機(jī)械工程控制基礎(chǔ)(復(fù)習(xí)資料1)

1、機(jī)械控制試卷一、填空題（10分）1、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求有：系統(tǒng)的穩(wěn)定性，響應(yīng)的快速性，響應(yīng)的準(zhǔn)確性。2、凡是能用線性微分方程描述的系統(tǒng)就是線性系統(tǒng)，線性系統(tǒng)的一個(gè)最重要特性就是它滿足疊加原理。3、一階系統(tǒng)在理想的單位脈沖函數(shù)在作用下，其響應(yīng)函數(shù)為4、系統(tǒng)的誤差是由瞬態(tài)誤差和穩(wěn)定誤差兩部分組成的。5、最大超調(diào)量和振蕩次數(shù)反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6、系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)的全部特征根都有負(fù)實(shí)部 。二、判斷題（10分）1、系統(tǒng)的誤差是以系統(tǒng)的輸入端為基準(zhǔn)來(lái)定義的，而系統(tǒng)的偏差是以系統(tǒng)的輸出端為基準(zhǔn)來(lái)定義的。 （×）2、系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)按振動(dòng)性質(zhì)分為自由響應(yīng)和零輸入響應(yīng) 。 （×）

2、3、最大超調(diào)量Mp即與阻尼比有關(guān)，又與無(wú)阻尼固有頻率有關(guān)。 ()4、對(duì)于單位反饋系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)偏差等于穩(wěn)態(tài)誤差。 ()5、諧振帶越寬，反應(yīng)速度越快。 () 三、簡(jiǎn)答題(15分) 1什么是時(shí)間響應(yīng)？時(shí)間響應(yīng)由哪兩部分組成？ 答：時(shí)間響應(yīng)是指系統(tǒng)的響應(yīng)在時(shí)域上的表現(xiàn)形式，或系統(tǒng)地動(dòng)力學(xué)方程在一定初始條件下的解。 按響應(yīng)的來(lái)源分為：零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)。 按響應(yīng)的性質(zhì)分為：強(qiáng)迫響應(yīng)，自由響應(yīng)。2、什么是頻率特性？線性系統(tǒng)在諧波輸入作用下，其穩(wěn)態(tài)輸入與輸出的幅值比是輸入信號(hào)的頻率的函數(shù)，稱其為系統(tǒng)的幅頻特性穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差（或稱相移）也是的函數(shù)，稱其為系統(tǒng)的相頻特性幅頻特性和相頻特性總稱為

3、系統(tǒng)的頻率特性3、什么是相位裕度？什么幅值裕度？在為剪切頻率（>0）時(shí)，相頻特性<GH距-180°線的相位差值稱為相位裕度 當(dāng)為相位交接頻率(>0) 時(shí)，開(kāi)環(huán)幅頻特性的倒數(shù)稱為系統(tǒng)的幅值裕度。四、計(jì)算題1、 已知系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程式如下（10分）+3求出它的傳遞函數(shù)Y(s)/R(s)。解: (+3+6+) Y(s)=4 R(s)Y(s) /R(s)= =2、 求出圖1所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Xo（s）/ Xi（s）。(10分)3、由試圖所示施加一個(gè)3N的階躍力，求出質(zhì)量m，阻尼系數(shù)c，彈簧進(jìn)度系數(shù)k。(15分)解:由圖可得傳遞函數(shù)為 K由laplace的終值定理可得 解k=

4、3 求m值 由 可得 將，代入 可得 又因?yàn)?所以 m=0.78 求c 由 可得 c=1.834、已知系統(tǒng)的特征方程=0，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（15分）由Routh判斷表可得 因?yàn)橛袃纱畏?hào)變換，所以系統(tǒng)不穩(wěn)定。5、已知開(kāi)環(huán)頻率特性，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(15分)解：G（j）H（j）在s平面右半平面無(wú)極點(diǎn)，即P=0= 令=0，有 令，有 令=1，有 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)試題一、填空題（20分）1、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號(hào)的形式及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)。2、對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速 性和精確或準(zhǔn)確性。3、傳遞函數(shù)的定義是對(duì)于線性定常系統(tǒng),在初始條件

