機械工程控制基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題自動控制基礎(chǔ)部分

1、機械工程控制基礎(chǔ)復(fù)習(xí)綱要1、自動控制；在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對象自動的按照預(yù)定的規(guī)律運行。2、自動控制系統(tǒng)；指能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行自動控制的系統(tǒng)3、被控制對象；需要進行控制的設(shè)備或工藝過程4、控制裝置；5、目標值或給定值； 目標值是操作員或者系統(tǒng)計算給出的值，是個相對終極的值。給定值，是升降過程中根據(jù)升降速率計算出來的階段性定值，是個過程值。6、干擾；多余的、不需要的、強制的“輸入”影響系統(tǒng)工作7、被控制量；被控量是指控制系統(tǒng)中被控制對象的指標參數(shù)8、負反饋；指將系統(tǒng)的輸出返回到輸入端并以某種方式改變輸入，進而影響系統(tǒng)功能的過程9、自動控制系統(tǒng)的基本組成及其各環(huán)節(jié)

2、的主要作用；給定信號：使系統(tǒng)具有預(yù)定性能的輸入信號：I. 反饋環(huán)節(jié)：將輸出信號檢測出來并回送到輸入端與輸入信號相比較的過程II. 比較環(huán)節(jié)：反饋信號與給定信號進行比較（代數(shù)運算）得到偏差的環(huán)節(jié)：III. 放大處理環(huán)節(jié)：對偏差信號進行濾波放大的環(huán)節(jié)：IV. 被控制對象：需要進行控制的設(shè)備或工藝過程：10、系統(tǒng)；系統(tǒng)由相互聯(lián)系和作用的若干部分構(gòu)成，而且有一定的目的或一定的運動規(guī)律的一個整體。11、開環(huán)控制系統(tǒng)及其特點；是指系統(tǒng)的被控制量（輸出量）只受控于輸入量，而對輸入量不能反施加任何影響的控制系統(tǒng)。· 控制裝置只按照給定的輸入信號對被控制量進行單向控制：· 開環(huán)控制抗干擾能力

3、差：· 控制信號單方向傳遞：· 結(jié)構(gòu)簡單，精度低：12、閉環(huán)控制系統(tǒng)及其特點；是指系統(tǒng)的被控制量（輸出量）不僅受控于輸入量，而且對輸入量能施加反作用的控制系統(tǒng)。· 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；· 抗干擾能力強，控制精度高，具有修正能力；· 控制信號雙方向傳遞；· 負反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性不容易保證。13、閉環(huán)控制系統(tǒng)或負反饋控制系統(tǒng)（輸出與輸入間存在負反饋的系統(tǒng)）；14、對自動控制系統(tǒng)的基本要求；評價一個控制系統(tǒng)的好壞，其指標是多種多樣的，但對控制系統(tǒng)的基本要求(即控制系統(tǒng)所需的基本性能)一般可歸納為：穩(wěn)定性、快速性和準確性。15、數(shù)學(xué)模型；描述系統(tǒng)

4、內(nèi)部各物理量或變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達式16、傳遞函數(shù)；初始條件為零時，線性定常系統(tǒng)或元件的輸出信號()的拉氏變換式Y(jié)(s)與輸入信號()的拉氏變換式X(s) 之比，稱為該系統(tǒng)或元件的傳遞函數(shù)G(s)17、掌握組合環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)的求取方法；18、系統(tǒng)方框圖的構(gòu)成及其簡化；19、時域性能指標；規(guī)定時域性能指標是以零初始條件下的單位階躍響應(yīng)曲線為依據(jù)的20、系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件；假設(shè)特征方程為（閉環(huán)傳遞函數(shù)分母等于零）根據(jù)代數(shù)理論中韋達定理所指出的方程根和系數(shù)的關(guān)系可知，為使系統(tǒng)特征方程的根都為負實部，其必要條件: 特征方程的各項系數(shù)均為正21、勞斯（Routh）穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用；22、系統(tǒng)誤差與

5、系統(tǒng)偏差；系統(tǒng)誤差:不隨時間變化的，定值的或與某些參數(shù)成函數(shù)關(guān)系的，有規(guī)律的誤差23、典型外作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析；系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下其實際輸出值（在實際工作中常用系統(tǒng)輸出的測量值代替）與給定值之差。控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是因輸入信號不同而不同的。因此就需要規(guī)定一些典型輸入信號。通過評價系統(tǒng)在這些典型輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差來衡量和比較系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。在控制工程中通常采用的典型輸入信號有以下幾種： 1單位階躍函數(shù)： 2單位斜坡函數(shù)3單位加速度函數(shù)4單位脈沖函數(shù)5正弦函數(shù)：24、系統(tǒng)的頻率特性；線性系統(tǒng)在諧波輸入下，系統(tǒng)的輸出穩(wěn)態(tài)分量與輸入量的復(fù)數(shù)比叫頻率特性，用 G(j) 表示。

