控工总复习
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2020年化工总控工技能操作考试题库页数:3
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控制工程基础客观题复习题与答案
B．比例环节 D．积分环节 A ) B．单位脉冲 D．单位正弦
10．下列信号中，哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标(
A.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越大 B.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小 C.系统阶次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小 D.系统阶次越高，稳态误差越大 12．二阶系统的极点分别为 s1 0.5, s2 4 ，系统增益为 5，则其传递函数为（ A. D ）
k , (k 0, T 0) ，则该系统的阻尼 s (Ts 1)
K /T ） 。当 0 1 时，该系统的阶跃
响应曲线为（ 衰减振荡 ）曲线，当 1 时，该系统的阶跃响应曲线为（ 单调上升 ）曲 线。当 1 时，该系统为（ 临界阻尼状态 ）系统。当 （ 0 ）时，该系统获得最佳过 渡过程。 。当误差带定为 0.05（0.02）时，过渡 4．图示电路的传递函数为（ G ( s ) 1 / 0.2s 1 ） 过程时间为（ 0.6 s 或 0.8 s ） 。
5．系统的频率特性可表示为幅频和相频，幅频特性表示（ 稳态输出量与输入量的振幅 ） 的比值。 6．一般来说，系统的相位裕量愈小，则超调量（ 越大 ） ，截止频率愈大，则调节时间（ 越 小 ） 。 7．频率响应是系统对（ 正弦 ）输入的（ 稳态响应 ） 。 8 ． 频 率 响 应 是 （ 稳 态 ） 响 应 ； 频 率 特 性 G ( j ) 与 传 递 函 数 G ( s ) 的 关 系 为 （ G ( j ) G ( s ) s j ） 。 9．频率响应是系统对（ 正弦输入 ）的稳态响应，频率特性包括（ 幅频和相频 ）两种特 性。 10.极坐标图(Nyquist 图)与对数坐标图(Bode 图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对 应于 Bode 图上的( 0 分贝线 )；极坐标图上的负实轴对应于 Bode 图上的( －180°线 )。 11．三频段中的( 中频 )段基本确定了系统的动态性能。 12． 反馈控制系统开环对数幅频特性的中频段， 反映系统响应的 （ 快速性 ） 和 （ 稳定性 ） ； 而低频段主要表明系统的（ 准确性 ） 。 13．若系统输入为 A sin t ，其稳态输出相应为 B sin( t ) ，则该系统的幅频特性为
10．下列信号中，哪个用来定义二阶系统的瞬态响应指标(
A.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越大 B.系统型次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小 C.系统阶次越高，增益 K 越大，系统稳定误差越小 D.系统阶次越高，稳态误差越大 12．二阶系统的极点分别为 s1 0.5, s2 4 ，系统增益为 5，则其传递函数为（ A. D ）
k , (k 0, T 0) ，则该系统的阻尼 s (Ts 1)
K /T ） 。当 0 1 时，该系统的阶跃
响应曲线为（ 衰减振荡 ）曲线，当 1 时，该系统的阶跃响应曲线为（ 单调上升 ）曲 线。当 1 时，该系统为（ 临界阻尼状态 ）系统。当 （ 0 ）时，该系统获得最佳过 渡过程。 。当误差带定为 0.05（0.02）时，过渡 4．图示电路的传递函数为（ G ( s ) 1 / 0.2s 1 ） 过程时间为（ 0.6 s 或 0.8 s ） 。
