机械工程控制基础【第二版】(第八章)课后答案2

机械工程控制基础教案第一章：机械工程控制基础概述教学目标：1. 了解机械工程控制的基本概念和原理。

2. 掌握机械工程控制系统的分类和特点。

3. 理解机械工程控制系统的应用和发展趋势。

教学内容：1. 机械工程控制系统的定义和作用。

2. 机械工程控制系统的分类：开环控制系统和闭环控制系统。

3. 机械工程控制系统的特点：实时性、稳定性和准确性。

4. 机械工程控制系统的应用领域：机械制造、、自动化生产线等。

5. 机械工程控制系统的未来发展趋势：智能化、网络化和绿色化。

教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程控制基础的概念和原理。

2. 案例分析法：分析典型的机械工程控制系统的应用实例。

3. 讨论法：引导学生思考机械工程控制系统的未来发展。

教学资源：1. 教材：机械工程控制基础。

2. 多媒体课件：图片、视频和动画等。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械工程控制基础概念的理解。

2. 小组讨论：评估学生对机械工程控制系统应用和发展趋势的理解。

第二章：机械工程控制系统的建模与分析教学目标：1. 学习机械工程控制系统的建模方法。

2. 掌握机械工程控制系统的时域分析和频域分析。

3. 理解机械工程控制系统的稳定性判据。

教学内容：1. 机械工程控制系统的建模方法：机理建模和实验建模。

2. 机械工程控制系统的时域分析：稳态误差、瞬态响应和稳定性。

3. 机械工程控制系统的频域分析：频率响应和波特图。

4. 机械工程控制系统的稳定性判据：奈奎斯特判据、伯德图判据等。

教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程控制系统的建模方法和分析方法。

2. 数值分析法：利用数学软件进行机械工程控制系统的建模和分析。

3. 案例研究法：分析具体的机械工程控制系统的建模和分析实例。

教学资源：1. 教材：机械工程控制系统的建模与分析。

2. 数学软件：MATLAB等。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械工程控制系统建模和分析方法的理解。

2. 数值作业：评估学生对机械工程控制系统建模和分析的实践能力。

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1－3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。

答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。

因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。

1－4 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。

1－9 传统的强度设计采用许用应力[σ]= σ0.2/n,为什么不能一定保证零件的安全性？有人说：“安全系数n越大，零件工作时便越安全可靠。

”，你怎样认识这句话？答：传统的强度设计采用[σ]= σ0.2/n ，都是假设材料是均匀无缺陷的，而实际上材料中存在着既存或后生的微小宏观裂纹，因此在实际的强度设计中还应考虑材料抵抗脆性断裂的力学性能指标—断裂韧度（KI），只考虑许用应力[σ]= σ0.2/n 是不能保证零件的安全性的。

“n越大，零件越安全”也是不对的，因为[σ]= σ0.2/n,n增大就会使[σ]降低而牺牲材料的强度，将塑性和韧性取大一些，导致[σ]偏低而零件的尺寸与重量增加，浪费了原材料。

1－11 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。

答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。

2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2-2 已知－Fe的晶格常数（a=3.6 ）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89 ）,但为什么－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积反而增大？答：－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe转变为体心立方的－Fe时致密度变小。

机械工程测试技术课后习题及答案第一章传感器及检测系统的基本概念1、检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用2、怎样选择仪表的量程大小？3、测量误差可以分为哪几类？引起各类误差的原因是什么？4、传感器按照被测物理量来分，可以分为哪几种？5、某电路中的电流为10A，用甲乙两块电流表同时测量，甲表读数为10.8A，乙表读数为9.5A，请计算两次测量的绝对误差和相对误差。

6、用1.0级量限100V的电压表甲，0.5级量限250V的电压表乙分别测量某电压，读数皆为80V，试比较两次测量结果的准确度。

7、有三台测温仪表，量程均为0～800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理？解答：1、一个完整的工程检测系统包括：传感器、信号调理电路、信号处理电路和显示记录部分。

