機電控制工程基礎(chǔ)概念題匯總

《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總一、簡答題.什么是自動控制？就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使生產(chǎn)過程或被控對象的某一物理量（輸出量）準(zhǔn)確地按照給定的規(guī)律（輸入量）運行或變化。.控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？控制系統(tǒng)的基本要求可歸結(jié)為穩(wěn)定性；準(zhǔn)確性和快速性。.什么是自動控制系統(tǒng)？指能夠?qū)Ρ豢刂茖ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控制裝置和被控制對象組成.反饋控制系統(tǒng)是指什么反饋？反饋控制系統(tǒng)是指負(fù)反饋。.什么是反饋？什么是正反饋？什么是負(fù)反饋？反饋信號（或稱反饋上從系統(tǒng)（或元件）輸出端取出信號，經(jīng)過變換后加到系統(tǒng)（或元件）輸入端，這就是反饋信號。當(dāng)它與輸入信號符號相同，即反饋結(jié)果有利于加強輸入信號的作用時叫正反饋。反之，符號相反抵消輸入信號作用時叫負(fù)反饋。.什么叫做反饋控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端,此類系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)（或閉環(huán)控制系統(tǒng)）。.控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3類？控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。.舉例說明什么是隨動系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的控制作用是時間的未知函數(shù)，即給定量的變化規(guī)律是事先不能確定的，而輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速的復(fù)現(xiàn)給定量（即輸入量）的變化，這樣的系統(tǒng)稱之為隨動系統(tǒng)。隨動系統(tǒng)應(yīng)用極廣，如雷達自動跟蹤系統(tǒng)，火炮自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，各種電信號筆記錄儀等等。.自動控制技術(shù)具有什么優(yōu)點？⑴極大地提高了勞動生產(chǎn)率;⑵提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；⑶減輕了人們的勞動強度，使人們從繁重的勞動中解放出來，去從事更有效的勞動;⑷由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多生產(chǎn)過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程則因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生產(chǎn)，深水作業(yè)以及火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等等。在這種情況下,自動控制更加顯示出其巨大的作用10.對于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動量突然增加某一給定值時，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情況？單調(diào)過程衰減振蕩過程持續(xù)振蕩過程發(fā)散振蕩過程.什么是數(shù)學(xué)模型？描述系統(tǒng)在運動過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達式叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。正確.建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法哪些？建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法有解析法和實驗法。.什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？在零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。.單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）,則其閉環(huán)傳遞函數(shù)是什么？單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）,則閉環(huán)傳遞函數(shù)為丁空41G（s）

《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總.二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么?其中的變量有什么含義？二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型為31(S2+2己3/+3；),其中稱自為系統(tǒng)的阻尼比,①n為無阻尼自振蕩角頻率。.微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達式各是什么？微分環(huán)節(jié)：G(s)=s。 積分環(huán)節(jié)G(s)=1s運動方程式為其傳遞函數(shù)為.振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲能元件，并且所儲存的能量相互轉(zhuǎn)換輸出量具有振蕩的性質(zhì)。設(shè)振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為X/輸入量為xr，運動方程式為其傳遞函數(shù)為d2x dxT2 c-+T—『+x=Kxdt2kdtcrG(s)=.單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是什么？ 單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是什么？八" , =1 - , 口1單位階躍函數(shù)的拉普拉斯變換結(jié)果是-。 單位斜坡函數(shù)的拉氏變換結(jié)果是一。s s2.什么是極點和零點？傳遞函數(shù)分母多項式的根被稱為系統(tǒng)的極點，分子多項式的根被稱為系統(tǒng)的零點.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個互不相等的實數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點？單調(diào)上升4.什么叫做二階系統(tǒng)的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出曲線。臨界阻尼單調(diào)上升4.什么叫做二階系統(tǒng)的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統(tǒng)的輸出曲線。臨界阻尼(Z=l),c(t)為一無超調(diào)的單調(diào)上升曲線，如圖所示。5.動態(tài)性能指標(biāo)通常有哪幾項？如何理解這些指標(biāo)?延遲時間t 階躍響應(yīng)第一次達到終值h3)的50%所需的時間。d上升時間tr階躍響應(yīng)從終值的10%上升到終值的90%所需的時間;對有振蕩的系統(tǒng)，也可定義為從0到第一次達到終值所需的時間。峰值時間tp階躍響應(yīng)越過穩(wěn)態(tài)值h3)達到第一個峰值所需的時間。調(diào)節(jié)時間\階躍響到達并保持在終值h3)±5%誤差帶內(nèi)所需的最短時間；有時也用終值的土2%誤差帶來定義調(diào)節(jié)時間。

