2025年事業(yè)單位招聘考試綜合類專業(yè)能力測(cè)試試卷（機(jī)械類）機(jī)械工程測(cè)試與控制試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）1.在機(jī)械振動(dòng)測(cè)試中，若要測(cè)量頻率為1000Hz的振動(dòng)信號(hào)，若采樣頻率fs=5000Hz，則奈奎斯特頻率為（）Hz。A.2500B.5000C.1000D.15002.下列傳感器中，主要用于測(cè)量絕對(duì)位移的是（）。A.電阻應(yīng)變片B.電渦流傳感器C.光柵傳感器D.壓電加速度計(jì)3.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=2/(s+1)，其時(shí)間常數(shù)τ為（）。A.0.5B.1C.2D.0.254.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，提高開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的幅頻曲線低頻段的高度，主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)的型別B.增加系統(tǒng)的阻尼比C.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度D.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度5.二階系統(tǒng)在欠阻尼狀態(tài)下，其階躍響應(yīng)表現(xiàn)為（）。A.無(wú)振蕩的非周期性響應(yīng)B.等幅振蕩C.衰減振蕩D.非周期性增長(zhǎng)6.測(cè)量某靜態(tài)量時(shí)，儀表的示值與被測(cè)量真值之差稱為（）。A.精度B.靈敏度C.誤差D.分辨力7.差動(dòng)電感式位移傳感器主要基于（）原理工作。A.電阻變化B.電感變化C.電容變化D.壓電效應(yīng)8.在PID控制中，比例（P）控制主要作用是（）。A.減小超調(diào)量B.加快響應(yīng)速度C.消除穩(wěn)態(tài)誤差D.提高系統(tǒng)阻尼9.測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí)，傳感器輸出信號(hào)的最高頻率成分必須高于被測(cè)信號(hào)中最高頻率成分的（）倍，以避免混疊。A.2倍B.5倍C.10倍D.20倍10.將傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等集成在一起，用于特定測(cè)量任務(wù)的系統(tǒng)稱為（）。A.傳感器B.測(cè)量鏈C.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)D.信號(hào)調(diào)理器二、填空題（每空2分，共20分）1.測(cè)量誤差按照性質(zhì)和來(lái)源可分為系統(tǒng)誤差、______和隨機(jī)誤差。2.傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和______三部分組成。3.一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)表達(dá)式為c(t)=1-e^(-t/τ)，其中τ表示______。4.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在______條件下，輸出量拉普拉斯變換與輸入量拉普拉斯變換之比。5.濾波器的幅頻特性表示濾波器對(duì)不同頻率信號(hào)的______。6.使用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變時(shí)，需要采用______測(cè)量電路來(lái)補(bǔ)償溫度變化引起的誤差。7.衡量傳感器在單位輸入量變化下輸出量的變化程度的是______。8.在二階系統(tǒng)中，無(wú)阻尼自然頻率ωn和阻尼比ζ是影響系統(tǒng)響應(yīng)特性的兩個(gè)重要參數(shù)。9.對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行離散化處理的過程稱為______。10.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，閉環(huán)控制比開環(huán)控制系統(tǒng)具有更好的______和______。三、判斷題（每題2分，共10分。請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”）1.傳感器的精度越高，其測(cè)量結(jié)果就越可靠。（）2.系統(tǒng)的傳遞函數(shù)完全決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。（）3.增大比例控制器增益可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）4.任何傳感器都只能測(cè)量單一物理量。（）5.在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，傳感器的帶寬必須大于被測(cè)信號(hào)帶寬的5倍以上。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)及其含義。2.簡(jiǎn)述一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述在機(jī)械系統(tǒng)中選用傳感器時(shí)需要考慮的主要因素。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.已知一個(gè)二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=2.5/(s^2+1.5s+1)。求該系統(tǒng)的無(wú)阻尼自然頻率ωn和阻尼比ζ，并判斷系統(tǒng)是否處于欠阻尼狀態(tài)。2.有一溫度測(cè)量系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+0.1)。當(dāng)輸入一個(gè)階躍信號(hào)r(t)=1(t)時(shí)，求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。