各部分作用：传感器——感受被测量，并将其转换为电信号；信号调理电路——将传感器输出信号进行放大和转换；信号处理电路——对电信号进行计算和分析；显示记录部分——显示记录测试结果。

2、应根据被测量的大小，兼顾仪表的准确度等级和量程，使其工作在不小于满度值2/3以上的区域。

3、测量误差可以分为：系统误差、随机误差和疏失误差三类。

引起的原因如下:系统误差——仪器误差、零位误差、理论误差、环境误差和观察者误差等随机误差——温度、磁场，零件摩擦、间隙，气压和湿度的变化，测量人员分辨本领的限制等疏失误差——操作、读数、记录和计算等方面的人为误差等4、传感器按被测物理量可以分为：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。

5、绝对误差：△I= I﹣I=10.8-10=+0.8A；△I= I﹣I=9.5-10=﹣0.5A相对误差：γ甲=△I甲/ I0=+0.8/10=8%；γ乙=△I乙/ I0=﹣0.5/10=﹣5%6、最大绝对误差：△V m甲=±K%·V m甲=±1.0%×100=±1.0V；△V m乙=±K%·V m乙=±0.5%×250=±1.25V最大相对误差：γm甲=△V m甲/ V=±1.0/80=±1.25%；γm乙=△V m乙/ V=±1.25/80=±1.56%故：甲表测量结果的准确度高于乙表。

机械工程控制基础教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解机械工程控制基础课程的背景和意义理解控制系统的定义和基本组成1.2 控制系统的基本概念掌握系统的数学模型和分类理解物理可实现系统的条件和稳定性第二章：线性系统理论2.1 线性系统的描述学习系统的微分方程和差分方程表示掌握系统的传递函数和状态空间表示2.2 线性系统的性质学习系统的可控性和可观测性理解系统的稳定性和收敛性第三章：反馈控制系统3.1 反馈控制原理学习反馈控制系统的组成和作用掌握反馈控制系统的类型和特点3.2 反馈控制系统的分析与设计学习系统的稳定性分析和判据掌握PID控制器和的状态反馈设计方法第四章：非线性控制系统4.1 非线性系统的描述学习非线性系统的数学模型和分类掌握非线性系统的相平面分析方法4.2 非线性控制系统的分析与设计学习非线性控制系统的稳定性分析和设计方法掌握非线性PID控制器和滑模控制设计方法第五章：机械工程应用实例5.1 机械臂的控制系统设计学习机械臂的数学模型和控制需求掌握机械臂的控制系统设计和实现5.2 路径跟踪控制系统设计学习路径跟踪的数学模型和控制目标掌握的路径跟踪控制系统设计和仿真第六章：控制系统的稳定性分析6.1 稳定性的基本概念理解系统稳定性的定义和重要性学习李雅普诺夫稳定性理论和劳斯-赫尔维茨准则6.2 线性系统的稳定性分析掌握线性时不变系统的稳定性分析方法应用劳斯-赫尔维茨准则判断系统稳定性第七章：控制系统的控制器设计7.1 控制器设计的基本概念理解控制器的作用和设计目标学习控制器设计的基本方法和步骤7.2 比例积分微分控制器设计掌握PID控制器的设计原理和方法应用Ziegler-Nichols方法进行PID参数的整定第八章：控制系统的仿真与实验8.1 控制系统仿真的基本概念理解控制系统仿真的意义和作用学习仿真软件的使用和仿真方法8.2 控制系统的实验与验证掌握实验设备的使用和实验步骤分析实验结果并与理论分析进行对比第九章：现代控制理论简介9.1 现代控制理论的基本概念了解现代控制理论的发展和应用领域学习线性系统的状态空间表示和特性9.2 现代控制方法的应用掌握现代控制方法如鲁棒控制和自适应控制的应用了解这些方法在实际机械工程中的应用案例第十章：机械工程控制系统的综合应用10.1 机械工程控制系统的案例分析分析机械工程中控制系统的实际应用案例理解控制系统在提高机械性能和效率中的作用10.2 控制系统在机械工程中的挑战和发展趋势探讨控制系统在机械工程中面临的挑战和问题了解控制系统在机械工程中的未来发展趋势重点和难点解析：一、控制系统的基本概念：重点关注系统数学模型和分类的讲解，以及物理可实现系统的条件和稳定性。

