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机械工程基础复习提纲一、概念部分化工生产的特点？生产的连续性强生产的条件苛刻:1）介质腐蚀性强 2）温度和压力变化大 3）介质大多易燃易爆有毒性 4）生产原理的多样性 5）生产的技术含量高1.化工生产对化工设备的基本要求安全性能的要求:1）足够的强度 2）良好的韧性3）足够的刚度和抗大稳能力 4）良好的抗腐蚀性 5）可靠的密封性工艺性能要求:1）达到工艺指标 2）生产效率高、消耗低使用性能要求 1）结构合理、制造简单 2）运输与安装方便 3）操作、控制、维护简便常用的化工设备种类？反应类、换热类、分离类、储存类、塔类容器的作用和主要零件名称？作用:主要用于储存生产用的原料气体、液体、液化气体等2.主要零件: 主要由钢制圆筒体和两端的封头组成, 并设有各种化工工艺接管, 人孔、手孔, 和安全装置等。
搅拌器的作用和主要零件名称？作用: 主要用于使物料在其中进行化学反应, 生成新的物质或使物料进行搅拌、沉降等单元操作。
主要零件:换热器的作用和主要零件名称？作用: 主要用来使两种不同温度的物料进行热交换, 达到加热或冷却的目的主要零件: 筒体管束封头筒节垫圈分层隔板管箱筒节管板折流板支持板3.能够在图上注出各主要零部件的名称？4.化工设备及零部件标准化的最重要参数？有哪些常用零部件已标准化？标准代号GB.HB.JB的含义化工设备及零部件标准化的最重要参数是公称直径与公称压力。
筒体、封头、法兰、人孔已标准化。
GB: 国家标准；HB: 化工部标准；JB: 机电部标准化工设备中何为常用容器？何为低压容器, 何为中压容器, 何为高压容器, 何为超高压容器。
常用容器:按形状: 方形球形立式卧式5.按管理（压力高低、介质危害程度、容积大小以及在生产过程中的作用）: 第一类第二类第三类（压力毒性等逐级升高）设备支座的作用和种类？设备的支座用来支承设备的重量和固定设备的位置。
支座有适用于立式设备和卧式设备两大类（悬挂式、鞍式、裙式、腿式）搅拌反应器中机械密封和填料密封各有何特点？填料密封结构简单、易于制造, 并适用于低压、低温的场合机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改变为不易泄漏的端面密封塔设备的分类？各有何和特点？填料塔:以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
控制工程基础复习提纲第一章 绪论1. 系统的定义及特性: p5.答:系统是由相互联系、相互作用的若干部分组成有一定的目的或一定的运动规律的一个整体。
系统具有如下特性： (1)系统的性能不仅与系统的要素有关，而且还与系统的结构有关； (2)系统的内容比组成系统的各要素的内容要丰富得多、复杂得多。
2. 模型、静态模型与动态模型：p6-8.答：模型——研究、认识、描述、分析系统的一种工具。
数学模型——用数学方法描述的抽象的理论模型，用来表达系统内部各部分之间或系统与外部环境之间的关系。
模型分为：静态模型与动态模型。
静态模型反映系统在恒定载荷或缓变载荷作用下或在平衡状态下的特性（用代数公式描述）；动态模型反映系统在瞬变载荷作用下或在不平衡状态下的特性（用微分方程或差分方程描述）。
3. 反馈(p8)、内反馈与外反馈（p8）、正反馈与负反馈.答：反馈——系统的输出部分或全部地被反过来用于控制系统的输入。
内反馈：在系统或过程中存在的各种自然形成的反馈，内反馈是系统处于运动状态的内因；外反馈：在自动控制系统中，为达到某种控制目的而人为加入的反馈（依靠外部反馈控制装置）。
负反馈：输出（被控量）偏离设定值（目标值）时，反馈作用使输出偏离程度减小，并力图达到设定值，即减小偏差；正反馈：输出偏离设定值时，反馈作用使输出偏离程度加剧，即加大偏差。
4.开环控制系统与闭环控制系统p13.答：开环控制系统没有反馈回路，系统的输出对系统没有控制作用；闭环控制系统系统有反馈回路，系统的输出对系统有控制作用。
5.对控制系统的基本要求p15.答：稳定性、快速性和准确性。
稳定性就是指系统抵抗动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。
这是系统正常工作的首要条件；快速性是指在系统稳定的前提下，当系统的输出量与给定的输入量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度；准确性是指调整过程结束后，输出量与给定的输入量之间的偏差。
第二章 系统的数学模型1.线性系统的性质p29.答：线性系统满足叠加定理，非线性系统不满足叠加定理。
机械工程控制基础复习引言机械工程控制是机械工程学科中的核心内容之一，它涉及到机械系统的运动学、动力学以及对机械系统的控制。
