机械工程控制基础(复习资料1)

1、机械控制试卷一、填空题（10分）1、对控制系统的基本要求有：系统的稳定性，响应的快速性，响应的准确性。2、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。3、一阶系统在理想的单位脉冲函数在作用下，其响应函数为4、系统的误差是由瞬态误差和稳定误差两部分组成的。5、最大超调量和振荡次数反应了系统的稳定性。6、系统稳定的充要条件是系统的全部特征根都有负实部 。二、判断题（10分）1、系统的误差是以系统的输入端为基准来定义的，而系统的偏差是以系统的输出端为基准来定义的。 （×）2、系统的时间响应按振动性质分为自由响应和零输入响应 。 （×）

2、3、最大超调量Mp即与阻尼比有关，又与无阻尼固有频率有关。 ()4、对于单位反馈系统，稳态偏差等于稳态误差。 ()5、谐振带越宽，反应速度越快。 () 三、简答题(15分) 1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？ 答：时间响应是指系统的响应在时域上的表现形式，或系统地动力学方程在一定初始条件下的解。 按响应的来源分为：零输入响应，零状态响应。 按响应的性质分为：强迫响应，自由响应。2、什么是频率特性？线性系统在谐波输入作用下，其稳态输入与输出的幅值比是输入信号的频率的函数，称其为系统的幅频特性稳态输出信号与输入信号的相位差（或称相移）也是的函数，称其为系统的相频特性幅频特性和相频特性总称为

3、系统的频率特性3、什么是相位裕度？什么幅值裕度？在为剪切频率（>0）时，相频特性<GH距-180°线的相位差值称为相位裕度 当为相位交接频率(>0) 时，开环幅频特性的倒数称为系统的幅值裕度。四、计算题1、 已知系统的动力学方程式如下（10分）+3求出它的传递函数Y(s)/R(s)。解: (+3+6+) Y(s)=4 R(s)Y(s) /R(s)= =2、 求出图1所示系统的传递函数Xo（s）/ Xi（s）。(10分)3、由试图所示施加一个3N的阶跃力，求出质量m，阻尼系数c，弹簧进度系数k。(15分)解:由图可得传递函数为 K由laplace的终值定理可得 解k=

4、3 求m值 由 可得 将，代入 可得 又因为 所以 m=0.78 求c 由 可得 c=1.834、已知系统的特征方程=0，判断系统的稳定性。（15分）由Routh判断表可得 因为有两次符号变换，所以系统不稳定。5、已知开环频率特性，分析系统的稳定性。(15分)解：G（j）H（j）在s平面右半平面无极点，即P=0= 令=0，有 令，有 令=1，有 机械工程控制基础试题一、填空题（20分）1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速 性和精确或准确性。3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件

5、为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。5、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。10、对广义系统，按

6、反馈情况可分为 开环系统 、 闭环系统 。二、选择题（20分）1、拉氏变换将时间函数变换成 （ D ）A正弦函数B单位阶跃函数C单位脉冲函数 D复变函数2、微分环节的频率特性相位移()= ( A )A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°3、设系统的传递函数为G(s)=，则系统的阻尼比为 （C） A.B. C. D. 14、正弦函数sin的拉氏变换是 （ B ）A.B. C. D. 5、比例环节的频率特性相位移()= ( C )A.90° B.-90° C.0° D.-180°6、一阶系统的阶跃响

7、应， (  D ) A.当时间常数T较大时有振荡B.当时间常数T较小时有振荡 C.有振荡D.无振荡7、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C )A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是8、时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ）A脉冲函数B斜坡函数C抛物线函数D阶跃函数9、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 ( B )A代数方程B特征方程C差分方程D状态方程10、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ）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

8、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三、简答题（20分）1、什么是反馈？为什么要进行反馈控制？答：反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈，闭环控制系统的工作是基于系统的实际输出与输入间的偏差之上的，在系统存在扰动的情况下，这种偏差就会出现。进行适当的反馈控制正好能检测出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零，事实上，反馈控制仅仅需为无法预计的扰动设计，因为对可以预知的扰动，总可以在系统中加以校正。2、什么是系统？什么是线性系统？答：系统是由相互联系，相互作用的若干部分构成而且有一定的目的或一定的运动规律的一个整体；当系统的数学模型能用线性微分方程

9、描述时，系统称为线性系统。3、系统稳定性的定义是什么？答：系统的稳定性是指系统在初始状态的作用下，由它引起的系统的时间响应随时间的推移，逐渐衰减并趋向与零的能力。若随时间的推移，系统能回到平衡位置，则系统是稳定的；若随时间的推移，系统偏离平衡位置愈来愈远，则系统是不稳定的。四、计算题（30分）1、如下图所示，将方框图化简，并求出其传递函数。解：2、设系统开环传递函数如下，试绘制系统的对数幅频特性曲线。解：该系统开环增益K100；有一个积分环节，即v1；低频渐近线通过（1，20lg100）这点，即通过（1，40）这点斜率为20dB/dec； 有两个惯性环节，对应转折频率为，斜率分别增加20dB/dec系统对数幅频特性曲线如下所示。L(w)/dB­20 dB / dec­