“机械控制工程理论基础”课程教学大纲英文名称：Elements of Mechanical Control Theory课程编号：MACH3435学时：56（理论学时：40 实验学时：16 课外学时：20）学分：3适用对象：机械类、动力类本科生先修课程：高等数学，理论力学，电工电子技术使用教材及参考书：[1] 董霞、陈康宁、李天石.机械控制理论基础.西安交通大学出版社,2005.ISBN 7-5605-2041-3.[2] 董景新等.控制工程基础（第二版）.清华大学出版社，2003.ISBN: 9787302063872[3] [美] Katsuhiko Ogata著，卢伯英、于海勋译．现代控制工程（第三版）．电子工业出版社，2000.ISBN 7-5053-5395-0/TN.1247.一、课程性质和目的性质：专业基础目的：1．培养学生从动态和系统的角度建立机械系统数学模型的能力；2．培养学生对机械控制系统进行动态分析的能力；3．培养学生对机械控制系统的设计能力和综合能力；4．培养学生使用计算机仿真能力；5．培养学生系统分析能力和综合能力。

二、课程内容简介机械控制理论是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学，本课程主要介绍机械控制工程的基本概念、机电系统数学模型的建立、机电控制系统的时域分析和频域分析、机电控制系统的稳定性分析和机电控制系统的设计和校正。

通过课程教学和实验，培养学生对机电控制系统进行动态分析的能力和综合能力。

三、教学基本要求1．了解机电系统的数学模型并掌握基本的建模方法；2．掌握机电控制系统时域分析方法；3. 掌握机电控制系统的频域分析方法；4. 掌握机电控制系统稳定性分析方法；5. 初步掌握机械控制系统设计和校正方法。

四、教学内容及安排第一章：绪论1．理解“机械工程控制”的基本含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任务；2．初步建立系统、反馈、控制、闭环系统等的基本概念。

第一章测试1【多选题】(10分)按照国家标准规定，下列哪些比例是可以优先选择的？A.2：1B.3：1C.5：1D.4：12【多选题】(10分)下列哪些数值在国家标准推荐的字体高度公称尺寸系列中。

A.7B.3C.5D.103【多选题】(10分)图样中，粗实线可以用来表示下列哪些图形元素。

A.可见轮廓线B.可见棱边线C.尺寸线D.尺寸界限4【多选题】(10分)尺寸界线用细实线绘制，用来表明所注尺寸的边界和范围。

它可以由哪些图形元素引出或代替？A.可见棱边线B.图形的轮廓线C.对称中心线D.轴线5【判断题】(10分)图样中所标注的尺寸，是机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。