5．系统的频率特性可表示为幅频和相频，幅频特性表示（ 稳态输出量与输入量的振幅 ） 的比值。 6．一般来说，系统的相位裕量愈小，则超调量（ 越大 ） ，截止频率愈大，则调节时间（ 越 小 ） 。 7．频率响应是系统对（ 正弦 ）输入的（ 稳态响应 ） 。 8 ． 频 率 响 应 是 （ 稳 态 ） 响 应 ； 频 率 特 性 G ( j ) 与 传 递 函 数 G ( s ) 的 关 系 为 （ G ( j ) G ( s ) s j ） 。 9．频率响应是系统对（ 正弦输入 ）的稳态响应，频率特性包括（ 幅频和相频 ）两种特 性。 10.极坐标图(Nyquist 图)与对数坐标图(Bode 图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对 应于 Bode 图上的( 0 分贝线 )；极坐标图上的负实轴对应于 Bode 图上的( －180°线 )。 11．三频段中的( 中频 )段基本确定了系统的动态性能。 12． 反馈控制系统开环对数幅频特性的中频段， 反映系统响应的 （ 快速性 ） 和 （ 稳定性 ） ； 而低频段主要表明系统的（ 准确性 ） 。 13．若系统输入为 A sin t ，其稳态输出相应为 B sin( t ) ，则该系统的幅频特性为
控制工程基础期末考试复习资料
《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确：偏差()t ε不能反映系统误差的大小。
(A)正确(B)错误答案：B2. 判断下面的说法是否正确：静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。
(A)正确(B)错误答案：B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=（）。
(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案：C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为（）。
(A)(B)(C)(D)259001w + 答案：D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+，则单位反馈系统稳态误差为（）。
(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案：A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++，其单位脉冲响应函数0()x t =（）。
(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案：A7.图中系统的脉冲传递函数为（）。
(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案：C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-，系统增益2，则其传递函数为（）。
数控车工中级理论知识复习试题及答案
数控车工中级理论知识复习试题及答案一、单选题1．职业道德不鼓励从业者（）。
A、通过诚实的劳动改善个人生活B、通过诚实的劳动增加社会的财富C、通过诚实的劳动促进国家建设D、通过诚实的劳动为个人服务(正确答案)2．职业道德的内容包括（）。
A、从业者的工作计划B、职业道德行为规范(正确答案)C、从业者享有的权利D、从业者的工资收入3．违反安全操作规程的是（）。
A、严格遵守生产纪律B、遵守安全操作规程C、执行国家劳动保护政策D、可使用不熟悉的机床和工具(正确答案)4．对于一个企业员工来说，企业的“高压线”、“禁区”指的是（）。
A、群主要求B、职业纪律(正确答案)C、职业良知D、上级命令5．“站有站相，坐有坐相”说明我们的先人很早就对人的（）行为作了要求。
A、礼貌B、举止(正确答案)D、谈吐6. 不适于做刀具的材料有（）。
A、碳素工具钢B、碳素结构钢(正确答案)C、合金工具钢D、高速钢7. 铸铁的（）性能优于碳钢。
A、铸造性(正确答案)B、锻造性C、焊接性D、淬透性8. 数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（）。
A、二轴控制、三轴控制和连续控制B、点位控制、直线控制和连续控制(正确答案)C、二轴控制、三轴控制和多轴控制D、单轴控制和多轴控制9. 以下软件不能完成计算机辅助设计的是（）。
