機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計復(fù)習(xí)題

一、選擇題在下列每小題的備選答案中選出所有正確的答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號內(nèi)。注：每小題中，若選擇結(jié)果錯一個扣1分，全對給2分。.機(jī)電控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有（）。A.穩(wěn)態(tài)誤差 B.頻率特性 C.穩(wěn)定性 D.狀態(tài)方程 E.幅頻特性F.相頻特性.控制器的控制規(guī)律有（）。A.PIB.DIC.PDD.PIDE.PF.PF3.影響機(jī)電控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的因素有（）。A.系統(tǒng)穩(wěn)定性B.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性 C.穩(wěn)系統(tǒng)開環(huán)增益D.系統(tǒng)開環(huán)積分環(huán)節(jié)個數(shù) F.系統(tǒng)的類型.可用來判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有（）。A.相位余量和幅值余量 B.相位交界頻率和幅值交界頻率C.勞斯判據(jù) D.開環(huán)極點(diǎn)和開環(huán)增益.可用于檢測位移的傳感器有（）。A.光纖式傳感器 B.熱電阻式傳感器 C.差動變壓器式傳感器 D.電容式傳感器TOC\o"1-5"\h\z.可用于檢測壓力的傳感器有（ ）。A.差動變壓器式傳感器 B.感應(yīng)同步器 C.電容式傳感器 D.光柵式傳感器.輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關(guān)系是（ ）。A幅頻特性B相頻特性 C傳遞函數(shù) D頻率響應(yīng)函數(shù).半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率（B ）。A.上升 B.迅速下降 C.保持不變 D歸零.熱電偶檢測溫度的工作原理是基于（ ）。A.熱敏效應(yīng) B.壓電效應(yīng) C.熱電效應(yīng) D.熱電勢.差動變壓器式位移傳感器是利用（B、D）的變化。A.線圈的自感將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢 B.線圈的互感將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢C.線圈的自感將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電壓 D.線圈的互感將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電壓TOC\o"1-5"\h\z.電液比例溢流閥壓力控制回路有（ ）。A.直動式比例溢流閥調(diào)壓回路 B.先導(dǎo)式比例溢流閥調(diào)壓回路C.調(diào)速式比例溢流閥調(diào)壓回路 D.節(jié)流式比例溢流閥調(diào)壓回路.電液比例速度調(diào)節(jié)方式有（ ）。A.比例溢流調(diào)速 B.比例換向調(diào)速 C.比例節(jié)流調(diào)速 D.比例容積調(diào)速.機(jī)電控制系統(tǒng)響應(yīng)的瞬態(tài)分量就是（ ）A.強(qiáng)迫運(yùn)動解 3.自由運(yùn)動解 C.零輸入解 D.控制輸入解.機(jī)電控制系統(tǒng)瞬態(tài)分量取決于（ ）A.系統(tǒng)閉環(huán)特征根 B.系統(tǒng)的輸入信號 C.系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn) D.系統(tǒng)輸出信號.機(jī)電控制系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量就是（ ）A.強(qiáng)迫運(yùn)動解 3.自由運(yùn)動解 C.零輸入解 D.控制輸入解.機(jī)電控制系統(tǒng)瞬態(tài)分量取決于（ ）A.系統(tǒng)閉環(huán)特征根 B.系統(tǒng)的輸入信號 C.系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn) D.系統(tǒng)控制信號.改善機(jī)電控制系統(tǒng)快速性采用（ ）A.順饋校正 B.前饋校正 C.PD校正 D.超前校正

.改善機(jī)電控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性采用()A.順饋校正 B.PI校正C.PD校正 D.超前校正.PD校正可以使系統(tǒng)的()A.穩(wěn)態(tài)誤差減小 B.快速性提高 C.超調(diào)量減小 D.精度提高.超前校正可以使系統(tǒng)的()A.穩(wěn)態(tài)誤差減小 B.快速性提高 C.頻帶寬度增加 D.精度提高.滯后校正使系統(tǒng)的()A.穩(wěn)定性增加 B.快速性提高 C.頻帶寬度增加 D.頻帶寬度減小.滯后校正使系統(tǒng)的()A.穩(wěn)定性增加 B.快速性提高 C.頻帶寬度增加 D.頻帶寬度減小23有一線性系統(tǒng)，其輸入分別為u1(t)和u2(t)時，輸出分別為y1⑴和y2(t)。當(dāng)輸入為a1u1(t)+a2u2(t)時(a1,a2為常數(shù))，輸出應(yīng)為()A.a1y1(t)+y2(t) B.a1y1(t)+a2y2(t) C.a1y1(t)-a2y2(t) D.y1(t)+a2y2(t)1+BT24某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc(S)=K二廣(0<0<1),則該裝置是()SB.滯后校正裝置A.B.滯后校正裝置C.滯后——超前校正裝置25.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G⑸二D.超前——滯后校正裝置C.滯后——超前校正裝置25.設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G⑸二D.超前——滯后校正裝置11A251525s2+5s+112則系統(tǒng)的阻尼比為(D.11.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性G(j⑼=(1+j3)2，當(dāng)3=1rad/s時，其頻率特性幅值G(1)=()。TOC\o"1-5"\h\z— 1 1A.1B.不2C.— D.-2 4.反饋控制系統(tǒng)又稱為()C.擾動順饋補(bǔ)償系統(tǒng) D.輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)A.C.擾動順饋補(bǔ)償系統(tǒng) D.輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng).如果典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為減幅振蕩(又稱阻尼振蕩)，則其阻尼比( )A.￡<0 B.￡=0 C.0<￡<1 D.￡21.G(s)=1/[(S+1)(S+2)(S+3)(S+4)]環(huán)節(jié)的對數(shù)相頻特性的高頻漸近線斜率為()A.-20dB B.-40dB C.-60dBD.-80dB30某自控系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=1/[(S+1)(S+2)]，則此系統(tǒng)為()A.穩(wěn)定系統(tǒng)B.不穩(wěn)定系統(tǒng)C.穩(wěn)定邊界系統(tǒng) D.條件穩(wěn)定系統(tǒng).下列性能指標(biāo)中的()為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。A.Mp B.tsC.ND.essTOC\o"1-5"\h\z.輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關(guān)系是( )。A.幅頻特性 B.相頻特性 C.傳遞函數(shù) D.頻率響應(yīng)函數(shù).超前校正裝置的最大超前相角可趨近( )A.－90°B.－45° C.45°D.90°.一般來說，系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性將( )。A.變好 B.變壞 C.不變 D.可能變好也可能變壞.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性LM)中頻段主要參數(shù)的大小對系統(tǒng)的()性能無影響。