A.错B.对6【判断题】(10分)在没有足够地方画箭头和标注数字时，箭头可画在外面，或用实心圆点代替。

A.对B.错7【判断题】(10分)在同一图形中，相同结构的孔、槽可只注出一个结构的尺寸，并在尺寸数值前标出数量。

A.对B.错8【判断题】(10分)当对称机件的图形只画出一半时，尺寸也要只标注一半。

A.对B.错9【判断题】(10分)铅芯的软硬是用字母B和H来表示的，B之前数字越大表示铅芯愈硬，H之前数字越大则愈软。

手工绘图中，一般用2B或B铅笔来打底稿。

A.对B.错10【判断题】(10分)手工绘图所用铅笔的铅芯要削成圆锥状使用。

A.错B.对第二章测试1【多选题】(10分)平行投影具有哪些特性？A.实形性B.平行性C.定比性D.积聚性2【多选题】(10分)点的投影规律有哪些？A.主、俯视图长对正B.俯、左视图宽相等C.主、左视图高平齐3【多选题】(10分)正平线有哪些投影特性？A.正面投影反映实长B.侧面投影平行于OZ轴C.水平投影平行于OX轴D.正面投影与OX轴的夹角反应直线与水平投影面的夹角4【多选题】(10分)侧垂线有哪些投影特性？A.水平投影平行于OX轴B.正面投影平行于OX轴C.正面投影反应实长D.侧面投影积聚为一点5【多选题】(10分)水平面有哪些投影特性？A.正面投影与OX轴的夹角反应平面与水平投影面的夹角B.侧面投影积聚成线且平行于OZ轴C.水平投影反映实形D.正面投影积聚成线且平行于OX轴6【判断题】(10分)轴测投影图可以确切表达物体的形状和大小，且作图简便，度量性好，所以工程上广泛使用。

—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

第一章常用机构一、零件、构件、部件零件，是指机器中每一个最基本的制造单元体。

在机器中，由一个或几个零件所构成的运动单元体，称为构件。

部件，指机器中由若干零件所组成的装配单元体。

二、机器、机构、机械机器具有以下特征：（一）它是由许多构件经人工组合而成的；（二）构件之间具有确定的相对运动；（三）用来代替人的劳动去转换产生机械能或完成有用的机械功。

具有机器前两个特征的多构件组合体，称为机构。

机器和机构一般总称为机械。

三、运动副使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。

四、铰链四杆机构由四个构件相互用铰销联接而成的机构，这种机构称为铰链四杆机构。

四杆机构的基本型式有以下三种：（一）曲柄摇杆机构两个特点：具有急回特性，存在死点位置。

（二）双曲柄机构（三）双摇杆机构铰链四杆机构基本形式的判别：ａ＋ｄ≤ｂ＋ｃａ＋ｄ＞ｂ双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构最短杆固定与最短杆相邻的杆固与最短杆相对的杆固任意杆固定定定注：ａ—最短杆长度；ｄ—最长杆长度；ｂ、ｃ—其余两杆长度。

五、曲柄滑块机构曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块及机架组成的另一种平面连杆机构。

六、凸轮机构（一）按凸轮的形状分：盘形凸轮机构，移动凸轮机构，圆柱凸轮机构。

（二）按从动杆的型式分：尖顶从动杆凸轮机构，滚子从动杆凸轮机构，平底从动杆凸轮机构。

七、螺旋机构螺旋机构的基本工作特性是将回转运动变为直线移动。

螺纹的导程和升角：螺纹的导程Ｌ与螺距Ｐ及线数ｎ的关系是L = n Ｐ根据从动件运动状况的不同，螺旋机构有单速式、差速式和增速式三种基本型式。

第二章常用机械传动装置机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根轴，并且可以改变转速的大小和转动的方向。

常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等。

一、带传动带传动的工作原理：带传动是用挠性传动带做中间体而靠摩擦力工作的一种传动。

带传动的速比计算公式为：i＝n1/n2＝D2/D1主要失效形式为打滑和疲劳断裂。

2021年国家开放大学电大《机械制造基础》章节测试题参考答案第一章常用工程材料的基本知识边学边练1.金属材料在外力作用下，对变形和破裂的抵抗能力称为（）a.硬度b.韧性c.塑性d.强度2.适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）。

a.洛氏硬度b.以上方法都可以c.维氏硬度d.布氏硬度3.材料的冲击韧度越大，其韧性就（）。

a.越差b.难以确定c.无影响d.越好4.金属材料在做疲劳试验时，试样所承受的载荷为（）。

a.冲击载荷b.交变载荷c.静载荷d.无规律载荷5.（）是α-Fe 中溶入一种或多种溶质元素构成的固溶体。

a.铁素体b.渗碳体c.奥氏体d.珠光体6.珠光体是一种（）。

a.机械混合物b.金属化合物c.固溶体d.单相组织金属7.自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（）。

a. 0.25%b. 1.4%c. 0.6%d. 2.11%8.灰铸铁中的碳主要是以()形式存在。

a.团絮状石墨b.蠕虫状石墨c.球状石墨9.黄铜是由()合成。

a.铜和锌b.铜和镍c.铜和铝d.铜和硅本章测验一、单选题（每题10 分，共50 分）1.拉伸实验中，试样所受的力为（）。

A.冲击载荷B.循环载荷C.交变载荷D.静载荷2.常用的塑性判断依据是（）。

A.伸长率和断面收缩率B.断面收缩率和塑性C.塑性和韧性D.伸长率和塑性3.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）。