5、為零的條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。4、傳遞函數(shù)的組成與輸入、輸出信號(hào)無(wú)關(guān)，僅僅決定于系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并且只適于零初始條件下的線性定常系統(tǒng)。5、判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)特征方程的根必須為負(fù)實(shí)根或負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根，即系統(tǒng)的特征根必須全部在復(fù)平面的左半平面是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。6、頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對(duì)正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。7、系統(tǒng)的性能指標(biāo)按其類型可分為時(shí)域性能指標(biāo)，頻域性能指標(biāo)，綜合性能指標(biāo)。8、用頻率法研究控制系統(tǒng)時(shí)，采用的圖示法分為極坐標(biāo)圖示法和對(duì)數(shù)坐標(biāo)_圖示法。9、系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：系統(tǒng)的全部特征根都具有負(fù)實(shí)部。10、對(duì)廣義系統(tǒng)，按

6、反饋情況可分為 開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 、 閉環(huán)系統(tǒng) 。二、選擇題（20分）1、拉氏變換將時(shí)間函數(shù)變換成 （ D ）A正弦函數(shù)B單位階躍函數(shù)C單位脈沖函數(shù) D復(fù)變函數(shù)2、微分環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( A )A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°3、設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=，則系統(tǒng)的阻尼比為 （C） A.B. C. D. 14、正弦函數(shù)sin的拉氏變換是 （ B ）A.B. C. D. 5、比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移()= ( C )A.90° B.-90° C.0° D.-180°6、一階系統(tǒng)的階躍響

7、應(yīng)， (  D ) A.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)有振蕩B.當(dāng)時(shí)間常數(shù)T較小時(shí)有振蕩 C.有振蕩D.無(wú)振蕩7、系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的 ( C )A.充分條件 B.必要條件 C.充分必要條件 D.以上都不是8、時(shí)域分析法研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)最常用的典型輸入信號(hào)是 （ D ）A脈沖函數(shù)B斜坡函數(shù)C拋物線函數(shù)D階躍函數(shù)9、令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為零，則可得到系統(tǒng)的 ( B )A代數(shù)方程B特征方程C差分方程D狀態(tài)方程10、線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下 （ D ）A系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比B系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出

8、信號(hào)的拉氏變換之比D系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比三、簡(jiǎn)答題（20分）1、什么是反饋？為什么要進(jìn)行反饋控制？答：反饋是指人們?yōu)榱诉_(dá)到一定的目的，有意加入的反饋，閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作是基于系統(tǒng)的實(shí)際輸出與輸入間的偏差之上的，在系統(tǒng)存在擾動(dòng)的情況下，這種偏差就會(huì)出現(xiàn)。進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆答伩刂普媚軝z測(cè)出這種偏差，并力圖減小這種偏差，而最終使得偏差為零，事實(shí)上，反饋控制僅僅需為無(wú)法預(yù)計(jì)的擾動(dòng)設(shè)計(jì)，因?yàn)閷?duì)可以預(yù)知的擾動(dòng)，總可以在系統(tǒng)中加以校正。2、什么是系統(tǒng)？什么是線性系統(tǒng)？答：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系，相互作用的若干部分構(gòu)成而且有一定的目的或一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)整體；當(dāng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能用線性微分方程

9、描述時(shí)，系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。3、系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義是什么？答：系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在初始狀態(tài)的作用下，由它引起的系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)隨時(shí)間的推移，逐漸衰減并趨向與零的能力。若隨時(shí)間的推移，系統(tǒng)能回到平衡位置，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；若隨時(shí)間的推移，系統(tǒng)偏離平衡位置愈來(lái)愈遠(yuǎn)，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。四、計(jì)算題（30分）1、如下圖所示，將方框圖化簡(jiǎn)，并求出其傳遞函數(shù)。解：2、設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下，試?yán)L制系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。解：該系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益K100；有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，即v1；低頻漸近線通過(guò)（1，20lg100）這點(diǎn)，即通過(guò)（1，40）這點(diǎn)斜率為20dB/dec； 有兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率為，斜率分別增加20dB/dec系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如下所示。L(w)/dB­20 dB / dec­