掌握机械工程控制的基础知识对于机械工程师来说非常重要，因此本文将对机械工程控制的基础知识进行复习和总结。
机械系统的运动学机械系统的运动学研究的是机械系统的运动过程，其中包括位置、速度和加速度等参数的描述与计算。
机械系统的运动学一般分为直线运动和旋转运动两种。
直线运动对于直线运动，我们主要关注以下几个概念：•位移：表示物体从初始位置到某一位置的变化量，通常用符号Δs表示。
•速度：表示单位时间内位移的变化量，通常用符号v表示。
•加速度：表示单位时间内速度的变化量，通常用符号a表示。
直线运动中，位移与速度、加速度之间的关系可以用如下公式表示：Δs = v * Δtv = a * Δt其中，Δt表示时间的变化量。
旋转运动对于旋转运动，我们主要关注以下几个概念：•角位移：表示物体从初始角度到某一角度的变化量，通常用符号Δθ表示。
•角速度：表示单位时间内角位移的变化量，通常用符号ω表示。
•角加速度：表示单位时间内角速度的变化量，通常用符号α表示。
旋转运动中，角位移与角速度、角加速度之间的关系可以用如下公式表示：Δθ = ω * Δtω = α * Δt机械系统的动力学机械系统的动力学研究的是机械系统的运动过程中的力学关系。
机械系统的动力学一般分为直线运动的动力学和旋转运动的动力学两种。
直线运动的动力学对于直线运动，我们常用的动力学公式有：•牛顿第二定律：F = m * a其中，F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
•质量与惯性力：F = m * g其中，g表示重力加速度。
旋转运动的动力学对于旋转运动，我们常用的动力学公式有：•牛顿第二定律：τ = I * α其中，τ表示物体所受的合力矩，I表示物体的转动惯量，α表示物体的角加速度。
机械系统的控制机械系统的控制是指通过对机械系统施加适当的力或力矩，使得机械系统按照预定的要求进行运动。
一、填空1.机械工程控制基础：是研究一机械工程技术为对象的控制论问题；是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
2.系统分析：当系统已定，输入知道时，求出系统的输出（响应），并通过输出来研究系统本身的有关问题。
3.最优控制：当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求。
4.最优设计：当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求。
5. 系统识别或系统的辨识：当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型。
6.信息传递：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或称转换。
7.信息的反馈：就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。
8.控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。
9.按系统是否存在反馈，将系统分为开环系统和闭环系统。
10.开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。
11.闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。
12.数学模型：是系统动态特性的数学表达式。
13.分析法：是依据系统本省所遵循的有关定律列写数学表达式。
14.实验法：是根据系统对某些典型输入信号的响应或其它实验数据建立数学模型。
15.线性系统：系统的数学模型表达式是线性。
16.非线性系统的最重要特性，是不能运用叠加原理。
17. 传递函数：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出地拉氏变换比输入的拉氏变换。
18. 传递函数：是通过输入与输出之间信息的传递关系，来描述系统本省的动态特性。
19.方块图：是系统中各环节的功能和信号流向的图解表示方法。
20.串联：各个环节传递函数一个个顺序连接。
21.并联：凡是几个环节的输入相同，输出相加或想减的连接形式。
22.反馈：是将系统或某一环节的输出量，全部或部分地通过传递函数回输到输入端，又重新输入到系统中去。
机械工程控制基础考试大纲大连工业大学机械工程控制基础考试大纲第一章绪论重点掌握：自动控制系统的基本构成，反馈控制原理及控制系统基本要求。
掌握：控制系统基本概念，控制系统结构与分类，反馈控制系统的构成。
了解：机械控制工程控制论的基本含义和研究对象。
第二章系统的数学模型第一节引言了解：数学模型的基本概念，能够对线性和非线性系统建模。
第二节线性微分方程式的建立掌握：能够列写机械系统及电气系统的微分方程。
