机械控制工程基础-总复习
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机械控制工程基础复习题及参考答案Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT一、单项选择题:1. 某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为A. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2. 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小,则系统的输出响应达到稳态值的时间 A .越长 B .越短 C .不变D .不定3. 传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件4.惯性环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为A .-270°B .-180°C .-90°D .0°5.设积分环节的传递函数为G(s)=s1,则其频率特性幅值M(ω)=A. ωKB. 2K ω C. ω1D.21ω6. 有一线性系统,其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时,输出分别为y 1(t)和y 2(t)。
当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数),输出应为A. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7.拉氏变换将时间函数变换成A .正弦函数B .单位阶跃函数C .单位脉冲函数D .复变函数8.二阶系统当0<ζ<1时,如果减小ζ,则输出响应的最大超调量%σ将A.增加B.减小C.不变D.不定9.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下A .系统输出信号与输入信号之比B .系统输入信号与输出信号之比C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比10.余弦函数cos t ω的拉氏变换是A.ω+s 1B.22s ω+ωC.22s s ω+D. 22s 1ω+11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)=A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为A. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的A .代数方程B .特征方程C .差分方程D .状态方程14. 主导极点的特点是 A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近15.采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为A .)s (G 1)s (G +B .)s (H )s (G 11+C .)s (H )s (G 1)s (G +D .)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题:1.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__ __。
一、单项选择题:1. 某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为 DA. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2. 一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小,则系统的输出响应达到稳态值的时间 BA .越长B .越短C .不变D .不定3. 传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关? CA.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件4.惯性环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为 CA .-270°B .-180°C .-90°D .0° 5.设积分环节的传递函数为G(s)=s1,则其频率特性幅值M(ω)= C A.ωKB. 2K ωC. ω1D. 21ω6. 有一线性系统,其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时,输出分别为y 1(t)和y 2(t)。
当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数),输出应为 BA. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7.拉氏变换将时间函数变换成 DA .正弦函数B .单位阶跃函数C .单位脉冲函数D .复变函数8.二阶系统当0<ζ<1时,如果减小ζ,则输出响应的最大超调量%σ将 AA.增加B.减小C.不变D.不定9.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 DA .系统输出信号与输入信号之比B .系统输入信号与输出信号之比C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比10.余弦函数cos t ω的拉氏变换是 CA.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= AA. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 AA. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的 BA .代数方程B .特征方程C .差分方程D .状态方程14. 主导极点的特点是 DA.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近15.采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s),则其等效传递函数为 CA .)s (G 1)s (G + B .)s (H )s (G 11+C .)s (H )s (G 1)s (G + D .)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题:1.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__ 相频特性 __。
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。
机械控制工程基础期末考试知识点第一篇:机械控制工程基础期末考试知识点机械控制工程基础期末考试知识点一:选择判断题1, 控制工程的必要条件是什么?(快速性,准确性,稳定性)2,单位脉冲函数的拉式变换结果3,什么叫系统闭环极点(算术题,选择)4,闭环函数公式(选择)5,一阶系统标准形式(选择)6,传递函数不适合非线性定常系统(判断)7,传递函数有无量纲(有无都不对,判断题)8,一阶系统的调整时间公式9,一阶系统的响应速度与什么有关系?10,超调量反映系统响应的小时增大)11,终值定理计算,t趋近与无穷时,原函数的值,(会算)GB(S)(012,影响系统的稳态误差因素(输入信号…)13,调整系统增益对系统有何影响?14,增加微分环节能增加系统阻尼。
15,什么叫系统的型次(区别几型系统)16,利用稳态计算稳态误差(有表格,必须为标准型)17,频率响应的定义(判断题,是正弦信号稳态响应)18,延时环节标坐标图(单位圆)19,零频反映系统的什么性能?(准确性)20,Bode高频段反映系统的什么性能(高频干扰能力)21,频率分析法用典型信号是什么?(正弦信号)22,系统稳定的充要条件是什么?(判断)23,滞后校正使系统响应过度快了还是慢了?(慢了)24,会用劳斯判据判别稳定性。
2KWN=2 2S+2ςWNS+WN二:能力应用题1,化简方框图的传递函数(课件例题)2,对质量弹簧阻尼的机械系统会求传递函数(课件参考)3,分别会算输入和干扰引起的稳态误差的计算(看课件)4,奈奎斯特图会画图(-∽,+∽)?会奈奎斯特判断系统的稳定性会分析(P=N-Z)5,深入理解掌握传递函数,频率特性函数,幅频特性,相频特性,频率响应直接的转换关系?6,掌握超前,滞后校正和超前的设计7,会用图解法计算Wt WCrKt8,掌握Bode图画法(正反都要掌握)会对图线叠加。
第二篇:机械控制工程基础第二章答案习题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,表示系统输出,表示系统输入,哪些是线性系统?(1)(2)(3)(4)解:凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。
X i X 01. 什么是系统的反馈?一个系统的输出,部分或全部地被反过来用于控制系统的输入。
2. 一个系统的动力学方程可以写成微分方程,这一事实就揭示了系统本身状态变量之间的联系,也就体现了系统本身存在着反馈;而微分方程的解就体现了由于系统本身反馈的存在与外界对系统的作用的存在而决定的系统的动态历程。
3. 几何判据有奈奎斯特判据、波德判据两种;代数判据有劳斯判据、胡尔维茨判据两种。
4. 列写微分方程的步骤:(1).确定系统或各元素的输入量输出量(2).按照信号的传递顺序,从系统的输入端开始,根据各变量所遵循的运动规律列写出在运动过程中的各个环节的动态微分方程 (3).消除所列各微分方程的中间变量,得到描述系统的输入量输出量之间的关系的微分方程。
(4).整理所得微分方程。
5. 非线性系统有:本质非线性和非本质非线性两种,能进行线性化的是非本质非线性系统。
6. 给出两种传递函数的定义:1.传递函数是经典控制理论中对线性系统进行研究分析与综合的基本数学工具 2.在外界输入作用前,输入输出的初始条件为零时,线性定常系统环节或元件的输出 (t )与输入 (t )经Laplace 变换后 与 之比称为该系统环节或元件的传递函数。
7. 写出六种典型环节的名称、微分方程和传递函数、奈奎斯特图和波德图。
8. 方框图的基本元素由传递函数方框、相加点、分支点组成。
9. 二阶系统时间响应的性能指标是根据欠阻尼二阶系统在单位阶跃信号作用下得到的。
10. 系统稳定的充要条件是:系统所有特征根的实部为负。
11. 什么是系统的动柔度、动刚度、静刚度。
若机械系统输入为力,输出为位移(变形)则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度;机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚度;当W=0时系统频率特性的倒数为系统的静刚度12. 线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。
13. 相频特性和幅频特性的定义:相频特性是指:稳态输出信号与输入信号的相位差;幅频特性是指:稳态输出与输入的幅值之比。
机械控制工程基础知识点总结一、知识概述《机械控制工程基础》①基本定义:机械控制工程呢,就是研究机械工程技术中的控制原理、方法等东西的学科。
简单说,就是让机械按照咱们想要的方式去工作,好比指挥一个机器人做出各种动作。
②重要程度:在机械学科里超重要啦。
如果机械没有好的控制,就像没了方向盘的汽车,瞎跑乱撞。
机械制造、机器人研发、自动化生产等好多领域都得用它。