A動態(tài) B.穩(wěn)態(tài)A動態(tài) B.穩(wěn)態(tài)36.反饋控制系統(tǒng)又稱為（）C.相對穩(wěn)定性D.響應(yīng)的快速性A.開環(huán)控制系統(tǒng)C.擾動順饋補(bǔ)償系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)D.輸入順饋補(bǔ)償系統(tǒng)TOC\o"1-5"\h\z37.PID控制器的傳遞函數(shù)形式是（ ）A．5+3sC.5+3s+3- D.5+ s s+138.已知系統(tǒng)的特征方程為（s+1）（s+2）（s+3）=s+4,則此系統(tǒng)的穩(wěn)定性為（）A.穩(wěn)定 B.臨界穩(wěn)定C.不穩(wěn)定 D.無法判斷39某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc⑸=k1+^Ts,p>1,該校正裝置為（ ）1+TsA.滯后校正裝置 B.超前校正裝置C.滯后一超前校正裝置 D.超前一滯后校正裝置1.設(shè)開環(huán)系統(tǒng)頻率特性G（j⑨= ，則其對數(shù)幅頻特性的漸近線中頻段斜率為（）J3（1+j103）（1+j0.13）A.-60dB/dec B.-40dB/decC.-20dB/dec D.0dB/d.將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是（D）A.抑制共模噪聲 B.抑制差模噪聲C.克服串?dāng)_ D.消除電火花干擾42若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10,最大輸入信號為2.5V,則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號為（ ）A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV.常用于測量大位移的傳感器有（A）A.感應(yīng)同步器 B.應(yīng)變電阻式 C.霍爾式 D.渦流式.將電阻應(yīng)變片貼在（ ）上,就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。A.質(zhì)量塊 B.導(dǎo)體C.彈性元件 D.機(jī)器組件TOC\o"1-5"\h\z.半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升,電阻率（ ）A.上升 B.迅速下降C.保持不變 D歸零.三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載輸出的電壓波形，處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)時，a為（ ）度。A,0度，B,60度， C,30度，D,120度，47單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角a的最大移相范圍是（ ）A、0°-90° B、0°-120° C、0°-150° D、0°-180°48.三相半波可控整流電阻性負(fù)載電路，如果三個晶閘管采用同一相觸發(fā)脈沖，a的移相范圍（ ）。A、0°--60°； B、0°--90°； C、0°--120°； D、0°--150°；49若系統(tǒng)欲將一個D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要接入（）器件完成控制量的切換工作。A.鎖存器鎖存 B.多路開關(guān)C.A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換D.反多路開關(guān)50.步進(jìn)電機(jī)常被用于準(zhǔn)確定位系統(tǒng),在下列說法中錯誤的是（ ）。A.步進(jìn)電機(jī)可以直接接受數(shù)字量B.步進(jìn)電機(jī)可以直接接受模擬量C.步進(jìn)電機(jī)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位D.步進(jìn)電機(jī)可實現(xiàn)順時針、逆時針轉(zhuǎn)動51.小功率直流電機(jī)控制控制系統(tǒng)中，正確的作法是（）A.改變定子上的通電極性，以便改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向B.改變轉(zhuǎn)子上的通電極性，以便改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向C.在定子上通以交流電，電機(jī)可周期性變換轉(zhuǎn)向D.在轉(zhuǎn)子上通以交流電，電機(jī)可周期性變換轉(zhuǎn)向52關(guān)于ADC0809中EOC信號的描述，不正確的說法是（）。EOC呈高電平，說明轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束EOC呈高電平，可以向CPU申請中斷EOC呈高電平，表明數(shù)據(jù)輸出鎖存器已被選通EOC呈低電平，處于轉(zhuǎn)換過程中.PLC的工作方式是（ ）。A、等待工作方式； B、中斷工作方式；C、掃描工作方式； D、循環(huán)掃描工作方式；.在輸出掃描階段，將（ ）寄存器中的內(nèi)容復(fù)制到輸出接線端子上。慶、輸入映象；B、輸出映象；C、變量存儲器；D、內(nèi)部存儲器；55.雙字整數(shù)的加減法指令的操作數(shù)都采用（）尋址方式。TOC\o"1-5"\h\zA、字； 3、雙字； C、字節(jié)； D、位；56.下列那項屬于雙字尋址（ ）。A.QW1; B.V10; C.IB0; D.MD28;57.SM是哪個存儲器的標(biāo)識符（）。A.高速計數(shù)器；B,累加器；C.內(nèi)部輔助寄存器；D,特殊輔助寄存器；58.字傳送指令的操作數(shù)IN和OUT可尋址的寄存器不包括下列那項（ ）。A.T； B.M； C.AQ； D.AC；.可使用位尋址方式來存取信息的寄存器不包括（ ）。A.I B.Q C.AC D.SM.PLC的系統(tǒng)程序不包括（ ）。A.管理程序； B.供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊；C.用戶指令解釋程序； D.開關(guān)量邏輯控制程序；AC是哪個存儲器的標(biāo)識符。（ ）A、高速計數(shù)器 B、累加器C、內(nèi)部輔助寄存器D、特殊輔助寄存器.PLC在RUN狀態(tài)時，總為ON的特殊存儲器位是（ ）A、SM1.0B、SM0.1C、SM0.0D、SM1.1.CPU214型PLC數(shù)據(jù)存儲器容量為（ ）A.2K B.2.5K C.1K D.5K.世界上第一臺PLC生產(chǎn)于（ ）A.1968年德國 B.1967年日本C.1969年美國 D.1970年法國.下列那項屬于字節(jié)尋址（）。A.VB10 B.VW10 C.ID0 D.I0.2.CPU逐條執(zhí)行程序，將執(zhí)行結(jié)果放到（ ）。慶、輸入映象寄存器 B、輸出映象寄存器C、中間寄存器 D、輔助寄存器.用來累計比CPU掃描速率還要快的事件的是（）。A、高速計數(shù)器 B、增計數(shù)器 C、減計數(shù)器 D、累加器.PLC處于（D）模式時，允許進(jìn)行自由端口通訊。A.RUN模式 39口06口慶吊模式 C.STOP式 D.都可以.下列不屬于PLC硬件系統(tǒng)組成的是（ ）。A.用戶程序 3.輸入輸出接口C.中央處理單元 D.通訊接口二、名詞.機(jī)電控制系統(tǒng).驅(qū)動裝置（執(zhí)行裝置）.