《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總超調(diào)量0%峰值h())超出終值h3)的百分比，即x100%h())-x100%-P h(⑹6.勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性？勞斯穩(wěn)定判據(jù)能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性。.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有什么特點?當(dāng)時間t滿足什么條件時響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于5?2%。？由于一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)沒有超調(diào)量，所有其性能指標(biāo)主要是調(diào)節(jié)時間，它表征系統(tǒng)過渡過程的快慢。當(dāng)t=3T或4T時，響應(yīng)值與穩(wěn)態(tài)值之間的誤差將小于5?2%。顯然系統(tǒng)的時間常數(shù)T越小，調(diào)節(jié)時間越小，響應(yīng)曲線很快就能接近穩(wěn)態(tài)值。.在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)有什么特點？在欠阻尼的情況下，二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為一振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡諧振蕩時間函數(shù)。.阻尼比ZWO時的二階系統(tǒng)有什么特點？CW0時的二階系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的.已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：，/、 10(s)= 0.25s2+0.707s+1則系統(tǒng)的1、3n及性能指標(biāo)o%、ts(5%)各是多少？€=0.7073n=2。%=4.3%ts(5%)=2.1(s)二、判斷題.自動控制中的基本的控制方式有開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。 正確.系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)主要有調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)誤差。 正確.如果系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響時，這樣的系統(tǒng)就稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 正確.凡是系統(tǒng)的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，叫做閉環(huán)系統(tǒng)。 正確.無靜差系統(tǒng)的特點是當(dāng)被控制量與給定值不相等時，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。 錯誤.對于一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以工作。 錯誤.疊加性和齊次性是鑒別系統(tǒng)是否為線性系統(tǒng)的根據(jù)。正確.線性微分方程的各項系數(shù)為常數(shù)時，稱為定常系統(tǒng)。正確.傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無關(guān)。正確.對于非線性函數(shù)的線性化方法有兩種一種方法是在一定條件下，忽略非線性因素。另一種方法就是切線法，或稱微小偏差法。正確.在自動控制系統(tǒng)中，用來描述系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學(xué)模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統(tǒng)為研究目標(biāo)的經(jīng)典控制理論中，常用的模型有微分方程、傳遞函數(shù)、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性等。正確《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和外輸入。正確.傳遞函數(shù)是復(fù)變量s的有理真分式分母多項式的次數(shù)n高于分子多項式的次數(shù)m,而且其所有系數(shù)均為實數(shù)。正確.在復(fù)數(shù)平面內(nèi),一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點分布圖與之相對應(yīng)。正確.傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，但不能反映物理系統(tǒng)的性質(zhì)，因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同的傳遞函數(shù)。 (錯誤).自然界中真正的線性系統(tǒng)是不存在的。許多機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等在變量之間都包含著非線性關(guān)系。正確.實際的物理系統(tǒng)都是線性的系統(tǒng)。 (錯誤).某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為yQ)=Kx(t),K是一個常數(shù)，則稱其為慣性環(huán)節(jié)。錯誤.慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)越大，則系統(tǒng)的快速性越好。 (錯誤).系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分母中的最高階若為n,則稱系統(tǒng)為n階系統(tǒng)。 正確.已知線性系統(tǒng)的輸入x(t),輸出y(t),傳遞函數(shù)G(s),則丫(s)=G(s)-X(s)。正確.線性化是相對某一額定工作點進行的。工作點不同得到線性化微分方程的系數(shù)也不同。正確.若使線性化具有足夠精度，調(diào)節(jié)過程中變量偏離工作點的偏差信號必須足夠小。正確.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點均應(yīng)在s平面的左半平面。 正確.用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。正確.系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)閉環(huán)極點的分布。正確.閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。 錯誤.若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1,則其階躍響應(yīng)不會出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于0.707。 正確.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個具有負(fù)實部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。 (錯誤).最大超調(diào)量只決定于阻尼比Z°Z越小，最大超調(diào)量越大。 正確.二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，調(diào)整時間ts與Z3n近似成反比。但在設(shè)計系統(tǒng)時,阻尼比Z通常由要求的最大超調(diào)量所決定,所以只有自然振蕩角頻率3n可以改變調(diào)整時間ts。正確.所謂自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是系統(tǒng)在使它偏離穩(wěn)定狀態(tài)的擾動作用終止以后，能夠返回原來穩(wěn)態(tài)的性能。 正確.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其開環(huán)極點均位于s平面的左半平面。 (錯誤)1.0型系統(tǒng)(其開環(huán)增益為K)在單位階躍輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為二"。正確1+K2 212.2et的拉氏變換為一-。 正確s+113.勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不可以判斷相對穩(wěn)定性。《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總誤).某二階系統(tǒng)的特征根為兩個純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為等幅振蕩。正確.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為一05二，則其時間常數(shù)為2。 正確s+0.5.二階系統(tǒng)阻尼比Z越小，上升時間tr則越小；Z越大則tr越大。固有頻率3n越大,t1越小,反之則t1越大。 正確' ' n.線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)特征方程的根(系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點)全部具有負(fù)實部，也就是所有閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點都位于s平面的左側(cè)。 正確.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的一種度量。正確.對穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計算穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)19。以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提。正確20.單位階躍輸入(R(s)=1)時,0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一定為0。 錯誤s.根軌跡法就是利用已知的開環(huán)極、零點的位置，根據(jù)閉環(huán)特征方程所確定的幾何條件，通過圖解法求出,由0—8時的所有閉環(huán)極點。正確.根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)零極點分布而繪制出的閉環(huán)極點運動軌跡。正確.繪制根軌跡時,我們通常是從Kg=0時的閉環(huán)極點畫起，即開環(huán)極點是閉環(huán)根軌跡曲線的起點。起點數(shù)n就是根軌跡曲線的條數(shù)。 正確. 根軌跡是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中的某個參數(shù)為參變量而畫出的 開環(huán)極點的根軌跡圖。錯誤.開環(huán)傳遞函數(shù)的分母階次為n,分子階次為m(nNm),則其根軌跡有n條分支，其中m條分支終止于開環(huán)有限零點,n-m條分支終止于無窮遠。 正確.在開環(huán)系統(tǒng)中增加零點，可使根軌跡向左方移動。 正確. 在開環(huán)系統(tǒng)中增加極點,可使根軌跡向右方向移動。 正確.實軸上二開環(huán)極點間有根軌跡，則它們之間必有匯合點。 錯誤.實軸上二開環(huán)零點間有根軌跡，則它們之間必有匯合點。 正確10.系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)極點,終止于開環(huán)零點。 正確.在實際存在電容、電感、慣量、彈簧等這些儲能元件的系統(tǒng)中輸入不同頻率的正弦電壓,輸出電壓的幅值相同、相位不同。 錯誤. 系統(tǒng)的頻率特性是由Gj)描述的，|G(j①)稱為系統(tǒng)的幅頻特性;/Gj)稱為系統(tǒng)的相頻特性。 正確.對于實際的“低通”控制系統(tǒng)在頻率較低時，輸入信號基本上可以原樣地在輸出端復(fù)現(xiàn)出來，而不發(fā)生嚴(yán)重失真。 正確.根據(jù)Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)的描述，如果開環(huán)是不穩(wěn)定的，且有P個不穩(wěn)定極點，那么閉環(huán)穩(wěn)定的條件是：當(dāng)w由一8一8時，Wk(jw)的軌跡應(yīng)該逆時針繞(-1,j0)點P圈。正確.系統(tǒng)的頻率特性可直接由G(j3)=Xc(j3)/Xr(j3)求得。只要把線性系統(tǒng)傳遞函數(shù)G(s)中的算子s換成j3就可以得到系統(tǒng)的頻率特性G(j3)。正確.頻率特性是線性系統(tǒng)在正弦輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)輸出和輸入之比。.對數(shù)頻率特性是將頻率特性表示在對數(shù)坐標(biāo)中，對數(shù)坐標(biāo)橫坐標(biāo)為頻構(gòu)，頻率每變化2倍，橫坐標(biāo)軸上就變化一個單位長度。錯誤型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性的低頻段是一條斜率為一20db/dec的直線。 正確.比例環(huán)節(jié)的A(3)和平(3)均與頻率無關(guān)。 正確

