D.比例、延时

3.某典型环节的传递函数是，则该环节是（　）。

A.比例环节

B.微分环节

C.惯性环节

D.积分环节

4.系统的数学模型是指（　）的数学表达式。

A.系统的特征方程

B.输入信号

C.输出信号

D.系统的动态特性

5.某典型环节的传递函数是，则该环节是（　）。

A.积分环节

B.一阶微分环节

C.惯性环节

D.比例环节

6.适合应用传递函数描述的系统是（　）。

A.单输入，单输出的线性定常系统

B.非线性系统

C.单输入，单输出的定常系统

D.单输入，单输出的线性时变系统

7.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（　）。

A.代数方程

B.特征方程

C.状态方程

D.差分方程

8.采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G（s），反馈通道的传递函数为H（s），则其等效传递函数为（　）。

A.

B.

C.

D.

9.线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（　）。

A.系统输入信号与输出信号之比

B.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比

C.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

D.系统输出信号与输入信号之比

10.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？

（　）

A.输入信号和初始条件

B.初始条件

C.系统的结构参数

D.输入信号

11.的拉氏变换为（　）。

A.

B.

C.

D.

12.同一系统，不同输入信号和输出信号之间传递函数的特征方程（　）。

A.不同

B.不确定

C.相同

D.不存在

13.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（　）。

A.

B.

C.

D.

14.传递函数为，它包括的典型环节有（　）。

A.微分环节

B.惯性环节和比例环节

C.惯性环节

D.积分环节和比例环节

15.传递函数可用来作为（　）系统的数学模型。

A.非线性系统

B.线性系统

C.非线性系统和线性系统

D.所有类型的系统

16.当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（　）。

A.比例环节

B.积分环节

C.微分环节

D.惯性环节

17.以电容两端电压为输入量，电流为输出量，则电容可看成（　）环节。

A.比例环节

B.微分环节

C.积分环节

D.惯性环节

18.以通过电感的电流为输入量，其两端的电压为输出量，则电感可看成是（　）环节。

A.积分环节

B.比例环节

C.微分环节

D.惯性环节

19.已知系统的微分方程为，则系统的传递函数是（　）。

A.

B.

C.

D.

20.某典型环节的传递函数是，则该环节是（　）。

A.惯性环节

B.积分环节

C.比例环节

D.微分环节

二、多项选择题（共5道题，每题5分，共25分）

1.传递函数具有如下性质（　）。

A.传递函数和系统自身的结构参数有关。

B.传递函数不仅适应于描述线性定常系统，也可描述非线性系统.

C.传递函数与微分方程有直接联系。

D.传递函数是在零初始条件下定义的.