A.维氏硬度B.洛氏硬度C.布氏硬度D.以上都可以4.金属疲劳的判断依据是（）。

A.抗拉强度B.塑性C.疲劳强度D.强度5.牌号为45 号钢属于（）。

A.普通碳素结构钢B.碳素工具钢C.铸造碳钢D.优质碳素结构钢二、判断题（每题10 分，共50 分）6.通常材料的力学性能是选材的主要指标。

（√）7.抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。

（√）8.冲击韧性是指金属材料在静载荷作用下抵抗破坏的能力。

（×）9.碳钢的含碳量一般不超过1.5%。

机械控制工程基础第二版课后答案机械控制工程基础第二版课后答案【篇一：《控制工程基础》王积伟_第二版_课后习题解答(完整)】解：1)工作原理：电压u2反映大门的实际位置，电压u1由开（关）门开关的指令状态决定，两电压之差△u＝u1－u2驱动伺服电动机，进而通过传动装置控制大门的开启。

当大门在打开位置，u2＝u 上：如合上开门开关，u1＝u上，△u＝0，大门不动作；如合上关门开关，u1＝u下，△u0，大门逐渐关闭，直至完全关闭，使△u＝0。

当大门在关闭位置，u2＝u下：如合上开门开关，u1＝u上，△u0，大门执行开门指令，直至完全打开，使△u＝0；如合上关门开关，u1＝u下，△u＝0，大门不动作。

2)控制系统方框图4解：1)控制系统方框图2)工作原理：a)水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h’由浮球顶杆的长度给定，杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。

当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），通过杠杆机构是进水阀的开度增大（减小），进入水箱的水流量增加（减小），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），进水阀开度增大（减小）量减小，直至达到新的水位平衡。

此为连续控制系统。

b) 水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h’由浮球拉杆的长度给定。

杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。

当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），到一定程度后，在浮球拉杆的带动下，电磁阀开关被闭合（断开），进水阀门完全打开（关闭），开始进水（断水），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），直至达到给定的水位高度。