A、MDTB、AutoCADC、word(正确答案)D、UG10. 接触器与继电器的最大区别是（）。
A、触点有主从之分B、接触器通断大电流，继电器通断中小电流(正确答案)C、工作原理不一样D、接触器线圈不能通直流电11. 车削加工时，减小（）可以减小工件的表面粗糙度。
B、副偏角(正确答案)C、刀尖角D、刃倾角12. 按两构件之间的相对运动的不同分，螺纹连接属于（）运动副。
A、转动副B、回转副C、移动副D、螺旋副(正确答案)13. 在切削速度较高、切削厚度较小、刀具前角较大的条件下切削塑性金属时，常容易形成（）切屑。
A、带状(正确答案)B、挤裂C、单元D、崩碎14. 磨削加工中所用砂轮的三个基本组成要素是（）。
控制工程基础总复习
控制工程基础总复习1. 前言控制工程是现代工程领域中的一个重要学科，它主要研究如何设计、分析和实现控制系统，以使得被控对象按照既定的要求运行。
本文将对控制工程的基础知识进行总复习，包括控制系统的基本要素、常见的控制器类型以及常用的控制策略等内容。
2. 控制系统基本要素控制系统通常由四个基本要素组成，分别是被控对象、控制器、传感器和执行器。
2.1 被控对象被控对象是控制系统中需要控制的目标对象，它可以是物理实体，也可以是一个数学模型。
被控对象会对控制输入产生相应的输出响应。
2.2 控制器控制器是控制系统中的核心组成部分，它接收被控对象的输出信号和期望的控制信号，根据预定的控制策略生成控制指令，并将其发送给执行器。
2.3 传感器传感器用于检测被控对象的输出信号，并将其转换成电信号或数字信号。
传感器的准确性和响应速度对于控制系统的性能起着重要的影响。
2.4 执行器执行器接收来自控制器的控制指令，并将其转化为动作，改变被控对象的状态。
执行器可以是电动机、阀门等。
控制器根据其工作原理和结构可以分为多种类型，例如比例控制器、积分控制器和微分控制器。
3.1 比例控制器比例控制器通过根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的偏差来生成一个与偏差成正比的控制指令。
比例控制器的特点是简单、易于实现，但在一些情况下可能导致系统的稳定性差。
3.2 积分控制器积分控制器不仅考虑偏差，还考虑偏差随时间的累积。
积分控制器可以消除系统稳态误差，提高系统的稳定性。
然而，积分控制器对于快速变化的被控对象可能会引起过调的问题。
微分控制器根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的变化率来生成控制指令。
微分控制器可以改善系统的动态响应和稳定性，但对于被控对象输出信号的噪声和干扰敏感。
3.4 PID控制器PID控制器是一种综合了比例、积分和微分控制器的控制器。
PID 控制器通过调整比例、积分和微分系数来达到最优的控制效果。
PID 控制器是控制工程中最常用和最经典的控制器之一。
控制工程基础复习题与答案大全
A.K＞0B.K＞1
C.0＜K＜10D. K＞－1
41.一个线性系统的稳定性取决于( )。
A.系统的输入B.系统本身的结构和参数
C.系统的初始状态D.外界干扰
42.设系统的特征方程为D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,则此系统( )。
A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定
43.在设计控制系统时，稳定性判断( )
A. B. C. D. 0
32.提高系统的开环增益可减小______，但此时的______往往降低。（）
A.稳定性，稳态误差B.精度，稳定性
C.稳定性，精度D.稳态误差，稳定性
33.下面因素中与系统稳态误差无关的是（）
A.系统的类型B.开环增益
C.开环传递函数中的时间常数D.输入信号
34.一系统的传递函数为 ，当输入 时，则其稳态
A.与K有关B.与K和T有关
C.与T有关D.与输入信号大小有关
20.一阶系统的传递函数为 ，则系统的增益K和时间常数T依次为( )。
A. 3.75，1.25 B. 3，0.8 C. 0.8，3 D. 1.25，3.75
21.二阶系统的传递函数为 ,则系统增益为( )
A.10 B.0.5 C.4 D.5
22.二阶系统的传递函数为G(s)= ,其无阻尼固有频率ωn是( )