2.传递函数为的系统，可以看成由如下（　）典型环节组合而成的。

A.比例

B.惯性

C.微分

D.积分

3.建立控制系统数学模型的方法主要有（　）。

A.解析法

B.仿真法

C.推理法

D.辨识法

4.在经典控制理论中，用于描述线性定常控制系统的数学模型有（　）。

A.状态空间模型

B.传递函数

C.微分方程

D.动态结构图

5.下面的陈述正确的是（　）。

A.以电容两端的电压为输出量，以通过电容的的电流为输入量，则电容为微分环节。

B.以电容两端的电压为输入量，以通过电容的的电流为输出量，则电容为积分环节。

C.以电容两端的电压为输入量，以通过电容的的电流为输出量，则电容为微分环节。

D.以电容两端的电压为输出量，以通过电容的的电流为输入量，则电容为积分环节。

三、判断题（每小题3分，共15分）

1.一个动态环节的传递函数为1/s，则该环节为一个微分环节。

（×）

2.控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关，还和外输入有关。

（×）

3.控制系统的微分方程模型可以和传递函数模型相互转换。

（√）

4.传递函数模型可以用来描述线性系统，也可以用来描述非线性系统。

（×）

5.传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统能有相同的传递函数。

（√）

第3章控制系统的时域分析

一、单项选择题（共20道题，每题3分，共60分）

1.系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（）

A.系统综合

B.系统辨识

C.系统分析

D.系统设计

2.若系统的开环传递函数为10/（s（5s+2）），则它的开环增益为（C）

A.1

B.5

C.2

D.10

3.二阶系统的传递函数G（s）=5/（s2+2s+5），则该系统是（）

A.过阻尼系统

B.临界阻尼系统

C.欠阻尼系统

D.零阻尼系统

4.系统的动态性能一般是以（）响应为基础来衡量的。

A.阶跃

B.速度

C.正弦

D.脉冲

5.若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（）。

A.增大超调量

B.减少调节时间

C.增加调整时间

D.减少超调量

6.设系统的特征方程为D（s）=s4+8s3+17s2+16s+5=0，则此系统（）。

A.稳定

B.临界稳定

C.稳定性不确定

D.不稳定

7.某单位反馈系统的开环传递函数为：

G（s）=k/（s（s+1）（s+5）），当k=（）时，闭环系统临界稳定。

A.40

B.20

C.30

D.10

8.系统的特征方程为D（s）=3s4+10s3+5s2+s+2=0，则此系统中包含正实部特征的个数有（）。

A.1

B.0

C.3

D.2

9.单位反馈系统开环传递函数为G（s）=4/（s2+6s+1），当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（）。

A.0.2

B.2

C.0.05

D.0.5

10.稳态误差ess与误差信号E（s）的函数关系为（）。

A.

B.

C.

D.

11.在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的超调量

B.允许的稳态误差

C.允许的上升时间

D.允许的峰值时间

12.设一阶系统的传递G（s）=7/（s+2），其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为（）。

A.2

B.7

C.7/2

D.1/2

13.时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（）。

A.最大超调量

B.峰值时间

C.整时间

D.上升时间

14.设系统的特征方程为D（s）=s4+2s3+s2+2s+1=0，则此系统中包含正实部特征的个数为（）。

A.2

B.1

C.0

D.3

15.设一阶系统的传递函数是G（s）=2/（s+1），且容许误差为5%，则其调整时间为（）。

A.2

B.3

C.4

D.1

16.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（）。

A.K/（s2（s+a））

B.K/（Ts+1）

C.（s+d）/（s（s+a）（s+b））

D.K/（s（s+a））

17.单位反馈系统开环传递函数为G（s）=4/（s2（s2+3s+2）），当输入为单位斜坡函数时，其稳态误差为（）。

A.0.25

B.∞

C.0

D.4

18.A、B是高阶系统的二个极点，一般当极点A距离虚轴比极点B距离虚轴大于（）时，分析系统时可忽略极点A。

A.3倍

B.5倍

C.4倍

D.2倍

19.梅逊公式主要用来（）。

A.求系统的根轨迹

B.判断稳定性

C.计算输入误差

D.求系统的传递函数

20.已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）。

A.0.707

B.0.6

C.0

D.1

二、多项选择题（共5道题，每题4分，共20分）

1.控制系统分析中典型的输入信号包括（）。

a.单位脉冲函数

b.正弦函数

c.单位阶跃函数

d.单位加速度函数

2.系统的稳态误差与（）有关。

a.控制输入

b.只与自身结构参数有关

c.干扰

d.系统自身的结构参数

3.二阶系统的两个特征参数是（）。

a.时间常数

b.无阻尼自振荡角频率

c.阻尼振荡角频率

d.阻尼比

4.以下二阶系统的动态性能指标中，可表征系统快速性的指标包括（）。

a.稳态误差

b.调节时间

c.上升时间

d.峰值时间

5.当系统阻尼比大于零时，二阶系统的单位阶跃响应可以是（）。

a.衰减振荡

b.单调上升曲线

c.发散振荡

d.等幅振荡

三、判断题（共10道题，每题2分，共20分）

1.劳斯表第一列系数符号改变了两次，说明该系统有两个根在右半s平面。

（√）

2.如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的。

否则，系统不稳定。

（√）

3.在计算中劳斯表的某一行各元素均为零,说明特征方程有关于原点对称的根。

（√）

4.0型系统在阶跃输入作用下存在稳态误差,常称有差系统。

（√）

5.要做到无静差地跟踪阶跃信号，系统的型别至少为Ⅱ型。

（×）

6.0型系统不能跟踪斜坡输入，Ⅰ型系统可跟踪，但存在误差，Ⅱ型及以上在斜坡输入下的稳态误差为零。

（√）

7.0型和Ⅰ型均不能跟踪单位抛物线信号，Ⅱ型可跟踪但有误差,3型及以上才能准确跟踪抛物线信号。

（√）

8.二阶系统在零阻尼下，其极点位于S平面的右半平面。

（×）

9.二阶欠阻尼系统，其阻尼比越大，系统的平稳性越好。

（√）

10.系统的稳态误差和其稳定性一样，均取决于系统自身的结构与参数。

（×）

第4章根轨迹法

一、单项选择题（共10道题，每题4，共40分）

1.根轨迹出现分离点或会合点，表明（　）。

A.动态品质下降

B.系统不稳定

C.系统稳定

D.特征方程出现重根

2.n阶系统有m个开环有限零点，则有（　）条根轨迹终止于S平面的无穷远处.