③前置知识:需要先懂得一些基本的机械原理,像机械传动那些知识,还有物理里的动力学基础,也就是力和运动的知识。
比如说你想在机械控制中搞清楚一个部件怎么动得稳当,不知道动力学肯定不行。
④应用价值:在现代工业生产里,像汽车生产线自动化控制、数控机床里对刀具的控制,能让产品质量超稳定。
在智能家居里,控制窗帘开合、空调温度啥的也靠这方面的知识。
二、知识体系①知识图谱:它在机械学科里像个联络中心。
跟机械原理、力学、电子电路等知识都有紧密联系,是很多复杂机械系统的思维大脑。
②关联知识:和机械制造关系密切,因为制造出的机械部件要控制得好才能发挥好作用。
还有电气知识,现在机械很多都和电联系在一起,电机的控制就是典型。
③重难点分析:- 掌握难度:理解各种控制系统的原理有点难,像闭环控制、开环控制,概念不太好理解。
- 关键点:掌握不同控制方式的特点和适用场景是关键。
比如说开环控制简单但精度可能低,闭环控制精度高能自动调整不过成本高。
④考点分析:- 在考试中的重要性:蛮重要的,机械相关专业考试经常考。
- 考查方式:会有概念问答,像让你说说闭环控制系统的组成部分;也有计算,比如计算控制系统的传递函数之类的。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:- 控制系统:就是对机械的各种动作、性能等进行调节、管理的系统。
就好比训宠物,得让宠物听你的话,控制系统就让机械听指挥。
- 开环控制:简单说就是给个输入,机械就按照预定的程序工作,不管最终结果是不是准确。
就像咱定个闹钟,不管当时是白天黑夜,到点就响,不会看看外边天亮没亮来调整响铃时间。
机械工程控制基础1. 输入量:给定量称为输入量。
2. 输出量:被控量称为输出量。
3. 反馈:就是指将输出量全部或部分返回到输入端,并与输入量比较。
4. 偏差:比较的结果称为偏差。
5. 十扰:偶然的无法加入人为控制的信号。
它也是一种输入信号,通常对系统的输出产生不利影响。
6. 系统:相互作用的各部分组成的具有一定功能的整体。
7. 系统分类:按反馈情况:开环控制系统和闭环控制系统;按输出量的变化规律:自动调节系统、随动系统和程序控制系统;按信号类型:连续控制系统和离散控制系统;按系统的性质:线性控制系统和非线性控制系统;按参数的变化情况:定常系统和时变系统;按被控量:位移控制系统、温度控制系统和速度控制系统。
8. 机械工程控制论的研究对象:它研究的是机械工程广义系统在一定的外界条件(即输入或激励、十扰)作用下,从系统的一定的初始状态出发,所经历的由其内部的固有特性(即由系统的结构与参数所决定的特性)所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出三者之间的动态关系一一广义系统的动力学问题。
9. 会分析简单系统的工作原理。
10. 拉普拉斯变换:若一个时间函数?(t),称为原函数,经过下式计算转换为象函数F(s):记为称F(s)为? (t)的Laplace变换其中算子s= b + j 3为复数。
11. 常用的拉氏变换表12. 拉氏变换的主要定理(特别是线性定理、微分定理)(1) 比例定理(很重要,系统微分方程进行拉氏变换常用)输出量不失真、无惯性、快速地跟随输入量,两者成比例关系。
13. 线性系统:系统的数学模型都是线性关系。
14. 线性定常系统:用线性常微分方程描述的系统。
15. 叠加原理:系统在几个外加作用下所产生的响应,等于各个外加作用单独作用的响应之和。
叠加原理有两重含义:均匀性(齐次性)和可叠加性。
叠加原理有两重含义:均匀性(齐次性)和可叠加性。
这个原理是说,多个输入同时作用于线性系统的总响应,等于各个输入单独作用时分别产生的响应之和,且输入增大若十倍时,其输出亦增大同样的倍数。
机械工程控制基础复习资料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。
第一章绪论1-1 机械工程控制论的研究对象与任务1.什么叫被控对象、被控量、给定值或希望值(参考输入)?被控对象:工作的机器设备被控量:表征机器设备工作状态的物理量给定值:对物理参量(被控量)在运行过程中的要求。
2.自动控制的任务是什么?在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使被控对象的被控量自动地按照预定的规律运行。
3.自动控制系统的组成控制装置和被控对象1-2 自动控制的基本方式1.控制装置必须具备哪三个职能部件?比较元件、执行元件、测量元件。
2.自动控制的三种基本控制方式是什么?①按给定值操纵的开环控制;②按干扰补偿的开环控制;③按偏差调节的闭环控制3.能画出按给定值操纵的开环控制的系统原理框图、按干扰补偿的开环控制的系统原理框图、按偏差调节的闭环控制的系统原理框图①按给定值操纵的开环控制②按干扰补偿的开环控制③按偏差调节的闭环控制4.什么叫开环控制?控制装置与被控对象之间只有单方向的联系,信号由给定值至被控量是单向传递的。
5.什么叫闭环控制?被控量要返回来与给定值进行比较,控制信号必须沿前向通道和反馈通道往复循环地闭路传送,形成闭合回路,故称闭环控制。
1-3 对控制系统的性能要求1.什么叫动态过程或过渡过程?通常把系统受到外作用后,被控量随时间变化的全过程,称为动态过程或过渡过程。
2.工程上常常从稳、快、准三个方面来评价自动控制系统的总体精度第二章 自动控制系统的数学模型1.什么叫数学模型?描述系统的输入、输出变量以及系统内部各个变量之间关系的数学表达式称为系统的数学模型。
2.建立数学模型有哪两种方法? 解析法和实验法3.线性定常系统的数学模型的种类有哪些? 微分方程、传递函数、频率特性等2-1 系统的微分方程1.什么是线性系统?其最重要的特性是什么?当系统的数学模型能用线性微方程描述时,该系统称为线性系统。
线性系统最重要的特性是可以运用叠加原理。
2.RC 网络相关系统的微分方程的建立(课件12年第2次课) 练习题1. 列写如图所示无源网络的微分方程。