随后水位进一步发生升高（降低），到一定程度后，电磁阀又发生一次打开（闭合）。

此系统是离散控制系统。

2-1解：（c）确定输入输出变量（u1，u2）u1?i1r1?i2r2u2?i2r2u1?u2?1c(idt2i1)dt得到：cr2du2(1?r2r1)u2?cr2du1dtr2r1u1一阶微分方程（e）确定输入输出变量（u1，u2）u1?ir1?ir2? i? u1?u2r1cidt消去i得到：(r1?r2)一阶微分方程du2dtu2cr2du1dtu1c第二章2-2解：1）确定输入、输出变量f(t)、x2 f(t)?fk1(t)?fb1(t)?fb3(t)?m1fb3?f fm2dx2(t)dtdx1dt22dx1(t)dt222）对各元件列微分方程：k2b2fk1?k1x1;fb1?b1fb3?b3d(x1?x2)dt;fk2?k2x223）拉氏变换：f(s)?k1x1(s)?b1sx1(s)?b3s[x1(s)?x2(s)]?m1sx1(s)b3s[x1(s)?x2( s)]?k2x2(s)?b2sx2(s)?m2sx2(s)24）消去中间变量：f(s)?b3sx2(s)?(b1s?k1?b3s?m1s)2b3s?k2?b3s?m2sb3s2x2(s)5）拉氏反变换：m1m2dx2dt44(b1m2?b2m1?bsm2?b3m1)dx2dtdx2dt33(b1b3?b1b2?bsb2?k1m2?m1k2)dfdtdx2dt22(k1b2?k1b3?k2b1?k2b3)?k1k2x2?b32-3 解：（2）2s?11s?22e?t?e?2t （4）199s?4e4t19119s?1t1123(s?1)te?13te1(s?1)2（5）?2(s?2)2(s?1)2e?2t?2e?t?te?t （6）0.25?2ss?420.5?2?2s?422s?12.5st0.5cos2t?sin2t?2e?2.52-5解：1)d(s)=0,得到极点：0,0,-2,-5m(s)=0,得到零点：－1，??，??，?? 2) d(s)=0,得到极点：－2，－1，－2 m(s)=0,得到零点：0，0，－1 3) d(s)=0,得到极点：0， ?1?j3，1?j32m(s)=0,得到零点：－2，??，??4) d(s)=0,得到极点：－1，－2，?? m(s)=0,得到零点：??2-8解：1）a）建立微分方程mx(t)?f(t)?fk1(t)?fk2(t)f(t)?abfi(t)fk1(t)?k1x0(t)fk2(t)?k2(x0(t)?x(t))fk2(t)?fb(t)?bdx(t)dtb)拉氏变换msx0(s)?f(s)?ff(s)?abfi(s)2k1(s)?fk2(s)fk1(s)?k1x0(s)fk2(s)?k2(x0(s)?x(s))fk2(s)?bsx(s)c)画单元框图（略）d)画系统框图mx0(t)?fk(t)?fb1(t)?fb2(t)fk(t)?k(xi(t)?x0(t))2)a)建立微分方程：fb1(t)?b1fb2(t)?b2d(xi(t)?xo(t))dtdxo(t)dtmsxo(s)?fk(s)?fb1(s)?fb2(s)2b)拉氏变换：fk(s)?k(xi(s)?xo(s))fb1(s)?b1s(xi(s)?xo(s))fb2(s)?b2sx0(s)c)绘制单元方框图（略）4)绘制系统框图【篇二：机械工程控制基础第二版答案】p> 234【篇三：2机械控制工程基础第二章答案】是线性系统?其最重要的特性是什么?下列用微分方程表示的系统中,xo表示系统输出,xi表示系统输入,哪些是线性系统? (1) ??o?2x (3) ??o?2x2x?2x (2) 2x??2tx?2x xxxoooioooi2x?2x(4) 2xx??2tx?2x xxooiooooi解: 凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。

机械设计---2第一章机械设计总论习题三、选择填空：（1）对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是。

A、最大应力；B、平均应力；C、应力幅。

（2）塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为。

A、；B、；C、；D、。

（3）零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。

A、材料的强度极限；B、材料的屈服极限；C、材料的疲劳极限；D、屈服极限除以安全系数。

（4）当三个相同的零件甲、乙、丙承受的是相同的，但应力的循环特性r分别为+1，0，-1，其中最易疲劳损伤的零件是。

（5）两圆柱体沿母线相压，载荷为F时，最大接触应力为，若载荷增大到2F时，最大接触应力变为。

A、；B、；? C、；D、。

（6）?由实验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。

A、应力幅；B、平均应力； ??C、应力幅和平均应力。

（7）摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而。

A、变薄；B、增厚；C、不变。

（8）在外载荷不变的情况下，试判断下列零件上各点应力的变化特性（用应力循环特性系数表示）：a）转动心轴，外径上的弯曲应力r为：b）推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为。

A、 r= +1；B、 r=－1；C、 r=－1；D、 0<r<+1；E、 -1<r<0。

（9）为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中，是不合理的。

A、降低表面粗糙度；B、增大润滑油粘度；C、提高表面硬度；D、提高相对滑动速度。

（10）采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少。

A、粘着磨损；B、磨粒磨损；C、表面疲劳磨损；D、腐蚀磨损。

（11）零件的工作安全系数为。

A、零件的极限应力比许用应力；B、零件的工作应力比许用应力；C、零件的极限应力比零件的工作应力；D、零件的工作应力比零件的极限应力。

（12）某截面形状一定的零件，当尺寸增大时，其疲劳极限值将随之。

习 题2.1 什么是线性系统其最重要的特性是什么下列用微分方程表示的系统中,x o 表示系统输出,x i 表示系统输入,哪些是线性系统 (1) x x x x x ioooo 222=++ (2) x tx x xiooo222=++ (3) x x x xio 222oo=++ (4) x tx x x xiooo222o=++ 解: 凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。