第三节非线性系统的线性化了解：非线性系统的线性化的一般方法。
第四节拉普拉斯变换重点掌握：拉普拉斯变换的定义、基本法则和反变换。
掌握：能够用拉普拉斯变换解微分方程。
第五节传递函数重点掌握：传递函数的概念、特点，各典型环节的特点，其传递函数的基本形式。
第六节方块图及其应用重点掌握：传递函数方块图的绘制及等效变换。
了解：系统传递函数的求法。
第三章时间特性分析法第一节时间响应与典型输入信号掌握：时间响应的概念，及典型输入信号和典型响应的特性。
第二节一阶系统的瞬态响应重点掌握：一阶系统时域响应特性的分析方法。
第三节二阶系统的瞬态响应重点掌握：二阶系统时域响应特性的分析方法及动态响应的性能指标。
第四章频率特性分析法第一节频率特性的基本概念掌握：掌握频率特性的基本概念，包括数学本质、物理意义和求法。
第二节频率特性表示法掌握：乃奎斯特图和伯德图的表示方法。
了解：尼柯尔斯图。
第三节典型环节的频率特性重点掌握：典型环节的频率特性及其曲线的绘制方法，包括乃奎斯特图和伯德图。
第四节控制系统开环伯德图和最小相位系统重点掌握：控制系统开环频率特性曲线的伯德图绘制方法。
掌握：最小相位和非最小相位系统的差别。
第五节闭环频率特性掌握：由开环频率特性估计闭环频率特性的方法，及闭环频率特性的性能指标，尤其要明确截止频率和带宽的概念。
第六章控制系统的稳定性分析第一节控制系统的稳定性的基本概念了解：系统稳定性的定义、系统稳定的条件。
第二节劳斯稳定判据掌握：劳斯判据的必要条件和充要条件，学会应用劳斯判据判断系统的稳定性。
机械工程控制的基础复习资料1. 引言机械工程控制是机械工程领域中重要的研究方向之一，它涉及到实现机器的运动控制、位置控制、速度控制等方面的技术。
本文档旨在帮助读者回顾机械工程控制的基础知识，巩固相关概念和理论。
2. 控制系统基础知识2.1 控制系统简介控制系统是指为了实现特定的目标，对所控制对象进行影响和改变的系统。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
•开环控制系统：输出信号不受反馈信号的影响，只根据预先设定的输入信号进行操作。
开环控制系统的特点是简单、稳定性差，适用于一些简单的任务。
•闭环控制系统：输出信号根据反馈信号进行修正，使得系统输出更接近于期望的目标。
闭环控制系统的特点是稳定性好、精度高，适用于一些复杂的任务。
2.2 反馈控制系统反馈控制系统是一种常见的闭环控制系统，其中反馈信号对系统输出进行修正。
它由传感器、控制器、执行器和反馈环组成。
•传感器：用于测量所控制对象的状态或特性，并将其转换为电信号输出给控制器。
•控制器：根据传感器提供的反馈信号，与期望输出进行比较，产生控制信号输出给执行器。
•执行器：接受控制信号，并根据其进行相应的动作，实现对所控制对象的控制。
•反馈环：将所控制对象的输出信号反馈给控制器，用于控制器对输出信号进行修正。
2.3 控制系统的稳定性控制系统的稳定性是指系统在受到干扰或参数变化的情况下，最终是否能够达到稳定状态。
稳定性分为绝对稳定和相对稳定两种类型。
•绝对稳定：系统在干扰或参数变化的情况下，始终能够达到稳定状态。
•相对稳定：系统在一定范围内对干扰或参数变化不敏感，能够在一定时间内恢复到稳定状态。
控制系统的稳定性分析和设计是控制工程中重要的内容，涉及到稳定性判据、稳定边界和稳定裕度等概念。
3. 机械工程控制方法3.1 PID控制器PID控制器是一种常见的控制器，它根据系统的反馈信号实时计算出控制信号，使系统输出逼近期望值。
PID控制器由比例控制器、积分控制器和微分控制器组成。
第一章绪论
一、学习目的和要求
了解工程控制的基本原理、基本概念和发展简史，掌握对控制系统的基本要求。
二、课程内容
⑴控制系统的任务
⑵控制系统、模型分类及控制系统的基本要求
⑶控制理论发展
三、考核知识点
1、控制系统的工作原理；
2、闭环控制系统的组成；
3、控制系统的分类；
4、对控制系统的基本要求。
第二章物理系统的数学模型及传递函数
一、学习目的和要求
了解系统的微分方程、传递函数的概念，掌握典型环节的传递函数和系统方框图及其连接。
二、课程内容
⑴列写微分方程的一般方法
⑵传递函数
⑶动态结构图和典型环节
⑷结构图的等效变换
⑸考虑扰动的反馈系统传递函数
三、考核知识点
1、数学模型的概念；
2、线性与非线性系统概念理解；
3、系统微分方程的建立；
4、拉氏变换和反变换的概念；
5、传递函数的概念；
6、典型环节的传递函数；
7、系统方框图的组成；
8、环节的基本联系方式；
9、方框图的等效变换。
第三章系统的时间响应分析
一、学习目的和要求
理解时间响应的概念，了解一阶与二阶系统的时间响应，掌握瞬态响应的性能指标和稳态误差分析与计算。
二、课程内容
⑴典型响应及性能指标
⑵一阶系统分析
⑶二阶系统分析
⑷系统稳定性分析