A. 10B. 5C. 2.5D. 25
23.当二阶系统的阻尼比 在0< <l时，特征根为（）
A一对实部为负的共轭复根B一对实部为正的共轭复根
C一对共轭虚根D一对负的等根
24.二阶系统的传递函数G(s)= ，其阻尼比ζ是( )。
A. B. C.2D.
解：根据牛顿第二定律，分析质点的受力有：
C.0＜K＜10D. K＞－1
41.一个线性系统的稳定性取决于( )。
A.系统的输入B.系统本身的结构和参数
C.系统的初始状态D.外界干扰
42.设系统的特征方程为D(s)=3s4+10s3+5s2+s+2=0,则此系统( )。
A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定
43.在设计控制系统时，稳定性判断( )
A. B. C. D. 0
32.提高系统的开环增益可减小______，但此时的______往往降低。（）
A.稳定性，稳态误差B.精度，稳定性
C.稳定性，精度D.稳态误差，稳定性
33.下面因素中与系统稳态误差无关的是（）
A.系统的类型B.开环增益
C.开环传递函数中的时间常数D.输入信号
34.一系统的传递函数为 ，当输入 时，则其稳态
A.与K有关B.与K和T有关
C.与T有关D.与输入信号大小有关
20.一阶系统的传递函数为 ，则系统的增益K和时间常数T依次为( )。
A. 3.75，1.25 B. 3，0.8 C. 0.8，3 D. 1.25，3.75
21.二阶系统的传递函数为 ,则系统增益为( )
A.10 B.0.5 C.4 D.5
22.二阶系统的传递函数为G(s)= ,其无阻尼固有频率ωn是( )
A. 10B. 5C. 2.5D. 25
23.当二阶系统的阻尼比 在0< <l时，特征根为（）
A一对实部为负的共轭复根B一对实部为正的共轭复根
C一对共轭虚根D一对负的等根
24.二阶系统的传递函数G(s)= ，其阻尼比ζ是( )。
A. B. C.2D.
解：根据牛顿第二定律，分析质点的受力有：
化工总控工(高级)复习题
一、选择题（50分）1、质量百分比浓度为10%的环氧乙烷水溶液，环氧乙烷的摩尔浓度为 ( A )。
A、 4.35%B、 4.54%C、 6.27%D、 12%2、乙烯通常是一种( C )的气体。
A、无色无味B、有色无味C、无色有味D、有色有味3、精馏塔塔底产品纯度下降，可能是（ A ）。
A 提馏段板数不足B 精馏段板数不足C 再沸器热量过多D 塔釜温度升高4、下面（ A）不是精馏装置所包括的设备。
A 分离器B 再沸器C 冷凝器D 精馏塔5、下列四种流量计，哪种不属于差压式流量计（ D ）A 孔板流量计B 喷嘴流量计C 文丘里流量计D 转子流量计6、电动机按供电性质可分为（ A ）。
A 交流电机，直流电机B 同步电机，异步电机C 普通电机，防爆电机D 同步电机，交流电机7、（ B ）在管路上安装时，应特别注意介质出入阀口的方向，使其“低进高出”。
A闸阀 B截止阀C蝶阀 D旋塞阀8、随着季节的变化，设备所加润滑油（ D）改变。
A 不需要B 不一定C 无规定D 需要9、当介质的温度超过800℃时，为提高管材的抗蠕变性能和持久性能，必须选用材料（ B）。
A 不锈钢B 特殊的耐高温合金钢C 高锰钢D 铜10、化工企业中压力容器泄放压力的安全装置有：安全阀与（ C）等。
A 疏水阀B 止回阀C 防爆膜D 节流阀11、在选择压力表的量程时，一般不超过满量程的（ C）。
A 1/2B 1/3C 3/4D 1/412、零件的某一部分向基本投影面投影所得到的视图是（ A）。
A 局部视图B 旋转视图C 剖视图D 斜视图13、电动机铭牌上为20KW，效率为0.8，输出功率为（ A ）。
A 16KWB 20KWC 25KWD 28KW14、流经孔板的流体流速越大，孔板前后的压差(A )。
A、越大B、越小C、不变D、不确定15、下列选项中，不是热电偶测温基本原理的是(BCD )。
A、热电效应B、热胀冷缩C、热阻效应D、辐射效应16、一般希望PID参数整定的过渡过程呈现( C )过程。
