《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》B-期末考試試題及參考答案

1、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題b一、單項(xiàng)選擇題1. 當(dāng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)型號(hào)不同時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差也不同。零型系統(tǒng)只能 跟蹤輸入（）信號(hào)。a. 二階信號(hào)b.階躍信號(hào)c.斜坡信號(hào)2. 時(shí)間常數(shù)為t的一階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間約為（）a.tb.2tc.4t3. 系統(tǒng)的單位（）響應(yīng)的拉氏變換等于系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。a.脈沖b.階躍c.斜坡4. 二階系統(tǒng)的下列動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中，（）僅與阻尼有關(guān)。a.上升時(shí)間b.最大超調(diào)量 c.調(diào)整時(shí)間5. 諧波輸入時(shí)，系統(tǒng)的（）響應(yīng)稱為頻率響應(yīng)。a.瞬態(tài)b.穩(wěn)態(tài)c.瞬態(tài)+穩(wěn)態(tài)6. 按照系統(tǒng)的方框圖中有無(wú)反饋回路，控制系統(tǒng)可以分為（）。a.開環(huán)系統(tǒng)和人工控制系統(tǒng)b.自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和程

2、序控制系統(tǒng)c.開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)7. 系統(tǒng)能正常工作的首要條件是（）。a.快速性 b.穩(wěn)定性 c.準(zhǔn)確性8. 系統(tǒng)響應(yīng)的準(zhǔn)確性是指在調(diào)整過(guò)程結(jié)束后,（）與給定輸入量之間的偏差.（a.時(shí)間b.速度c.輸出量9. 屬于復(fù)數(shù)域的數(shù)學(xué)模型是（）。a.傳遞函數(shù)b.微分方程c.頻率特性10. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在零初始條件下，其（）的laplace變換之比。a.輸入與輸出b.輸出與輸入c.輸出與偏差11. 增大一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，則系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間（）。a.變長(zhǎng)b.變短c.不變12. 二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中，上升時(shí)間tr反映了系統(tǒng)的（）。a.穩(wěn)定性b.快速性c.準(zhǔn)確性13. 閉環(huán)系統(tǒng)的偏差為零時(shí)，意

3、味著系統(tǒng)的輸出（）。a.為零b.停止改變c.等于輸入14. 二階系統(tǒng)的下列動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中，（）僅與阻尼比有關(guān)。a.最大超調(diào)量b.上升時(shí)間c.調(diào)整時(shí)間15. 若二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為一減幅振蕩曲線，則該系統(tǒng)為（）。a.欠阻尼系統(tǒng)b.臨界阻尼系統(tǒng)c.無(wú)阻尼系統(tǒng)16. 控制系統(tǒng)的誤差一般定義為（）。a. 給定輸入量與反饋量之差b. 給定輸入量與實(shí)際輸出量之差c. 希望輸出量與實(shí)際輸出量之差17. 諧波輸入下，系統(tǒng)的（）響應(yīng)稱為頻率響應(yīng)。a.瞬態(tài)b.穩(wěn)態(tài)c.瞬態(tài)+穩(wěn)態(tài)18. 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)傳遞函數(shù)的所有（）均具有負(fù)實(shí)部。a.零點(diǎn)b.極點(diǎn)c.零點(diǎn)和極點(diǎn)19. 若系統(tǒng)傳遞函數(shù)的所有（）均在

4、s平面的左半平面，則稱其為最小相位系統(tǒng)。a.零點(diǎn)b.極點(diǎn)c.零點(diǎn)和極點(diǎn)20. 下列nyquist圖所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)中包含積分環(huán)節(jié)的是（）。0c.im(kt.jo) o二、填空題1. 工程控制理論研究的是:工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)及其和輸出2. 一個(gè)系統(tǒng)的輸出，部分或全部地被反過(guò)來(lái)用于控制系統(tǒng)的輸入，稱為系統(tǒng)的3. 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)以所需的方框圖表示而存在反饋回路時(shí)，稱之為系統(tǒng)。4. 系統(tǒng)的穩(wěn)定性就是指動(dòng)態(tài)過(guò)程中的震蕩傾向和系統(tǒng)能夠恢復(fù)的官官力5. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是:當(dāng)輸入、輸出的初始條件為零時(shí)，線性定常系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件的輸出和輸入的的比值。6. 若系統(tǒng)的輸入己經(jīng)給定，則系統(tǒng)的輸出完全取決于起系統(tǒng)的7. 凡

5、是輸出量與輸入量成正比，輸出不失真、也不延遲而按比例地反映輸入的環(huán)節(jié)稱為環(huán)節(jié)。8. 對(duì)于同一定常線形系統(tǒng)而言，如果輸入函數(shù)等于某一函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)，則該輸入函數(shù)的響應(yīng)函數(shù)也等于這一函數(shù)的響應(yīng)函數(shù)的o9. 可用一階微分方程描述的系統(tǒng)稱為系統(tǒng)。10. 系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)t越小，其過(guò)度過(guò)程的持續(xù)時(shí)間o11. 系統(tǒng)的誤差是由系統(tǒng)的瞬態(tài)誤差和誤差兩部分組成的。12. 頻率特性的坐標(biāo)圖又稱為bode圖，它由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性組成。13. 積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線在整個(gè)頻率范圍內(nèi)是一條斜率為 db/dec的直線。14. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定與否取決于系統(tǒng)的內(nèi)部條件，而與無(wú)關(guān)。15. 當(dāng)系統(tǒng)的開環(huán)穩(wěn)定（即p=0）