线性系统的一个最重要特性就是它满足叠加原理。

该题中（2）和（3）是线性系统。

2.2 图（题2.2）中三同分别表示了三个机械系统。

求出它们各自的微分方程，图中x i 表示输入位移，x o 表示输出位移，假设输出端无负载效应。

图(题2.2) 解: (1)对图(a)所示系统，由牛顿定律有 即x c x c c xm i121oo )(=++ (2)对图(b)所示系统，引入一中间变量x,并由牛顿定律有 消除中间变量有(3)对图(c)所示系统，由牛顿定律有 即x k x c x k k xc iioo121)(+=++ 2.3求出图(题2.3)所示电系统的微分方程。

图（题2.3）解:(1)对图(a)所示系统,设i 1为流过R 1的电流,i 为总电流,则有 消除中间变量,并化简有u R C u CC R R u R C uR C u C C R R u R C iiiooo12211221222121211)()1(1+++=-+++(2)对图(b)所示系统，设i 为电流，则有 消除中间变量,并化简有2.4 求图(题2.4)所示机械系统的微分方程。

图中M 为输入转矩,C m 为圆周阻尼，J 为转动惯量。

解：设系统输入为M （即），输出θ(即)，分别对圆盘和质块进行动力学分析，列写动力学方程如下：消除中间变量x,即可得到系统动力学方程KM M c Mm C R c k KJ c C km R cJ mC mJ mmm++=++-++++ θθθθ）（22)()()4(2.5 输出y(t)与输入x(t)的关系为y(t)= 2x(t)+0.5x 3(t)。

**大学《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1机械工程的发展与控制理论的应用1.2机械工程自动控制系统的基本结构及工作原理1.3机械自动控制系统的分类1.4 对自动控制系统的基本要求教学难点：掌握反馈的概念与作用。

教学重点：掌握机械控制系统组成和原理，了解机械控制基础的研究对象和基本任务。

第二章自动控制系统的数学模型和传递函数2.1 系统数学模型的建立2.2非线性数学模型的线性化2.3拉普拉斯变换2.4传递函数2.5 系统方框图和信号流图2.6工程实例中的数学模型与传递函数教学难点：系统微分方程的建立。

教学重点：系统微分方程的建立，系统传递函数的推导及方框图的简化。

第三章系统的时域分析法3.1 时域响应概述3.2 典型的输入信号3.3 控制系统的时域性能指标3.4 一阶系统的时间响应3.5 二阶系统的时间响应3.6 欠阻尼二阶系统的时域性能指标3.7 高阶系统的时域响应教学难点：二阶系统的计算。

教学重点：二阶系统响应的五个性能指标的定义及计算，系统误差的分析与计算。

第四章控制系统的频域分析法4.1 频率特性的概述4.2 典型环节频率特性的极坐标图4.3 系统奈奎斯特图的画法4.4 典型环节频率特性的对数坐标图4.5 频率特性的性能指标4.6 最小相位系统和非最小相位系统4.7 闭环频率特性及频域性能指标教学难点：绘制系统Bode图。

教学重点：频率特性的定义及求法，频率特性与系统稳态输出的关系，系统频率特性的极坐标图、对数极坐标图的作图方法。

第五章线性控制系统的稳定性5.1系统稳定性的基本概念及稳定条件5.2代数稳定性判据5.3几何稳定性判据5.4系统的相对稳定性5.5工程实例中的稳定性分析教学难点：Nyquist稳定性判据、Bode稳定性判据。

教学重点：几种稳定性判据，相对稳定性指标的计算及意义， Nquist稳定性判据的应用。

第六章控制系统的误差分析和计算6.1 系统稳态误差的基本概念6.2 系统稳态误差的计算6.3 减小稳态误差的途径6.4 动态误差系数6.5 工程实例中的误差分析教学难点：动态误差系数分析与计算。