控制工程基础复习提纲
考虑如下系统：
G (j) (jK ) ( v 1 ( 1 jjT 1 ) 1 ) 1 1 ( ( jjT 2 ) 2 ) ( 1 ( 1 jjT m n ) v )( n m )
依据积分环节个数，判断系统类型
0型系统（v = 0）
Im
＝
0
n=1 n=2 n=3 n=4
j
2 1
-3 -2 -1-1 0 1 2 3
-2 G(s)= s+2
(s+3)(s2+2s+2) 的零极点分布图
最小象位系统：s平面右半面没有零点和极点（判断）
知识点3——L反变换（三种情况） （2）case1-不同实数极点
标准形式
F(s)B(s) n Ai A(s) i1 spi
待定系数 A i F ( s ) ( s p i) s p i
1 2
)
阻尼振荡频率 d n 12
（3）二阶系统指标计算 （6个公式背下来）必考
①上升时间 ②峰值时间 ③超调值 ④调整时间
tr
arccos n 1 2
tp
d
n
12
Mp%e 12100%
(ln M p )2
2 (ln M p )2
ts 4n, 0 .0 2 ； ts 3n, 0 .0 5
氏
变5 换6 表7
13
14
f t
t I t
t
e a t
t eat
sin t cos t eat sint eat cost
F s
1
1
s 1 s2 1
s a
1
s a 2
s2 2
s s2 2
s a2 2
sa
G (j) (jK ) ( v 1 ( 1 jjT 1 ) 1 ) 1 1 ( ( jjT 2 ) 2 ) ( 1 ( 1 jjT m n ) v )( n m )
依据积分环节个数，判断系统类型
0型系统（v = 0）
Im
＝
0
n=1 n=2 n=3 n=4
j
2 1
-3 -2 -1-1 0 1 2 3
-2 G(s)= s+2
(s+3)(s2+2s+2) 的零极点分布图
最小象位系统：s平面右半面没有零点和极点（判断）
知识点3——L反变换（三种情况） （2）case1-不同实数极点
标准形式
F(s)B(s) n Ai A(s) i1 spi
待定系数 A i F ( s ) ( s p i) s p i
1 2
)
阻尼振荡频率 d n 12
（3）二阶系统指标计算 （6个公式背下来）必考
①上升时间 ②峰值时间 ③超调值 ④调整时间
tr
arccos n 1 2
tp
d
n
12
Mp%e 12100%
(ln M p )2
2 (ln M p )2
ts 4n, 0 .0 2 ； ts 3n, 0 .0 5
氏
变5 换6 表7
13
14
f t
t I t
t
e a t
t eat
sin t cos t eat sint eat cost
F s
1
1
s 1 s2 1
s a
1
s a 2
s2 2
s s2 2
s a2 2
sa
控制工程基础考卷带答案复习资料
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 控制系统的基本目的是？A. 提高系统精度B. 增强系统稳定性C. 改善系统性能D. 所有上述A. 稳定性B. 静态误差C. 响应时间D. 系统效率3. PID控制器中的P代表？A. 积分B. 比例C. 微分D. 偏差4. 开环控制系统与闭环控制系统的区别在于？A. 开环控制系统有反馈B. 闭环控制系统无输入C. 开环控制系统无反馈D. 闭环控制系统无输出A. 系统类型B. 开环增益C. 输入信号类型D. 控制器类型二、判断题（每题1分，共5分）1. 控制系统可以完全消除外部扰动的影响。
（×）2. 增加开环增益会提高系统的稳态精度。
（√）3. 所有控制系统都需要反馈才能正常工作。
（×）4.PID控制器适用于所有类型的控制系统。
（×）5. 控制系统的动态性能只与系统的时间常数有关。
（×）三、填空题（每题1分，共5分）1. 控制系统的基本组成部分包括控制器、执行机构、______和被控对象。
2. 控制系统的性能指标主要包括稳定性、快速性和______。
3.PID控制器由比例、积分和______三个部分组成。
