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西 安 建 筑 科 技 大 学 2018 年攻读硕士学位 研究生 招生考 试试题 共 6 页 考试科目: 适用专业: （871）机械工 程控制基 础 一、填 空题 （每 空1 分， 共20分） 机械 工程 一 级学 科、 机 械工 程（专 硕） 1、对 控制 系统 的基 本要 求是 、 、 。 2、已 知 f(t)=t+1, 对其进 行拉 氏变 换 L f (t)= 。 3、二 阶系 统的 极点 分别 为 s 1 = - 0.5，s 2 = - 4，系统增 益 为 2，则其 传递 函数 G(S)= 。 4、零 频幅 值A(0) 表示当 频率 接近 于零 时， 5 、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研 究 、 环系统 输出 的幅 值与 输入 幅值之 比。 6、 系统 的频 率特 性求 取有 三种方 法： 根据 系统 响应 求取、 用试 验方 法求 取和将传递 函数 中的 s 换为来求 取。 、输出 三者之 间的 动态 关系 。 、微 分环 节的 控制 作用 主要有 、 、 、二 阶系 统的 传递 函数 为 。 2 22 () 2 n nn Gs ss = + ，其中 n 为系统 的 ，当 时 ， 为 2 12 rn = 系统。在阻尼比0.707 时，幅频特性出现峰值，称 ，此时的频率 称谐振频 率 。 9、一 般称 能够 用相 同形 式 的数学 模型 来描 述的 物理 系统成 为 。 10、对 自动 控制 系统 按照 输出变 化规 律分 为 系统 、 系统、 系统。 11 、对积 分环 节而 言， 其相频特 性 G(jw)= 。 第 1 页 第 2 页 二、选 择题(每题2分，共30 分) 1、控 制工 程主要 研究并 解 决的问题 之一是 （ ）。 A 、系统 己定， 输入不确 定 ，求系统 的输出 B 、系统 己定，输 入己知 ，求系 统 的输出（ 响应） C 、 系统己定， 规定系 统的 输入 D 、 系统不定， 输入 己知， 求 出系 统的输出 （响 应） 2 、己知 F(s)=L f (t) ，若 2 1 () 21 Fs ss = + ，则 () t ft = （ ） 3 、下列系统 中为线 性系统 的微分模 型的是 （ ）。 4 、对于定常 控制系 统来说 ， （ ）。 A 、表达 系统的 微分方程 各 项系数不 随时间 改变 B 、微分 方程的 各阶微分 项的幂 为 1 C 、不能用 微分方 程表示 D 、系统 总是稳 定的 5 、二阶系统 的传递 函数为 10 ( 0.5)( 4) ss + ，则系统 增益为 （ ）。 A 、10 B 、0 .5 C 、4 D 、5 6 、己知一个 系统的 单位阶 跃响应为 1 2 T Te ，则该 系统的 单 位脉冲响 应为（ ）。 A 、 1 2 T Te B 、 1 T Te C 、 1 2 T e D 、 1 T e7 、 某系统的 传递函 数为 5 ( 1)( 2) ss + ， 系统的零 极点为 （ ）。 - - t t 西 安 建 筑 科 技 大 学 2018 年攻读硕士学位 研究生 招生考 试试题 共 6 页 考试科目: 适用专业:（871）机械 工 程控制基 础 A 、极点 s 1 =-1 ，s 2 =-2 ，零点 s 3 =5 B 、极点 s 1 =1 ，s 2 =2 机械 工程 一级学 科、机械 工程 （专硕 ） C 、 极点 s 1 =-1 ，s 2 =-2 D 、极点 s 1 =1 ，s 2 =2 ， 零点 s 3 =-5 8 、 下列信号 中，哪 个用来 定义二阶 系统的 瞬态响 应 指标。（ ） A 、 单位 阶跃 B 、 单位脉 冲 C 、 单 位斜坡 D 、 单位正 弦 9 、 系统如图 ，其稳 态误差 定义为（ ） 。 A 、 0 lim ( ) ss s e sG s = B 、 lim ( ) ss s e te t = C 、 lim ( ) ss t e et = D 、 9 lim ( ) ss t e et = 10 、 某系 统传函 数为 () k Gs s = + ，则 转角频率 为（ ） 。 