機(jī)電控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng).機(jī)電控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng).狀態(tài)變量.狀態(tài)空間.狀態(tài)軌跡.幅頻特性是系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，輸出信號幅值與輸入信號幅值之比與輸入信號頻率的關(guān)系。.相頻特性是輸出信號相位與輸入信號相位之差與輸入信號頻率的關(guān)系。.相位裕量是在幅值交界頻率上使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)所需要附加的相位滯后量。.幅值裕量是系統(tǒng)在相位交界頻率處的幅頻特性的倒數(shù)。.若沿某些晶體介質(zhì)的一定方向施加機(jī)械力使其變形而產(chǎn)生極化效應(yīng)，則介質(zhì)的某些表面上將為產(chǎn)生電荷.熱電偶的工作原理是基于物體的熱電效應(yīng)。.熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時本身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測量溫度。.熱敏電阻是把金屬氧化物陶瓷半導(dǎo)體材料經(jīng)成形、燒結(jié)等工藝制成的測溫元件。.遲滯比較強(qiáng)的參考電壓不等于零。.文波抑制比是輸出端對輸入端疊加的交流文波電壓的抑制比。.文波抑制比反映出穩(wěn)壓電源對輸入端引入的交流文波電壓的抑制能力。.差動變壓器式位移傳感器是利用線圈的互感將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢的變化。.電液比例流量控制系統(tǒng)用電液比例流量閥來控制系統(tǒng)的速度。.自由運(yùn)動模態(tài).超前校正.滯后校正.極點(diǎn)配置法三、簡答題.簡述判斷穩(wěn)定性的幾種基本方法。.簡述4種類型的常用開關(guān)量傳感器。.簡述4種類型的位移傳感器。.簡述4種類型的溫度傳感器。.寫出如圖所示過零比較器在參考電壓Ur=0時輸出電壓特性。.寫出如圖所示單限電壓比較器在參考電壓UrW0時輸出電壓特性.簡述高性能放大器種類。.簡述采用V/F轉(zhuǎn)換器代替普通A/D變換器的優(yōu)點(diǎn)？.簡述熱電偶應(yīng)用的幾個重要定律。.簡述電壓比較強(qiáng)的幾種類型。.簡述運(yùn)算放大器的特點(diǎn)。.簡述熱電偶的工作原理。.簡述電液比例控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。.簡述壓力回路控制的基本功能。.簡述電液比例速度調(diào)節(jié)的方式。.電渦流式傳感器的靈敏度主要受哪些因素影響？它的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？答：電渦流式傳感器的靈敏度主要受導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀，線圈的幾何參數(shù)，激勵電流頻率以及線圈到被測導(dǎo)體間的距離等因素影響。電渦流式傳感結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測量范圍大、抗干憂能力強(qiáng)，特別是有非接觸測量的優(yōu)點(diǎn)。.試述熱電偶檢測系統(tǒng)中溫度的補(bǔ)償電路的工作原理。答：在實際使用熱電偶測溫，要求冷端保持在0℃較困難，希望在室溫下測定，這需要加冷端補(bǔ)償。熱電偶的冷18.端補(bǔ)償通過補(bǔ)償電橋?qū)崿F(xiàn)，。橋臂電阻Rl、RZ、R3及Rcu與熱電偶冷端處于相同的環(huán)境溫度下。其中R：一RZ一R3=In，且都是錳銅線繞成，而Rcu是銅導(dǎo)線繞制的補(bǔ)償電阻。E（直流4V）是電橋的電源，R，是限流電阻，其阻值隨熱電偶不同而有差異。在20℃時，電橋平衡。當(dāng)冷端溫度升高時，R。隨著增大，Uab增大；而熱電動勢E二隨冷端溫度升高而減小。若Uab的增加量等于E二的減少量，則熱電偶輸出Uab的大小將不隨冷端溫度變化而變化，從而實現(xiàn)溫度的補(bǔ)償。在實際測量中，當(dāng)熱端與冷端之間距離較遠(yuǎn)時，需要采用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶擬端，使之遠(yuǎn)離測量點(diǎn)加圖3.32所示。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時必須注意型號湘獻(xiàn)派勝襖叛鵝弧裊滁浪冷消撅茨年滋甸俄會河而旅牙其擦孰線采用多股廉價金屬制造，不同熱電偶采用不同的補(bǔ)償導(dǎo)線（已標(biāo)準(zhǔn)化）。.簡述熱電偶的工作原理。答：熱電偶的工作原理是基于物體的熱電效應(yīng)。兩種不同的導(dǎo)體A與B組成閉合回路，當(dāng)兩個接點(diǎn)溫度不同時，回路中將產(chǎn)生電勢，該電勢的方向和大小取決于兩導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度差，而與兩導(dǎo)體的粗細(xì)、長短無關(guān)。如果固定其中冷端溫度，將另一端接觸被測對象，就可以通過熱電勢與熱端的對應(yīng)關(guān)系確立被測對象的溫度。20.簡述熱電偶的幾個重要定律。答：一是勻質(zhì)導(dǎo)體定律；二是中間導(dǎo)體定律；三是標(biāo)準(zhǔn)電極定律；四是中間溫度定律。21.屏蔽有幾種型式?各起什么作用?答：屏蔽主要有靜電屏蔽、電磁屏蔽、低頻磁屏蔽和驅(qū)動屏蔽四種。靜電屏蔽能防止靜電場的影響，電磁屏蔽能削弱高頻電磁場的影響，低頻磁屏蔽主要是為了抗低頻磁場的干擾，驅(qū)動屏蔽能有效地抑制通過寄生電容的耦合干擾。.為什么采用V/F轉(zhuǎn)換器代替普通的A/D變換器？答：采用V/F轉(zhuǎn)換器與計算機(jī)接口有下列優(yōu)點(diǎn)：1）接口簡單、占用計算機(jī)資源少。2）頻率信號輸入靈活。3）抗干擾性能好，與計算機(jī)接口很容易采用光電隔離。4）便于遠(yuǎn)距離傳輸。可以無線傳播或光纖傳送。可以大大簡化前向通道。.PWM驅(qū)動裝置如何實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的控制？答：PWM驅(qū)動裝置是利用大功率晶體管的開關(guān)特性來調(diào)制固定電壓的直流電源，按一個固定的頻率來接通和斷開，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”與“斷開”時間的長短，通過改變直流伺服電動機(jī)電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過改變平均電壓的方向性控制轉(zhuǎn)動方向。因此，這種裝置又稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。.簡述電液比例控制的特點(diǎn)。電液比例控制的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）操作方便，容易實現(xiàn)遙控。2）自動化程度高，可實現(xiàn)編程控制。3）工作平穩(wěn)，控制精度較高。4）結(jié)構(gòu)簡單，對污染不敏感。5）節(jié)能效果好。電液比例控制的主要缺點(diǎn)是：成本較高，技術(shù)較復(fù)雜。.什么是“±1誤差”?