4. 闭环控制系统的特点是输出信号对输入信号进行______。
5. 控制系统的数学模型通常包括______模型、传递函数模型和状态空间模型。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述控制系统的基本原理。
2. 解释开环控制系统和闭环控制系统的区别。
3. 什么是PID控制器？它有什么作用？4. 简述控制系统的稳定性定义及其重要性。
5. 控制系统设计的基本步骤有哪些？五、应用题（每题2分，共10分）1. 设计一个简单的温度控制系统，并说明其工作原理。
2. 如何通过增加积分环节来减小系统的稳态误差？3. 给出一个应用PID控制器的实际案例，并解释其参数调整的意义。
4. 分析一个闭环控制系统中的反馈对系统性能的影响。
机械控制工程基础-总复习
推论：
d n xt n 0 sx n 2 0 x n 1 0 L n s X s s n 1 x0 s n 2 x dt
零初始条件
0 若：x 0 x x 0 x n 2 0 x n 1 0 0 d n x t n L s X s n dt
一、典型输入信号（掌握）
1. 阶跃函数 2. 斜坡函数 3. 加速度函数 4. 脉冲函数
5. 正弦函数
二、一阶系统的瞬态响应（掌握）
闭环传递函数 输入信号 输出响应
t 1 T e T
ess
0 0
(t )
(t 0)
1 Ts 1
1(t )
1e
t T
(t 0)
t T
t
t
1 2 t 2
t T Te
t 0
T
∞
1 2 2 t Tt T (1 e T ) t 0 2
等价关系： 系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数； 系统对输入信号积分的响应，就等于系统对该输入信号响应的积分。
三、二阶系统的瞬态响应
X i s
-
×
n ss 2 n
jV
0 2
G j
K U 0
0 0
jV
[G j ]
nm 3
nm 2
0
U
0 1
n m 1
乃氏图的终点
乃氏图的起点
三、频率响应的对数坐标图—伯德图
1.伯德图的定义（掌握）
由两张图组成。纵坐标分别为
对数幅频特性： L 20lg G j
中级化工总控工技能鉴定复习题
技能鉴定复习题技能鉴定复习题1.1. 某制药厂尾气中含少量SO 2气体，一般用NaOH 溶液或氨水吸收，以防污染环境。
分别用0.1mol/L 的NaOH 溶液或同浓度的氨水处理相同量的尾气，两种方法所需吸收液的体积关系是体积关系是( ( ( )。
2. 下列物质中，导电性最差的是( )。
A 、熔融氢氧化钠、熔融氢氧化钠B 、石墨棒、石墨棒C 、盐酸溶液、盐酸溶液D 、固态氢氧化钾3. 传热计算中总传热系数的单位是传热计算中总传热系数的单位是。
4. 醇的官能团是醇的官能团是5．人触电后不需要别人帮助，能自主摆脱电源的最大电流是（．人触电后不需要别人帮助，能自主摆脱电源的最大电流是（）。
6．环保监测中的．环保监测中的COD COD COD表示（表示（表示（ ） 9．一般常见的传质分离过程有( )。
10．按化学结构分类，氟里昂制冷剂属于( )类。
类。
A 、无机化合物、无机化合物B 、饱和碳氢化合物的衍生物、饱和碳氢化合物的衍生物C 、多元混合溶液、多元混合溶液D 、碳氢化合物、碳氢化合物11．按照国家环保排放标准规定，排放废水的．按照国家环保排放标准规定，排放废水的PH PH PH值（值（值（ ）为合格。
）为合格。
A 小于6B 6-9C 9D 6 12．在蒸馏塔中，提馏段的作用主要是用来提纯（．在蒸馏塔中，提馏段的作用主要是用来提纯（）。
A 、 重组分 B B 、 轻组分轻组分C 、轻、重组分D 、 有时是轻组分，有时是重组分有时是轻组分，有时是重组分13．混合溶液中待分离组分浓度很低时一般采用( )的分离方法。
的分离方法。
A 、过滤、过滤B 、吸收、吸收C 、萃取、萃取D 、离心分离、离心分离 14．热电偶温度计是基于( )的原理来测温的。
的原理来测温的。