A 、 1 B 、 C 、 k D 、 k 11 、 控制系统 中（ ） 。 A 、 系统 型次越 高，增 益 K 越大，系统 稳定误 差越 大 B 、 系统型 次越高 ，增 益 K 越大，系统 稳定误 差越 小 C 、 系统阶 次越低 ，增 益 K 越大，系统 稳定误 差越 小 D 、 系统 阶次越 高，稳态 误 差越大 12 、 在设 计控制 系统时 ， 稳定性判 断（ ） 。 A 、 不必 判断 B 、 绝 对必要 C 、 有时 是必 要的 D 、 根据 系统而 定 13 、 系统 的正弦 响应是 指 （ ）。 第 3 页 第 4 页 A 、 不论 输入为 何种信号 ， 输出都为 正弦时 的情况 B 、 对系统 输入一 系列不 同 频率正弦 信号时 ，输出 的 响应变化 情况 C 、 对系统 输入一 个固定 的 频率正弦 信号时 ，输出 的 响应变化 情况 D 、 对系 统输入 一系列幅 值 不同的正 弦信号 时，输 出 的响应变 化情况 14 、 劳斯 判据应 用于控 制 系统稳定 性判断 时， 是针对 （ ）。 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 的开环传 递函数的 特征方 程 D 、 闭环 系统的 特征方 程 15 、 设 c 为幅值 穿越 （ 交界 ） 频率 ， () c 为开环频 率特性 幅值为1 时的相位角 ， 则 相位裕 度 为 （ ）。 A 、180 ( ) c B 、 () c C 、180 ( ) c + D 、90 ( ) c + 三、名 词解 释（ 每个4分，共20分） 1 、闭环系统 ； 2 、系 统 稳定性 ； 3、频率 特性 ； 4、传递 函数 ； 5 、系 统 。 四、分 析题(第1 题6 分， 第2题9分， 共15分) 1 、分析人 骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的 。 （要求 绘出 原理 方框 图 ） 2、若 系统 传递 函数 方框 图如图所 示 。 求 （1） 以 R(s) 为输 入， 当 N(s)=0 时，分 别以 C(s) ，Y(s) 为输出 的闭 环传 递函 数； （2） 以 N(s) 为输 入， 当 R(s)=0 时，分 别以 C(s) ，Y(s) 为输出 的闭 环传 递函 数； （3） 比较 以上 各传 递函 数 的分母 ，从 中可 以得 出什 么结论 。 五、计算题(每题10 分， 共30分) 1、求图示 两系 统的 传递 函数， 其中 x i (t) 、u i 为输入 ，x O (t) 、u O 为输出 。(写出具体过 程) 西 安 建 筑 科 技 大 学 2018 年攻读硕士学位 研究生 招生考 试试题 共 6 页 考试科目: 适用专业:（871）机械 工 程控制基 础 机械 工程 一级学 科、 机械 工程 （专硕 ） 2、 己知 惯性 环节 的传 递函 数 1 () 1 Gs Ts = + ， 请写 出其 频率 特性 G (jw) ， 实频 特性 u (w) ， 虚频特性 (w) ，幅频特 性| G (jw)| ，相频 特性 G (jw)的表达 式，并 绘制 其 Nyquist 图。 3、如 图所 示的 机械 系统 ，在质量 块 m 上施加 一个 阶跃力 x i (t)=8.9 牛顿后 ，系 统的时 间响 应 x o (t) 如 右图所 示， 计算 弹簧 的刚 度 k、质量 块的 质量 m 和阻尼系 数 的值。 六、求图示 系统 的传 递函 数 () () / () Oi Gs x s x s =（本题 20 分 ） 第 5 页 第 6 页 七、计 算分 析题 （本 题15 分） 设 系统 的特 征方 程为 54 3 2 ( ) 3 4 12 5 15 Ds s s s s s =+ ， 试用 Routh 表 判别 系统 的稳定 性，并 说明 该系 统具 有正 实部特 征根 的个 数。
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