A.m

B.m–n

C.n–m

D.n

3.使根轨迹向S平面（　）弯曲或移动的校正，可以改善系统的动态性能。

A.左方

B.上方

C.下方

D.右方

4.增加一个开环零点，不会改变根轨迹的（　）。

A.分支数

B.在实轴上的分布

C.渐近线

D.形状和走向

5.系统的开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（　）。

A.（-3，-2）和（0，∞）

B.（-∞，0）和（2，3）

C.（0，2）和（2，∞）

D.（-∞，-3）和（-2，0）

6.开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（　）。

A.（2，∞）

B.（-∞，-5）

C.（-5，－2）

D.（-2，∞）

7.系统的开环传递函数为，则实轴上的根轨迹为（　）。

A.（-∞，-2）和（-1，0）

B.（-∞，0）和（1，2）

C.（-2，-1）和（0，∞）

D.（0，1）和（2，∞）

8.根据（　）条件是否满足来判断S平面上的某个点是否为根轨迹上的点。

A.传递函数

B.幅值条件

C.特征方程

D.相（幅）角条件

9.开环传递函数为，则分离点坐标为（　）。

A.－1

B.－2

C.0

D.0.5

10.若两个系统的根轨迹相同，则有相同的（　）。

A.闭环极点

B.闭环零点和极点

C.阶跃响应

D.开环零点

二、多项选择题（共5道题，每题6分，共30分）

1.某单位反馈系统开环传递函数为以下说法正确的是（　）。

A.根轨迹与虚轴无交点

B.系统闭环特征方程为

C.根轨迹与虚轴有1个交点

D.根轨迹与虚轴有2个交点

2.已知单位反馈系统的开环传递函数为以下说法正确的是（　）。

A.根轨迹与虚轴有1个交点

B.根轨迹与虚轴有2个交点

C.为根轨迹增益

D.根轨迹与虚轴有3个交点

3.单位负反馈系统的开环传递函数为，以下说法正确的是（　）。

A.根轨迹与虚轴无交点

B.根轨迹曲线为直线型或折线形

C.根轨迹与实轴无交点

D.根轨迹在实轴上有2个分离点

4.设控制系统的开环传递函数为G（s）=则有（　）。

A.根轨迹与虚轴有2个交点

B.（–4,j0）是根轨迹的一个起点

C.根轨迹与虚轴有1个交点

D.根轨迹与实轴无交点

5.已知系统根轨迹图形如图所示，则系统的开环传递函数可能为（　）。

A.

B.

C.

D.

三、判断题（共10道题，每题3分，共30分）

1.根轨迹上的点为系统开环极点。

（×）

2.系统闭环根轨迹是根据开环零极点的分布绘制出来的。

（√）

3.系统根轨迹的依据只有幅值条件和相角条件。

（×）

4.根轨迹连续并对称于实轴。

（√）

5.根轨迹起始于闭环极点，终止于开环零点。

（×）

6.根轨迹的分支数和该系统的开环零点数相同。

（×）

7.根轨迹是起始于开环极点并终止于开环零点。

（√）

8.开环零、极点的分布决定着系统根轨迹的形状。

（√）

9.在控制系统中适当增加一些开环零、极点，可以改变根轨迹的形状，从而达到改善系统性能的目的。

（√）

10.由于特征方程的系数是连续变化的，因而特征根的变化也必然是连续的，故根轨迹具有连续性。

（√）

第5章频率响应法

一、单项选择题（共30道题，每题3分，共90分）

1.一阶微分环节，当频率时，则相频特性为（　）。

A.90°

B.-90°

C.-45°

D.45°

2.最小相位系统的开环增益越大，其（　）。

A.振荡次数越多

B.稳态误差越小

C.相位变化越小

D.稳定裕量越大

3.一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的（　）性能。

A.快速性

B.稳态

C.稳定性

D.动态

4.某环节的传递函数为，它的对数幅频率特性L（）随K值增加而（　）。

A.下移

B.右移

C.上移

D.左移

5.设积分环节的传递函数为，则其频率特性幅值A（）=（　）。

A.