A 、热阻效应、热阻效应B 、热电效应、热电效应C 、热磁效应、热磁效应D 、热压效应、热压效应 15．一般情况下，安全帽能抗（．一般情况下，安全帽能抗（ ）kg 铁锤自1m 高度落下的冲击。
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0
T
2T
3T
4T
5T
3、动态性能指标： 调整时间ts=3T(△=±5%) t 或4T(△=±2%)，上升时间 tr=2.2T； 4、稳态误差ess= xi(t)- xo(∞)=0 ， 准确性好； 5、T越小，ts和tr越小，快速性 越好，闭环极点离虚轴越远， 27 稳定性储备越大，稳定性越好。
1 t xo t 1 e T 1t
0.02
响应曲线从0上 升到稳态值的 100%所用时间 响应曲线达 到第一个峰 值所用时间
0
tr
tp
t
ts
在响应曲线的稳态值上，用稳态值的绝对百分 数做一个允许误差范围，响应曲线达到并且永 远保持在这一允许误差范围内所用的最小时间
33
记住标准二阶系统瞬态响应指标（单位阶跃
输入、欠阻尼）
tr tp d d 3 5% ts n 4 2% ts n
求取从输入变量到输出变量的系统传递函数
P
Pk
系统总传递函数 第 k 条前向通道的传递函数 特征式
k
第k条前向通道特征式的余因子
所有不同回路的传递函数之和
1 La Lb Lc Ld Le L f
a b,c d ,e, f
每三个互不接触回路传递函数乘积之和 每两个互不接触回路传递函数乘积之和
5
五、对控制系统的基本要求
稳定 快速
控制系统的首要性能
动态（暂态）性能
准确
控制系统稳态精度、稳态性能
6
CH2 控制系统的数学描述
7
第2章 控制系统的数学描述 一 拉氏变换及反变换
应记住的一些简单函数的拉氏变换
原函数
象函数
1 t
1 t
1 s 1 s
e
t
Xo s Xi s
两大类题型: 一、根据性能指标确定系统的传递函数(结构参数) 二、根据系统的传递函数(结构参数)求性能指标
35
高阶系统的分析—降阶
1、主导极点
工程上当极点 A 距虚轴的距离大于 5 倍 的极点 B距虚轴的距离时，分析时可忽略极 点A， B为主导极点。
2、偶极子相消
零、极点数值上相近 , 工程上认为二者 的距离小于自身到虚轴距离的 1/10 时 , 构成 偶极子。
14
传递函数的求取
<法一 >微分方程-传递函数 • 分析系统的各环节的输入、输出量(设中间变量) • 从系统的输入端开始，按信号传递变换的过程， 依据变量遵循的物理学定律，依次写出各环节的
动态微分方程
• 消去中间变量，得到系统输入、输出的微分方程
• 拉氏变换，求出系统的传递函数（输出/输入）
15
基本环节数学模型 1、机械系统
其 中 0
1
23
CH2 重要知识点
(1) 拉氏变换和反变换 ① 拉氏变换： 常用变换，包括：(t)，1(t)，tn，e-at，sint，cost； 性质及应用，包括：叠加，衰减/延时，微/积，初/终值 ② 反变换：无重根，有重根
(2) 传递函数模型的建立 ① 根据系统物理规律推导--RLC电路/机械过程 ② 动态结构框图转换：等效变换 或 梅逊公式， 两种方法掌握一种即可。
负阻尼 0
1 0
1 -1 0
发散振荡
2 1
0
1
[s]
单调发散
32
二阶系统瞬态响应指标 （针 3.3 二阶系统的瞬态响应
xo
对阶跃输入、欠阻尼系统） 0 1 xo t p xo xo t 100% xo Mp 0.05或
36
重要概念
反馈控制系统框图
Xi(s) _ G(s) Xo(s)
H(s)
1、前向通道的传递函数：G(s) 反馈通道的传递函数：H(s) 开环传递函数：G(s)H(s) 闭环传递函数
X o ( s) G( s ) X i ( s ) 1 G( s ) H ( s )
当H(s)=1时系统为单位反馈系统，其开环传递函数等于前向 通道的传递函数G(s)
X o s G s X i s
X i s
G s
X o s
13
2、传递函数的求取：