答：在頻率量測量時，由于計數(shù)值是以整數(shù)形式表示的。對于所選定的測量時基而言，由于被測頻率是變化的，被測頻率與時基之間并無同步措施，難于做到時基的上升沿與被測頻率信號的第一個計數(shù)脈沖的上升沿正好對齊。也難保證時基的下降沿與被測頻率的最后一個計數(shù)脈沖的下降沿正好對齊。因而使得所記錄的脈沖數(shù)要么比實際值多1，或者比實際值少1，這就產(chǎn)生了“±1”誤差。.簡述二階系統(tǒng)的動態(tài)性能隨系統(tǒng)阻尼比的變化情況。（1）當(dāng)自<0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)均處于不穩(wěn)定的發(fā)散狀態(tài)。）當(dāng)白〉0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)總是穩(wěn)定收斂的。）當(dāng)己=0時，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)變?yōu)榈确袷幍呐R界穩(wěn)定系統(tǒng)。.簡述可編程控制器的結(jié)構(gòu)。答：可編程控制器是由中央處理器，存儲器，輸入/輸出接口，電源，編程器等部分組成。.請說明什么是循環(huán)掃描工作方式。答：循環(huán)掃描工作方式是PLC的工作方式它是指PLC系統(tǒng)在工作時按系統(tǒng)程序規(guī)定的順序，通過掃描，完成輸入狀態(tài)采集、用戶程序執(zhí)行、輸出狀態(tài)更新等功能。.試述圖3-13所示全波線性檢波電路工作原理，電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的匹配關(guān)系，并說明其阻值關(guān)系。答：全波精密檢波電路，可用于包絡(luò)檢波和絕對值的計算。圖中N1為反相放大器，N2為跟隨器。us>0時，VD1、VD4導(dǎo)通，VD2、VD3截止，N2為跟隨器,uo二us；us<0時，VD2、VD3導(dǎo)通，VD1、VD4截止，N1為反相放大器,取R1=R4,u=—u，所以。為減小偏置電流影響，取R2=R1〃R4,R3=R5。os.圖3所示電路為一低通濾波電路，Y1—Y5應(yīng)分別選用何種RC元件？答：此電路要構(gòu)成低通濾波電路，Y1答：此電路要構(gòu)成低通濾波電路，Y1,Y2,Y3應(yīng)為電阻，Y4,Y5應(yīng)為電容。.試說明圖示差動變壓器測量電路的工作原理。答：差動變壓器式位移傳感器是利用線圈的互感作用將位移轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢的變化。當(dāng)線圈輸入交流激勵電壓時，兩個次級線圈將產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢el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，故輸出ey的幅值大小隨活動銜鐵的位置而變。輸出電壓經(jīng)過放大、相敏檢波、濾波后得到ey的幅值輸出。.機(jī)電控制系統(tǒng)的基本組成。組成：控制裝置、能量轉(zhuǎn)換驅(qū)動裝置、末端工作機(jī)械系統(tǒng)以及測量變送器等33.計算機(jī)控制典型機(jī)電系統(tǒng)的組成。由人機(jī)接口、控制計算機(jī)系統(tǒng)、信號變換電路、局域控制回路、傳感器、驅(qū)動元件和執(zhí)行裝置所組成。局域控制回路、信號變換電路和這些電路的供電電源都是機(jī)電接口技術(shù)。.機(jī)電能量轉(zhuǎn)換方式。電—磁一機(jī)、電—液（氣）―機(jī)、電一熱一機(jī)等。.機(jī)電控制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)分量。包括瞬態(tài)分量和穩(wěn)態(tài)分量。瞬態(tài)分量表征系統(tǒng)的固有特性，取決于系統(tǒng)的極點(diǎn)，其表達(dá)式結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的模態(tài)（零輸入響應(yīng)）相同，穩(wěn)定系統(tǒng)的瞬態(tài)分量隨著時間趨近于無窮大而趨近于零；穩(wěn)態(tài)分量取決于外界輸入信號，當(dāng)時間趨近于無窮大時，穩(wěn)態(tài)分量就是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。.閉環(huán)特征函數(shù)F⑸的特點(diǎn)：1）F⑸的零點(diǎn)為系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)，F(xiàn)（s）的極點(diǎn)是系統(tǒng)開環(huán)極點(diǎn)；2）F⑸分子和分母的階數(shù)相等，閉環(huán)極點(diǎn)和開環(huán)極點(diǎn)數(shù)相同；3）F⑸與開環(huán)傳遞函數(shù)Gk⑸相差一常數(shù)“1”，即F（s）=1+Gk⑸.描述狀態(tài)空間模型輸入輸出間信息傳遞的兩個階段：第一段是輸入引起系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化，用狀態(tài)方程描述；第二段是系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)變化引起系統(tǒng)輸出的變化，用輸出方程描述。由此可見，狀態(tài)空間表達(dá)式在一定程度上描述了系統(tǒng)內(nèi)部變量的變化，所以稱之為內(nèi)部描述。.開環(huán)對數(shù)頻率特性與性能之間的關(guān)系：1）開環(huán)幅頻特性的低頻段幅頻特性決定系統(tǒng)類型和開環(huán)增益，表明了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；2）開環(huán)幅頻特性的中頻段幅頻特性決定系統(tǒng)的動態(tài)性能；3）開環(huán)幅頻特性的高頻段幅頻特性決定系統(tǒng)抑制衰減噪聲干擾的性能。.頻率法對系統(tǒng)進(jìn)行校正的基本思路：通過所加校正裝置，改變系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的形狀，使校正后的系統(tǒng)盡可能滿足如圖所示的希望頻率特性。.系統(tǒng)校正后其校正裝置與被校正系統(tǒng)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系：|G(j①)|=|G(j①)||G(j①)|二1kc cc0c/G(j3)=ZG(j3)+ZG(j3)=-180