B.

C.

D.

6.在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（　）来求得输出信号的幅值。

A.相位

B.频率

C.时间常数

D.稳定裕量

7.II型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为（　）。

A.–40（dB/dec）

B.0（dB/dec）

C.–60（dB/dec）

D.–20（dB/dec）

8.比例环节的频率特性相位移（　）。

A.0°

B.-90°

C.-90°

D.-180°

9.积分环节的频率特性相位移（　）.

A.-180°

B.-90°

C.90°

D.0°

10.微分环节的频率特性相位移（　）。

A.0°

B.-180°

C.-90°

D.90°

11.一阶惯性环节在转折频率处的相位移（　）。

A.0°

B.-180°

C.－45°

D.-90°

12.一阶微分环节在转折频率处的相位移（　）。

A.+45°

B.－45°

C.0°

D.-180°

13.ω从0变化到+∞时，二阶振荡环节的相位移变化范围为（　）。

A.0→-180°

B.0→180°

C.0→90°

D.0→-45°

14.设开环系统频率特性G（jω）=，当ω=1rad/s时，其频率特性幅值A

（1）=（　）。

A.

B.

C.

D.

15.一阶惯性系统的转折频率指（　）。

A.1

B.2

C.0

D.0.5

16.2个微分环节相串联时，对数相频特性为（　）。

A.90°

B.-90°

C.180°

D.0°

17.传递函数中2个串联积分环节时，对数相频特性（　）

A.0°

B.-90°

C.-180°

D.90°

18.I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为（　）。

A.-40（dB/dec）

B.0（dB/dec）

C.-20（dB/dec）

D.+20（dB/dec）

19.设积分环节的传递函数为G（s）=，则其频率特性幅值A（）=（　）。

A.

B.

C.

D.

20.奈奎斯特稳定性判据是利用系统的（　）来判据闭环系统稳定性的一个判别准则。

A.开环幅值频率特性

B.开环相角频率特性

C.开环幅相频率特性

D.闭环幅相频率特性

21.二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ（ω）在（　）之间。

A.0°和90°

B.0°和180°

C.0°和－180°

D.0°和－90°

22.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（　）。

A.振荡系统

B.非最小相位系统

C.最小相位系统

D.不稳定系统

23.一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量γ为（　）

A.0～15°

B.30°～60°

C.15°～30°

D.60°～90°

24.ω从0变化到+∞时，比例环节的幅相频率特性图为（　）。

A.双曲线

B.实轴上的一点

C.圆

D.直线

25.一阶微分环节，当频率时，则相频特性为（A）

A.-45°

B.45°

C.90°

D.-90°

26.闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的（　）。

A.中频段

B.低频段

C.开环增益

D.高频段

27.闭环系统的稳态性能主要取决于开环对数幅频特性的（　）。

A.低频段

B.低频段

C.高频段

D.中频段

28.闭环系统的抗干扰能力主要取决于开环对数幅频特性的（　）。

A.高频段

B.中频段

C.开环增益

D.低频段

29.惯性环节的对数幅频特性的渐近特性与其准确特性的最大误差发生在转折频率处，误差为（　）。

A.4分贝

B.1分贝

C.3分贝

D.2分贝

30.二阶振荡环节在其转折频率处的相位移最接近以下（　）。

A.90°

B.0°

C.-90°

D.-180°

二、判断题（共5道题，每题2分，共10分）

1.频率特性是线性系统在单位阶跃函数作用下的输出响应。

（×）

2.二阶振荡环节低频渐近线为0分贝线，高频渐近线为斜率为20dB/dec的直线。

（×）

3.一阶惯性环节的转折频率为1/T.（√）

4.对于系统有一个位于S右半平面的开环极点，当系统的开环幅相频率特性曲线顺时针包围（）点一圈，该系统是闭环稳定的。

（×）

5.在对数幅频特性图中，幅值每增大10倍，对数幅值就增加20dB。

（√）