6、時(shí)，若開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性比其對(duì)數(shù) 先交于橫軸，則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。26. 在控制系統(tǒng)中如果是人為地、有意識(shí)地加上去的激勵(lì)稱為“控制”，而如果是偶然因素產(chǎn)生的、無(wú)法加以人為控制的，則稱為o27. 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)以所需要的方框圖表示，而不存在反饋回路時(shí)，此系統(tǒng)稱為之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種28 .快速性是指:當(dāng)系統(tǒng)輸出量與給定的偏差的快速程度。29. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母和分子分別反映系統(tǒng)本身與無(wú)關(guān)30. 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)、和放大系數(shù)決定著系統(tǒng)的瞬態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。簡(jiǎn)答題1.2.二階系統(tǒng)的阻尼狀態(tài)指的是什么？此時(shí)階躍響應(yīng)的形式是什么？閉環(huán)極點(diǎn)落在何處？ 下圖中人1, x2,人3分別是3個(gè)典型二階欠阻尼系統(tǒng)的閉

7、環(huán)極點(diǎn)，比較3個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài) 性能指標(biāo)相同的有哪些？3.試簡(jiǎn)述開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性低頻段反映系統(tǒng)什么性能？并說(shuō)明理由。4.系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性如圖所示，當(dāng)l( 3)向上平穩(wěn)時(shí)，試問(wèn)6(3)變不變？相位裕量如何變 化？5.簡(jiǎn)述串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？四、分析計(jì)算1. 分析題下圖，求所示系統(tǒng)的微分方程。y(t)(出)f(t)(入)2. 下圖為利用加熱器控制爐溫的反饋系統(tǒng)，試求系統(tǒng)的輸出量、輸入量、被控對(duì)象和系統(tǒng) 各部分的組成，且畫出原理方框圖，說(shuō)明其工作原理。電爐減速器熱電偶ve放大加熱器220v自偶調(diào) 壓器電壓功率 放大ug給定毫 d伏信號(hào)uf +圖1爐溫控制結(jié)構(gòu)圖可逆電機(jī)c（ 9）3.

8、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 '，-心+1）（0.18 +】）試確定：（1）使系統(tǒng)的幅 值裕度kg=20db的k值；（2）使系統(tǒng)的相位裕度'=+60°的k值。機(jī)械控制工程基礎(chǔ)參考答案一、單項(xiàng)選擇題bcabb cbcab abcaa cbbcb二、填空題i. 輸入；2 .反饋;3. 閉環(huán)；4. 平衡狀態(tài)；5. 拉氏變化；6 .傳遞函數(shù)；7 .比例；8. 導(dǎo)數(shù)；9. 一階;10. 越短；ii. 穩(wěn)態(tài)；12. 對(duì)數(shù)；13. -20;14. 輸入；15. 相頻特性；26. 擾動(dòng)；27. 開環(huán)系統(tǒng)；28 .輸入量；29 .外界;30.極點(diǎn)；三簡(jiǎn)答題1. 答：臨界甌尼是指阻尼比

9、廣1的頊系統(tǒng),（2分）姬階解應(yīng)為單舫式,°分）閉環(huán)極 點(diǎn)為落在負(fù)實(shí)軸上的二個(gè)相等的實(shí)根.（1分）2. 答：mpi=mp3； ts2= ts3 ； tpl= tp2 nj）的低鼬反映系統(tǒng)的穩(wěn)恣性帆即系統(tǒng)的簇漠差，（3分）因?yàn)樵P低頻段斜 率為，（翎可最）,粘系統(tǒng)歙y有關(guān),l®在3-i的高度為20lgk,即與開環(huán) 苴k有關(guān).（1分）而殍的謎設(shè)躍小、在輸入作用-定時(shí)，正好與系統(tǒng)型次y和 開環(huán)埼在k有關(guān)，因此lg）低藪段反映系知恣誤差大小.（分）4.答:當(dāng)開w9登k增大,l（g向上平移.面*>）與k無(wú)關(guān)，并不發(fā)生變化.（3分）lj）向上平修時(shí)心給大，由圖可以看出相位格變小.（

10、2分）5.答:申麟毓松正使虬鋤快速性變好，使相位裕增大，從而使聊隊(duì)小快點(diǎn)是抗 牌魏干雌力下降.（3分博膀豉正作用是使系獨(dú)位犍常大慮淞砌、成 有系統(tǒng)抗舫干擾的能力.但是快速性下降.（2分五、分析計(jì)算題1.解：答，yt） k。2.解：輸出量：爐溫。輸入量：給定電壓信號(hào)。被控對(duì)象：電爐。 系統(tǒng)包括：電位器、放大器、電機(jī)、減速器以及自藕調(diào)壓器、熱電偶。 原理方框圖：紿定.'又實(shí)際（2）：作原理：當(dāng)電爐溫度低于設(shè)定值時(shí).熱電偶輸出電壓知m小.偏差信號(hào)>0, 電壓放大、功率放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng).經(jīng)減速器調(diào)整自隅變壓器的動(dòng)點(diǎn)位置.提高加熱 的供電電壓，使?fàn)t溫升高。當(dāng)爐溫達(dá)到設(shè)定值時(shí).知=虬以=0電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng).維持爐溫為 定值。反之亦然。»|<1)便呆統(tǒng)的18依裕度kg20db的k位,由帝定條件20/商由2。印 igw0.1又時(shí).<g>)一180.則§(%) h sctioft'0. 1 % "。-'釧 n180