6、它包括幅頻特性 A () 和相頻特性（） ，25、由傳遞函數(shù)求取系統(tǒng)的頻率特性；若已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，就可以求出頻率特性26、系統(tǒng)的校正及分類；在系統(tǒng)中增加新的環(huán)節(jié)，以改善系統(tǒng)性能的方法（1）、串聯(lián)校正：A、增益調(diào)整；B、相位超前校正； C、相位滯后校正；D、相位滯后超前校正。（2）、并聯(lián)校正：A、反饋校正；B、順饋校正；（3）、有源校正與無源校正。測試技術(shù)基礎(chǔ)部分1、什么是測量：獲取客觀事物信息的手段稱為測試。它是將被測量與同性質(zhì)的標準量通過一定的技術(shù)手段和方法進行比較、并取得被測量對標準量比值的比較過程，測量結(jié)果一般可以表達為：式中： x 被測量； X0 標準量；A0一比值。2、測量儀器的

7、組成：測量儀器主要由傳感器、測量電路、輸出電路三部分組成：3、傳感器的組成：傳感器又稱變換器或換能器；主要由敏感元件和變換元件兩部分組成；4、敏感元件：用于獲取客觀事物中有用信息的主要元件；5、變換元件：將感受到的信息變換為另一種物理量的主要元件；6、誤差的表達方法：絕對誤差、相對誤差、引用誤差；7、絕對誤差：測量結(jié)果與被測量真實值之間的差值叫絕對誤差， 式中：測量值（示值）；真值；絕對誤差。8、相對誤差：絕對誤差與被測量真實值的比值為相對誤差，即例如：用一種方法稱量100kg的重物，絕對誤差為；用另一種方法稱10kg的重物，絕對誤差也為；比較二者的精度。9、引用誤差：絕對誤差與測量儀表的量程

8、的百分比稱為引用誤差。即10、檢測系統(tǒng)的精度；準確度和精密度的綜合反映，習(xí)慣上也叫精度，反映檢測結(jié)果好壞；11、準確度：即指儀表指示值與被測對象真實值的偏離程度，亦即絕對誤差；12、精密度：指儀表指示值的分散程度，即用同一檢測系統(tǒng)對同一對象在短時間內(nèi)做多次重復(fù)檢測，所得結(jié)果的分散程度；13、精度等級：在規(guī)定條件下儀表的最大絕對誤差與儀表量程的百分比，即引用誤差；14、靜態(tài)特性：靜態(tài)系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系曲線；15、靈敏度：在穩(wěn)定狀態(tài)下，系統(tǒng)單位輸入量所引起的輸出量變化；16、分辯力：檢測系統(tǒng)有效識別輸入量最小變化量的能力；即系統(tǒng)有效辨別緊密相鄰量值的能力，一般認為模擬裝置的分辯力為最小分度值

9、的1/21/5，數(shù)字裝置的分辯力為最后位數(shù)的一個字；17、鑒別力閥值：把引起測量裝置輸出值產(chǎn)生一個可以觀察變化的最小輸入量變化稱為鑒別力閥值（也稱靈敏度閥值）； 18、量程：系統(tǒng)能夠承受最大輸入量的能力，即裝置指示的上、下限之差；19、電阻器式傳感器基本類型：即線位移型、角位移型、非線性型；20、電阻應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)：把柵狀敏感元件用粘結(jié)劑牢固地粘在上下基底（覆蓋片、基片）之間，敏感元件兩端焊上較粗的引線。21、電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理：應(yīng)變片將隨被測對象一起變形，其電阻值也隨之變化，而電阻的變化與構(gòu)件的變形保持一定的線性關(guān)系，進而通過相應(yīng)的二次儀表系統(tǒng)即可測得構(gòu)件的變形。電阻的相對變化為

10、： 22、差動變壓器式電感傳感器的結(jié)構(gòu)差動變壓器式電感傳感器主要由線圈、鐵芯和活動銜鐵三部分組成。線圈包括一個初級線圈和兩個反接的次級線圈。23、差動變壓器式電感傳感器的工作原理這種傳感器實質(zhì)上是一個輸出電壓可變的變壓器。當變壓器初級線圈輸入穩(wěn)定交流電壓后，次級線圈便會有感應(yīng)電壓輸出，該電壓隨被測量的變化而變化。當初級線圈輸入交流激勵電壓時，次級線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1和e2。由于兩個次級線圈極性反接，因此，傳感器的輸出電壓為兩者之差，即ey=e1-e2?；顒鱼曡F能改變線圈之間的藕合程度。輸出ey的大小隨活動銜鐵的位置而變。當活動銜鐵的位置居中時，e1=e2，ey=0；當活動銜鐵偏離中心位置時，e1e2，ey0；當活動銜鐵由被測量帶動位置發(fā)生變化時，其輸出電壓也隨之變化。24、傳感器的選用原則選擇傳感器主要考慮以下6個因素：A、靈敏度、B、響應(yīng)特性、C、線性范圍、D、穩(wěn)定性、E、精確度、F測量方式。25、直流電橋的輸出與電橋結(jié)構(gòu)的關(guān)系應(yīng)變片工件FF直流電橋的結(jié)構(gòu)有單臂、雙臂和四臂之分；其輸出為： K=4、2、1分別對應(yīng)單臂、雙臂和四