控制工程基础(王积伟、吴振顺)课后答案
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1控制论的中心思想是什么?
答:通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。
2机械工程控制论的研究对象及任务是什么?
答:对象:机械工程技术。任务:(1)当系统已定,并且输入知道时,求出系统的输出,并通过系统的输出来研究系统本身的有关问题,即系统分析;(2)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系统的输出尽可能符合给定的最佳要求,即系统的最优控制;(3)当输入已知,且输出也是给定时,确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求,即最优设计;(4)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,此及系统识别或系统辨识;(5)当系统已定,输出已知时,以识别输入或输入中的有关信息,此即滤液与预测。
3什么是信息与信息的传递?试举例说明。
答:一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息都是信息。例如机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与精度等,表明了机械信号、密码、情报或消息。
所谓信息传递,指信息在系统传递过程中以某种关系动态地传递,或称转换。例如机械加工工艺系统,将工件尺寸做为信息,通过工艺过程的转换,加工前后工件尺寸分布有所变化,这样,研究机床加工精度问题,可以通过运用信息处理和理论和方法来进行。
4什么是反馈与反馈控制?试举例说明。
答:所谓信息的反馈,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。如果反馈回去的讯号与原系统的输入讯号的方向相反(或相位差180度)则称之为“负反馈”;如果方向与相位相同,则称之为“正反馈”。例如人类最简单的活动,如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。人抬起腿每走一步路,腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑,从而保持正常的步法;人手取物时,手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保持准确而适当地抓住待取之物。
5日常生活中的许多闭环系统与开环系统,试举例说明。
控制工程基础习题解答
第一章
1-5.图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时,试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。
由图可知,通过张紧轮将张力转为角位移,通过测量角位移即可获得当前张力的大小。
当送料速度发生变化时,使系统张力发生改变,角位移相应变化,通过测量元件获得当前实际的角位移,和标准张力时角位移的给定值进行比较,得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速,使偏差减小达到张力控制的目的。
框图如图所示。
1-8.图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。 题1-5 框图 电动机 给定值 角位移误差 张力
- 转速
位移
张紧轮 滚轮 输送带 转速
测量轮 测量元件 角位移 角位移
(电压等) 放大 电压 测量
元件
> 电动机 角位移
给定值 电动机
图1-10 题1-5图
该系统由两个自动控制系统串联而成:跟踪控制系统和瞄准控制系统,由跟踪控制系统获得目标的方位角和仰角,经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值,瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。
跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差,由此调整视线方向,保持敏感元件的最大输出,使视线始终对准目标,实现自动跟踪的功能。
瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成,根据计算机给出的火炮瞄准命令,和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较,获得瞄准误差,通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度,实现火炮自动瞄准的功能。
控制工程基础习题解答
第二章
2-2.试求下列函数的拉氏变换,假定当t<0时,f(t)=0。
(3). tetft10cos5.0
解:1005.05.010cos25.0ssteLtfLt
(5). 35sinttf 图1-13 题1-8图 敏感
控制工程基础课后习题及答案
下面是控制工程基础课后习题及答案的一个示例,供参考。
1. 什么是控制工程? 答:控制工程是一门研究如何设计、分析和实现控制系统的工程学科。它涉及到自动控制理论、系统建模、信号处理、电路设计等多个领域。
2. 控制系统的基本组成部分有哪些? 答:控制系统的基本组成部分包括传感器、执行器、控制器和反馈系统。传感器用于获取被控对象的状态信息,执行器用于实现控制指令,控制器用于生成控制指令,反馈系统用于将被控对象的输出信息反馈给控制器进行调节。
3. 什么是开环控制系统和闭环控制系统? 答:开环控制系统是指控制器的输出不受被控对象输出的影响,只根据预先设定的控制指令进行控制。闭环控制系统是指控制器的输出根据被控对象的输出进行调节,通过反馈系统实现控制。
4. 请简述PID控制器的工作原理。 答:PID控制器是一种常用的控制器,其工作原理基于对误差信号进行比例、积分和微分处理。比例项根据误差的大小产生控制指令,积分项根据误差的累积产生控制指令,微分项根据误差的变化率产生控制指令。PID控制器的输出是这三个项的加权和。
5. 什么是控制系统的稳定性? 答:控制系统的稳定性指的是在系统输入变化或外部干扰的情况下,系统输出能够保持在可接受范围内的能力。稳定的控制系统可以实现良好的跟踪性能和抗干扰能力。
6. 如何评价一个控制系统的稳定性? 答:一个控制系统的稳定性可以通过判断系统的极点位置来评价。如果系统的所有极点都位于左半平面,则系统是稳定的;如果系统存在极点位于右半平面,则系统是不稳定的。
7. 什么是系统的过渡过程和稳定过程? 答:系统的过渡过程指的是系统从初始状态到稳定状态的过程,包括系统的响应时间、超调量等性能指标。系统的稳定过程指的是系统在达到稳定状态之后的行为,包括稳态误差、稳定精度等性能指标。
8. 如何设计一个稳定的控制系统? 答:设计一个稳定的控制系统需要满足系统的稳定性条件,例如极点位置的要求。可以通过选择合适的控制器参数、采用合适的控制策略等方式来实现系统的稳定性。
最新《控制⼯程基础》习题集及答案
《控制⼯程基础》习题集及答案
第⼀部分:单选题1.⾃动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ] a.给定元件 b .检测元件 c .放⼤元件 d .执⾏元件
2. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输⼊,两者之间的传递函数是[ a ] a .⽐例环节 b .积分环节 c .惯性环节 d .微分环节3. 如果系统不稳定,则系统 [ a ] a.不能⼯作 b .可以⼯作,但稳态误差很⼤ c .可以⼯作,但过渡过程时间很长 d .可以正常⼯作4. 在转速、电流双闭环调速系统中,速度调节器通常采⽤[ B ]调节器。
a .⽐例
b .⽐例积分
c .⽐例微分
d .⽐例积分微分
5.单位阶跃函数1(t)的拉⽒变换式L[1(t)]为[ B ]: a .S b. S
1 c.
21S
d. S 2
6. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输⼊,两者之间的传递函数是[ A ] A .⽐例环节 B .积分环节 C .惯性环节 D .微分环节7.如果系统不稳定,则系统 [ A ]
A. 不能⼯作 B.可以⼯作,但稳态误差很⼤
C.可以⼯作,但过渡过程时间很长 D.可以正常⼯作
8. 已知串联校正⽹络(最⼩相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所⽰。试判断该环节的相位特性是[ A ]:
A.相位超前B.相位滞后
[ B ]调节器。
A.⽐例 B.⽐例积分
C.⽐例微分 D.⽐例积分微分
10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所⽰,试判定它是何种环
A.相位超前 B. 相位滞后
C. 相位滞后-超前
D. 相位超前-滞后 12. 开环增益K 增加,系统的稳定性( c ):
A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不⼀定 13. 开环传递函数的积分环节v 增加,系统的稳定性( ):
A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不⼀定 14. 已知 f(t)=0.5t+1,其L[f(t)]=( c ): A .S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C.