六、綜合應(yīng)用題（共15分）某振動(dòng)測(cè)試任務(wù)需要測(cè)量一臺(tái)設(shè)備的振動(dòng)情況，信號(hào)頻率范圍約為10Hz至1000Hz?，F(xiàn)有三種加速度傳感器可供選擇：-傳感器A：量程50g，頻率范圍0.1Hz至2000Hz，靈敏度100mV/g。-傳感器B：量程100g，頻率范圍0.3Hz至1500Hz，靈敏度200mV/g。-傳感器C：量程20g，頻率范圍1Hz至1000Hz，靈敏度50mV/g。信號(hào)調(diào)理部分采用放大倍數(shù)為50倍的放大器，后接采樣頻率為2000Hz的數(shù)據(jù)采集卡。請(qǐng)分析：1.哪一種傳感器比較適合該測(cè)量任務(wù)？為什么？2.選擇該傳感器后，若測(cè)得放大器輸出信號(hào)峰值為5V，則被測(cè)振動(dòng)信號(hào)的峰值加速度約為多少g？3.該數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率是否滿足奈奎斯特定理的要求？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.A5.C6.C7.B8.B9.A10.B二、填空題1.系統(tǒng)誤差2.輸出變換器3.時(shí)間常數(shù)4.零初始條件5.放大能力（或增益）6.橋式7.靈敏度8.（無(wú)填空）9.采樣10.穩(wěn)定性；抗干擾能力三、判斷題1.√2.√3.√4.×5.√四、簡(jiǎn)答題1.傳感器靜態(tài)特性主要指標(biāo)包括：線性度、靈敏度、測(cè)量范圍（量程）、分辨率、重復(fù)性、精度等級(jí)。線性度指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸入量之間符合直線關(guān)系的程度；靈敏度指?jìng)鞲衅鬏敵隽康淖兓蹬c引起該變化的輸入量變化值之比；測(cè)量范圍指?jìng)鞲衅髂軌蛘y(cè)量輸入量的范圍；分辨率指?jìng)鞲衅髂軌驒z測(cè)到的最小輸入量變化值；重復(fù)性指在同一條件下，對(duì)同一輸入量進(jìn)行多次測(cè)量，其輸出結(jié)果的一致程度；精度等級(jí)表示傳感器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。2.一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)特點(diǎn)：輸出信號(hào)呈現(xiàn)指數(shù)曲線上升（或下降），最終穩(wěn)定在一個(gè)穩(wěn)態(tài)值；響應(yīng)無(wú)振蕩；上升時(shí)間定義為輸出響應(yīng)從0.1上升到0.9穩(wěn)態(tài)值所需時(shí)間；調(diào)整時(shí)間定義為輸出響應(yīng)進(jìn)入并保持在穩(wěn)態(tài)值±5%（或±2%）誤差帶內(nèi)所需時(shí)間。3.選用傳感器時(shí)主要考慮：被測(cè)量性質(zhì)和范圍（類型、量程）；測(cè)量精度要求；工作環(huán)境條件（溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊等）；響應(yīng)頻率范圍；輸出信號(hào)形式（電壓、電流、頻率等）；安裝方式；成本。五、計(jì)算題1.解：傳遞函數(shù)G(s)=2.5/(s^2+1.5s+1)。與標(biāo)準(zhǔn)二階形式G(s)=ωn^2/(s^2+2ζωns+ωn^2)對(duì)比，得：ωn^2=1，故ωn=√1=1rad/s。2ζωn=1.5，故ζ=1.5/(2*1)=0.75。判斷：ζ<1，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)。2.解：系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+0.1)。穩(wěn)態(tài)誤差ess可用終值定理計(jì)算，對(duì)于單位階躍輸入r(t)=1(t)，其拉普拉斯變換為R(s)=1/s。系統(tǒng)輸出Y(s)=G(s)R(s)=(10/(s+0.1))*(1/s)=10/(s(s+0.1))。穩(wěn)態(tài)誤差ess=lim(s→0)s*E(s)=lim(s→0)s*[R(s)-Y(s)]=lim(s→0)s*[1/s-10/(s(s+0.1))]=lim(s→0)[1-10/(s+0.1)]=1-10/0.1=1-100=-99。（注：根據(jù)靜態(tài)誤差系數(shù)法，該系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，其對(duì)數(shù)位輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為無(wú)窮大，終值定理計(jì)算結(jié)果與靜態(tài)誤差系數(shù)法矛盾，通常I型系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為0。此處按終值定理計(jì)算結(jié)果為-99，但在實(shí)際應(yīng)用和理論考核中，I型系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差通常認(rèn)為是0。）六、綜合應(yīng)用題1.解：選擇傳感器需滿足測(cè)量頻率范圍要求（10Hz-1000Hz）和量程要求。傳感器A頻率范圍（0.1Hz-2000Hz）最寬，滿足要求；傳感器B頻率范圍（0.3Hz-1500Hz）也滿足要求；傳感器C頻率范圍（1Hz-1000Hz）滿足要求，但上限符合，下限略高于10Hz，通?？山邮?。綜合考慮，傳感器A和C均滿足頻率要求。比較量程，設(shè)備振動(dòng)可能劇烈，100g（B）和50g（A）可能不夠，20g（C）更可能不夠。因此傳感器A（50g,0.1-2000Hz,100mV/g）較為合適。理由是其頻率范圍最寬，覆蓋測(cè)試需求，量程50g相對(duì)較大，靈敏度較高，能在不失真的情況下提供較好的信號(hào)幅度。2.解：計(jì)算傳感器輸出電壓，再反算加速度。放大器增益=50倍。放大器輸入電壓V_in=V_out/放大器增益=5V/50=0.1V=100mV。傳感器靈敏度S=100mV/g。被測(cè)振動(dòng)信號(hào)峰值加速度a_peak=V_in/S=100mV/100mV/g=1g。3.解：根據(jù)奈奎斯特定理，為了