kg cg 0gA[KG＜』）為桎正裝置的傳遞函數(shù)；G展⑥為岐f檢正前:宗統(tǒng)的傳遞南翻.要求校正后系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性具有如下特點(diǎn)：1）低頻段的增益要足夠大，以滿足穩(wěn)態(tài)精度的要求；2）中頻段的幅頻特性的一般以-20dB/dec的斜率穿越零分貝線并具有較寬的頻帶，以保證系統(tǒng)有適當(dāng)?shù)姆翟?量和相位裕量，從而獲得滿意的動態(tài)性能：中頻段要求在⑷?-207岫蟻既保證了紇附近的斜率為-20dWdec,又保證了增益，即保證了穩(wěn)、港最優(yōu)特性低頻段有較高的增益，即保證了穩(wěn)'港最優(yōu)特性。3）高頻段要求幅值迅速衰減（即增益要盡可能的?。瓜到y(tǒng)的噪聲影響降低到最小程度，如果系統(tǒng)原有部分高頻段已符合該要求，則校正設(shè)計時可保持高頻段形狀不變；高于3c的頻率特性都希望呈現(xiàn)-40dB/dec。4）銜接頻段的斜率一般為前后頻段相差20dB/dec，若相差40dB/dec，則對希望頻率特性的性能有較大的影響。42.用頻率法對系統(tǒng)進(jìn)行超前校正的基本原理：是利用超前校正網(wǎng)絡(luò)的相位超前特性來增大系統(tǒng)的相位裕量，以達(dá)到改善系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的目點(diǎn)。為此，在對截止頻率沒有特別要求時，要求校正網(wǎng)絡(luò)最大的相位超前角出現(xiàn)在系統(tǒng)的截止頻率（幅值穿越頻率）處。.用頻率法對系統(tǒng)進(jìn)行滯后校正的基本原理：是利用其高頻幅值衰減的特性，以降低系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率，提高系統(tǒng)的相位裕量。.串聯(lián)滯后-超前校正的基本原理：綜合應(yīng)用滯后和超前校正各自的特點(diǎn)，即利用校正裝置的超前部分來增大系