⑸系统稳态误差分析
三、考核知识点
1、时间响应的概念；
2、一阶系统的时间响应；
3、二阶系统的时间响应；
4、瞬态响应的性能指标；
5、稳态误差定义；
6、稳态误差分析与计算。
第四章频率特性分析
一、学习目的和要求
理解频率特性的物理意义和数学本质，掌握典型环节的频率特性和绘制开环对数频率特性曲线的方法，理解闭环频率特性、最小相位系统，了解频域性能指标及其与时域性能指标间的关系。
二、课程内容
⑴频率特性
⑵典型环节的频率特性
⑶系统开环频率特性
⑷最小相位与非最小相位系统
⑸开环频率特性与系统阶跃响应的关系
三、考核知识点
1、频率特性的基本概念与求取方法；
2、频率特性的物理意义和数学本质；
3、典型环节的频率特性；
4、绘制开环对数频率特性曲线的方法；
5、最小相位系统；
6、闭环频率特性；
7、频域性能指标及其与时域性能指标间的关系。
第五章系统的稳定性
一、学习目的和要求
理解系统稳定的条件，理解劳斯稳定性判据，掌握奈奎斯特稳定判据，了解相位裕量和幅值裕量的概念。
二、课程内容
（1）稳定性的定义
（2）Routh稳定判据
（3）Nyquist稳定判据
（4）Bode稳定判据
（5）控制系统的相对稳定性
三、考核知识点
1、系统稳定的条件；
2、劳斯稳定性判据；
3、奈奎斯特稳定判据；
4、Bode稳定判据；
5、相位裕量和幅值裕量。
题型举例（含答案）
一、简答题：
对控制系统有哪些基本要求？
什么是最小相位系统？
系统稳定的充分必要条件是什么？
什么是相位裕量和幅值裕量？
二、简化下图所示系统的方框图，并求系统的传递函数。
三、某系统用测速发电机反馈，可以改善系统的相对稳定性，系统如图2所示。
当K ＝10，且使系统阻尼比ζ＝0.5，试确定Kh 。
若要使系统最大超调量Mp ＝0.02，峰值时间tp ＝1s ，试确定增益K 和速度反馈系统Kh 的数值，并确定在这个K 和Kh 值的情况下，系统上升时间和调整时间。
四、单位负反馈系统的开环传递函数为：
)10(140
)(+=
s s s G ，
试求当输入
2
1)(at t t x i ++=（a ≥0）时的稳态误差。
五、试画出具有下列传递函数的波德图：
)110)(1(100
)(22+++=
s s s s s G 。
六、已知一些元件的对数幅频特性曲线如图3所示，试写出它们的传递函数G(s)，并计算出各参数值。
七、设单位负反馈控制系统的开环传递函数如下，试用劳斯判据确定系统稳定时，K 的取值范围。
)
61
1)(311()(s s s K
s G ++=。
八、设系统开环频率特性如图4所示，试判别系统稳定性。
其中p 为开环右极点数， υ为开环传递函数中的积分环节数目。
一、简答题：
稳定性、快速性、准确性。
具有在复平面右半面上没有零点和极点的传递函数的系统，称为最小相位系统。
系统特征方程的根必须全部具有负实部。
在幅值交界频率上，使系统达到不稳定边缘所需要附加的相角滞后量（或超前量），称为相位裕量；在相位交界频率处开环频率特性幅值的倒数，称为幅值裕量。
二、
2
43211323434
3211)(H G G G G H G G H G G G G G G s G ++-=
三、解：系统的闭环传递函数为：
K
s KK s K
s h +++=
)1()(2φ
所以：K n =2ω n h KK ζω21=+
（1）将K ＝10，
5.0=ζ代入，求得：10=n ω n h KK ζω21=+
∴ Kh ＝0.216； （2）
02
.02
1==--e
p M ζζπ
1
)
1(2
=-=
ζωπn p t 算出：
78.0=ζ 02.5=n ω
∴
2
.252
==ωn K Kh ＝0.27，
n
s t ζω4
=
2
1ζωβπ--=
n r t
)1a r c t a n (
2
ζζβ-=
算出： ts ＝1.02（s ），tr ＝0.781（s ）。
四、解：系统的开环增益K ＝14，且为Ι型系统 将
)
0(1)()()()(2321≥++=++=a at t t x t x t x t x i i i i
则：
01=ss e
14112==
K e ss
⎩⎨⎧>∞
==0
00
3
a a e ss
⎪⎩⎪
⎨⎧>∞
==+++=0
014
132
1a a e e e e ss ss ss ss
六、（1）
1
1.0
10
)
(
+
=
s
s
G
（2）
)1
01
.0(
50
)
(
+
=
s
s
s
G
七、该系统闭环特征方程为：
18
18
92
3=
+
+
+K
s
s
s；
s3 1 18 0
s2 9 18K 0
s1 18－2K 0
s0 18K
9
0<
<K
八、（1）包围圈数N＝0，P＝0，稳定；
（2）正穿越次数为1，负穿越次数为0，1－0＝P/2＝1，稳定；（3）正穿越次数为1，负穿越次数为1，1－1＝P/2＝0，稳定。