《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總.系統(tǒng)的頻率特性是由G。①）描述的，|G（j①）稱為系統(tǒng)的復(fù)合控制；/G。①）稱為系統(tǒng)的復(fù)合控制。 錯誤11.當(dāng)3由0-8時,積分環(huán)節(jié)幅頻特性與相頻特性與頻率無關(guān)，為一常值。錯誤.時滯環(huán)節(jié)的幅相頻率特性為一個以原點為圓心的圓。 正確.系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性和相頻指性有一一對應(yīng)關(guān)系，則它必是最小相位系統(tǒng)。正確.凡是在s左半平面上沒有極、零點的系統(tǒng)，稱為最小相位系統(tǒng)，錯誤.若系統(tǒng)的開環(huán)穩(wěn)定，且在L?）＞0的所有頻率范圍內(nèi)，相蜘（3）＞-1800,則其閉環(huán)狀態(tài)是穩(wěn)定的。 正確PI校正為相位滯后校正。（正確）.系統(tǒng)如圖所示，G's）為一個并聯(lián)校正裝置，實現(xiàn)起來比較簡單。 正確.系統(tǒng)校正的方法，按校正裝置在系統(tǒng)中的位置和連接形式區(qū)分，有串聯(lián)校正、并聯(lián)（反饋）校正和前饋（前置）校正三種。 正確.按校正裝置Gc（s）的物理性質(zhì)區(qū)分，又有相位超前（微分）校正，相位滯后（積分）校正，和相位滯后一超前（積分-微分）校正。 正確.相位超前校正裝置的傳遞函數(shù)為G（s）=fa，，系數(shù)a大于1。 正確c1+Ts.假設(shè)下圖中輸入信號源的輸出阻抗為零，輸出端負(fù)載阻抗為無窮大，則此網(wǎng)絡(luò)一定是一個無源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。 錯誤正確7.下圖中網(wǎng)絡(luò)是一個無源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。

正確7.下圖中網(wǎng)絡(luò)是一個無源滯后校正網(wǎng)絡(luò)。8.《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總下圖所示為8.《機電控制工程基礎(chǔ)》概念題匯總下圖所示為9.利用相位超前校正，可以增加系統(tǒng)的頻寬，提高系統(tǒng)的快速性，但使穩(wěn)定裕量變小。誤10.滯后-超前校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的一般形式為：G(s)=Q：零?+a2s，式中