統(tǒng)的相位裕量，以改善其動態(tài)性能；利用它的滯后部分來改善系統(tǒng)的靜態(tài)性能.控制系統(tǒng)的自由運(yùn)動模態(tài)的組成形式：(1)極點(diǎn)為互不相等的實數(shù)根時，自由運(yùn)動模態(tài)形式為e-pt(j=1,2,n)⑵極點(diǎn)打其如ili數(shù)根時.門山運(yùn)動模態(tài)形式為/SS碑或小血穌⑶極點(diǎn)出財重實數(shù)根時,自I"運(yùn)動模態(tài)形式為￡叫拒一叫…必(4)極點(diǎn)出現(xiàn)如m重復(fù)數(shù)根時，自由運(yùn)動模態(tài)形式為國3中1,花甲COS嗎￡即C現(xiàn)加J或 /,sin貼衲“曲鄴，…嚴(yán)sin.(5)極點(diǎn)既有互異的實數(shù)根、共軛復(fù)數(shù)根，又有重實數(shù)根、重復(fù)數(shù)根時，系統(tǒng)自由運(yùn)動模態(tài)形式是上述幾種形式的線性組合。三、計算應(yīng)用題.用PI、PD、PID對系統(tǒng)進(jìn)行校正。(見課件例).用極點(diǎn)配制法對系統(tǒng)進(jìn)行校正。(見課件例).p63~p64題11~15.p151~p153題8、10、11、13~19.p200~p203題8~19題圖有源網(wǎng)絡(luò).題圖所示為電阻R0、R1、R2、電容C與放大器構(gòu)成的電子線路，ui為輸入電壓，uo為輸出電壓。試?yán)L制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。題圖有源網(wǎng)絡(luò)K解：1)開環(huán)傳遞函數(shù)G(K解：1)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=通E201gK—0=10,K=100.5=3.1623=K=3.162c2)丫=180。+叭3)=180。—90?！猘rctan(0.13)=72.45。.已知某系統(tǒng)L(3)曲線，(1)寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)；(2)求其相位裕度Y；