1. 利用拉氏变换的微分定理和定义由微分方 程求取； 2. 利用复阻抗和等效弹性刚度的概念直接列 写每个环节的代数方程,消去中间变量即可 求取； 3. 利用复阻抗及分压的关系直接求电网络的 传递函数。 4. 方框图化简 5. 梅逊公式
0
0
等幅振荡
零阻尼二阶系统 单位阶跃响应
29
3. 1 s1.2 n
临界阻尼 0
1
单调上升、不振荡
临界阻尼二阶系统 单位阶跃响应
30
4. 1
过阻尼 0
1
s1.2 n n 2 1
不振荡
动态过程更长
过阻尼二阶系统单位阶跃响应
31
5. 0
F (s) DsX (s)
16
2、电气系统
描述电气元件、电流和电压间的关系
u(t ) i t
电阻
R
u(t ) i t
电容
C
u(t ) i t
电感
L
u(t ) R i(t )
U (s) RI (s)
1 u( t ) i ( t )dt C 1 U ( s) I ( s) Cs
描述机械元件、合力和位移间的关系
x( t ) f(t) m k 质量块 弹簧 x( t ) f(t) x( t ) f(t)
D
阻尼器 dx( t ) f (t ) D dt
d 2 x( t ) f (t ) m dt 2
f ( t ) kx( t )
F (s) ms 2 X (s)
F (s) kX (s)
9
3 积分定理
若 x 1 0 x 2 0 x n 0 0 X s n L xt dt n s n
4
5
衰减定理
延时定理
Le
t
xt X s
22
典型环节的传递函数
1. 比例环节
G s K
1 2. 一阶惯性环节 G s Ts 1 3. 微分环节 – 理想微分环节 G s s
– 一阶微分环节 G s s 1 4. 积分环节 5. 二阶振荡环节
1 G s s
1 G s 2 2 T s 2Ts 1
sin t 1 t cos t 1 t
t 1 t ns2 2源自s s2 2 n! s n 1 1
单位斜坡函数：
t
1 s
单位加速度函数：
(t )
1 2 t 2
1 s3
8
拉氏变换的性质 1. 叠加性质 设 Lx1 t X1 s Lx2 t X 2 s , 则
按给定量的变化规律分：
• 恒值调节系统 给定量是恒定不变的 • 程序控制系统 给定量按照一定时间的函数变化 • 随动系统 给定量按照事先未知的时间函数变化
按控制系统的结构（有无闭环）分：
开环控制系统 输入、输出之间无反馈回路；输出 对系统的控制作用无影响。 闭环控制系统 输入、输出之间有反馈回路；输出对 系统的控制作用有影响。
11
拉氏反变换
具体见教材和课件
---部分分式展开法
利用简单函数的拉氏变换和拉氏变换的 性质即可求出 • • • 只含有不同单极点的情况 含有共轭复极点的情况(不可因式分解的 二次因式) 含有重极点的情况
12
二、传递函数及典型环节的传递函数
1、传递函数定义： 在零初始条件下，线性定常系统输 出象函数 X o s 与输入象函数 X i s 之比。
Important, but not necessarily all！！
24
CH3 时域瞬态响应分析
25
第3章 时域瞬态响应分析 （闭环系统分析）
X i s
X o s X i s
X o s
时域分析方法:
X s o 1 X i s xo t L X o s L X i s
Lxt 1t e
s
X s
10
6 初值定理 7 终值定理
t
lim f t lim sF s
t 0 s
lim xt lim sX s
s 0
使用条件： xt 的终值存在，
X s 的极点全在左半 s 平面。
di( t ) u( t ) L dt
U (s) LsI (s)
17
<法二> 系统函数方块图及其简化
18
19
并联
X i s
G2 s
G1 s X 1 s X s o ×
X 2 s
G s
Xo s Xi s
G1 s G2 s
二、 二阶系统的瞬态响应
二阶系统特征方程： s 2 2 n s n 0
2
1、欠阻尼
0 1
[s]
0.2
2
n
n
j n 1
0.4 0.6
0
0.8
j n 1
2
衰减振 衰减振荡 荡
tg
1 2
28
无阻尼 2. 0 s1.2 j n