解：1)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=K(0.1s+解：1)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=K(0.1s+1)

s2(0.01s+1)20lg°l1K=03=0.1K=62.52)Y=180。+叭3)=180?！?80。+arctan(0.13)-arctan(0.013)=48.9。.如果要將4~20mA的輸入直流電流轉(zhuǎn)換為0~10V的輸出直流電壓，試設(shè)計其轉(zhuǎn)換電路。該轉(zhuǎn)換電路如題圖所示。2當(dāng)i=20mA時，ui=5V。解根據(jù)題圖電路，有2當(dāng)i=20mA時，ui=5V。2RR3-U2(1+-^3-)x5=11R

2有R3/R2=6/5,Ub=5/6(V),取R2=10k,R3=12k,R4=RR3-U2(1+-^3-)x5=11R

2有R3/R2=6/5,Ub=5/6(V),取R2=10k,R3=12k,R4=R2//R3=5.45k取R4=5.6k。10如圖2所示電路，N1、N2、N3工作在理想狀態(tài)試求該電路的差模增益。R1=R2=200KQ,RP=20KQ,R3=R4=10KQ,R5=R6=20KQ,解：u-uu-uu一u—02 i2=一i2 i1解：u-uu-uu一u—02 i2=一i2 i1=—H o1RR R2P1:.u—u- u(u一u)o1 i1 R i2 i1Puo2一u)+ui1 i2u? 02 ?RR+R646u一un——o o1-RR+R335+uo1RuRu+Ru

——6_o2———3_o 5_o1R+RR+R46 35?R—RR—R34 56——5-(u 一u)―Ro2 o1Xu?一u)i1u

o

u一u

i2 i1R―5R3RR+R、20n(1+T 2)———義(1+R10P200義220)二421L系統(tǒng)特征方程為D(s)—s5+2s4-s-2—0試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性勞斯表S510-1S420-2輔助方程F(s)—2s4-2S380S28-2S16/8S0-2??勞斯表第一列有負(fù)值「?系統(tǒng)不穩(wěn)定有輔助方程可知D(s)—s5+2s4一s一2—(s+2)(s4-1)=(s+2)(s+1)(s-1)(s+j)(s一j)

???在右半s平面根的個數(shù)有1個，純虛根有2個12月鎳鉻-銀硅（K）熱電偶測量溫度，已知冷端溫度為40℃,用高精度毫伏表測得這時的熱電動勢為29.188mV,求被測點(diǎn)的溫度。解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E（40，0）=1.611mV.E（t,0）=E（t，t0）+E（t0，0）=29.188mV+1.611mV=30.799mV再通過分度表查出其對應(yīng)的實際溫度為：t=740℃鎳鉻-銅鎳（康銅）熱電偶分度表（分度號:E）（參考端溫度為0攝氏度）溫度001020304050607080900000,59101,19201,80102,41903,68304,32904,98305,64601006.31706,99607,68308,37709,07809,787010,50111,22211,94912,68120013,41914,16114,90915,66116,41717,17817,94218,7119,48120,25630021,03321,81422,59723,38324,17124,96125,75428,54927,34528,14340028,94329,74430,54631,35032,15532,9633,76734,57435,38236,1950036.99937,80838,61739,42640,23641,04541,85342,66243,4744,27860045,08545,81946,69747,50248,30649,10949,91150,71351,51352,31270053.1153,90754,70355,49856,29157,08357,87358,66359,45160,23780061,02261,80662,58863,36864,14764,29465,766,47367,24568,01590068,78369,54970,31371,07571,83572,59373,3574,10474,85775,608100076,35813.理想運(yùn)算放大電路如習(xí)題8圖，試求輸出uo1和uo。 J」 14試設(shè)計一個雙速電機(jī)驅(qū)動的工作臺PLC控制程序，要求能夠完成如下圖所示的控制要求：試分配I/O接口、繪出梯形圖程序。題圖RLC電路

(1)分配I/O接口啟動按鈕I0.0快進(jìn)繼電器KM1Q0.0行程開關(guān)ST1I0.1慢進(jìn)繼電器KM2Q0.1行程開關(guān)ST2I0.2快進(jìn)繼電器KM3Q0.2行程開關(guān)ST3I0.3停止按鈕I0.5(2)梯形圖如下圖所示：三1口口K5015.試設(shè)計2臺電動機(jī)先后啟動、停止的PLC程序，控制要求如下：⑴啟動的順序為：電動機(jī)11延時10三1口口K50電動機(jī)2；(2)停止的順序為：電動機(jī)2T延時5秒1電動機(jī)1；允許使用定時器「試畫出其梯形圖程序，并寫出指令程序。(2)指令如下：LDX1ANIT2ANDT1ANIX3ORM1OUTY1ANIM2OUTM2ANIX3LDM1OUTY2LDM2OUTM1OUTT1K100LDX2OUTT2K50LDM1LDM1ORM2END(1)梯形圖如下：

16.設(shè)計三臺電動機(jī)先后啟動的PLC程序，控制要求如下：啟動的順序為：電動機(jī)1l電動機(jī)2T電動機(jī)3停止的順序為：電動機(jī)3T電動機(jī)2T電動機(jī)1不允許使用定時器T,試畫出其梯形圖，并寫出指令。(1)梯形圖：LDX1OUTY1ANIX5ANDY2ORY1LDX2ORY3ORY3ANIX4ANDY1OUTY2ANIX6ORY2ORY2LDX3OUTY3K17某1型單位反饋系統(tǒng)固有的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=?。莨?，要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號時，位置輸入穩(wěn)S(S^T)態(tài)誤差es產(chǎn)0.1，減切頻率叱’N4.4舊~笈相角裕度u′N45°,幅值裕度Kg(dB)^l00dB.試用無源相位超前網(wǎng)絡(luò)矯正系統(tǒng)，使其滿足給定的指標(biāo)要求。解：由已知原系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，且esswO.L則ess=1/KW0.L故KN1010校正系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)= ，有3=31<4.4,S(S+1)c校正前相位裕量丫=180+叭3)=17.9°<45°cTOC\o"1-5"\h\zL(3,)氏201g10-201g3,-201g3,氏-6dBc cc0.456s+10.114s+0.456s+10.114s+1故a=10-10,氏4,T=—；=—=0.114s‘七a3 'm校正后系統(tǒng)相位裕量7f=180+叭3,)=49.8°>45°c而幅值裕度h=8,系統(tǒng)性能完全得到滿足。

TOC\o"1-5"\h\z?、 K.設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)= ”為要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)K三5,相角裕度u'+1)(0.255+1) V三40。，采用串聯(lián)滯后校正，試確定校正裝置的傳遞函數(shù)。解：由已知原系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，且e=1/KWO2,貝g=1/KW02故KN5SS V SS校正系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=7———X，有3=2.236,5(5+1)(0.255+1)c校正前相位裕量Y=180+5(3)=-5.11。<40。，需提供cp=5.n+4O+A的相位補(bǔ)償，采用串聯(lián)滯后校正。c m取y'+A=40+15=55。對應(yīng)的頻率3'=0.52,口3'）穴201gl0-201g3,氏25.7故2二10一故2二10一20’氏19.2-1 3' 0 3'co2=一=—<^=0.153=一2-=―=0.008T 3.5 1P 3.51T=—=6.67s32G（5）=C6.675+11255+1校正后系統(tǒng)相位裕量丫'=180+(p(3')=45.8°>40。c而幅值裕度h=8,系統(tǒng)性能完全得到滿足。.系統(tǒng)校正前后的開環(huán)傳遞函數(shù)如圖，試求校正裝置。(15分)?、K解：由系統(tǒng)幅頻特性圖可知校正前系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G⑶二訴而，原系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，校正后系統(tǒng)傳遞函數(shù)為…吊就而且有201g且有201g余=0,故K=20,①=14.143’=2校正前相位裕量丫=180+(p(3)=35.27。<45。，校正后系統(tǒng)相位裕量Y'=18。+(p(cor)=54.99°>45°而幅值裕度h=8,系統(tǒng)性能完全得到滿足。.設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)沒有右平面的零點(diǎn)和極點(diǎn)，且開環(huán)漸進(jìn)對數(shù)幅頻特性曲線為下圖中的L0加入串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后的開環(huán)漸進(jìn)對數(shù)幅頻特性曲線為圖中的L1求校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，畫出該環(huán)節(jié)的伯德圖(對數(shù)幅頻特性曲解：由系統(tǒng)幅頻特性圖可知校正前系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=Ks(0.1解：由系統(tǒng)幅頻特性圖可知校正前系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=Ks(0.1s+1)，原系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，校正后系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=K(s+1)

s(0?1s+1)(10s+1)且有201g京=0，故K-203=14.143'=2校正前相位裕量Y-180+叭3)-35.27°<45校正后系統(tǒng)相位裕量Y'-180+33')-54.99°>450.1s+121.試分析圖1所示電路是如何提高放大器的輸入阻抗的？答：圖21.試分析圖1所示電路是如何提高放大器的輸入阻抗的？答：圖1所示電路是自舉電路，利用反饋使電阻兩端等電位，減少向輸出回路索取電流，而使輸入阻抗增大的一種電路。而幅值裕度h=8,系統(tǒng)性能完全得到滿足。i-ii-i022R——u2o——u2o2o2-2uuuR—R uRR:.i=一一一一=7 1uR=—=——1―2—RRRRiiiR一R1 2 12 2 1當(dāng)熱人二口2時，輸入回路阻抗無窮大，達(dá)到了提高放大器輸入阻抗的目的。22.試分析圖6-36中各電路的工作原理，并畫出電壓傳輸特性曲線。uiURR3 VD1D2a)uiURR3 VD1D2a)題圖Rb)uoVs此電路為一施密特電路。比較器輸出的高、低電壓分別為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值UZ、-UZ，因此運(yùn)算放大器同相端兩個門限電壓為：U1RR限電壓為：U1RR+RU+—R3—UzR+RR23 23RRU=一 2——U+ 3 U2R+RZR+RR23 23當(dāng)ui<UR當(dāng)ui<UR時，VD1截止，uo輸出為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值UZ；當(dāng)5>UR時，VD1導(dǎo)通，運(yùn)算放大器輸出負(fù)向飽和電壓RR-E，VD2截止，uo=0，此時運(yùn)算放大器同相端門限電壓為：U=-彳，U+W=UrTR+RZR+RR22當(dāng)ui由大變小并小于UT時，uo=UZ。其電壓傳輸特性如圖X6-2所示：圖X6-223.如圖所示電路，當(dāng)輸入信號u與U的波形如圖所示時，試說明電路工作原理并畫出u在加電容C前后的波形。"為正時，前級放大器工作，uA=-us，后級放大器通過并聯(lián)電阻電容起反饋補(bǔ)償作用，保證輸出為正；"為負(fù)時，前級放大器不工作，uA=0，us直接作用于后級放大器，輸出被反向為正。 0uo在加電容C前的波形。uo在加電