机械控制判断题简答题概念题复习提纲(共7页)

1、二、判断题。开环控制系统的一个突出优点是可以自动(zdng)进行补偿。（）对自动控制系统(kn zh x tn)的性能指标的要求主要是稳定性、灵敏性、快速性。（）典型(dinxng)输入信号的拉氏变换式为。（）微分方程是控制系统在时间域的数学模型，传递函数是在复数域的数学模型。（）传递函数与输入量、输出量等外部因素无关。（）对同一个系统，若选取不同的输出量或不同的输入量，则对应的传递函数也不相同。（）框图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。（）当系统中有两个环节串联时，其等效传递函数为各环节传递函数的和。（）二阶系统在欠阻尼时的阶跃响应为等幅振荡曲线。（）对线形系统，若其

2、输入信号为正弦量，则其稳态输出信号也将是同频率的正弦量。（）将传递函数中的复变量用纯虚数代替，就可以得到频率特性。（）系统的频率特性为输出与输入的傅立叶变换之比。CUO？对Bode图的横轴为等分坐标，纵轴为对数坐标。（）理想微分环节的对数幅频特性Bode图特点为：在处过的点，斜率为的斜直线。（）积分环节的极坐标图是负虚轴，且由负无穷远处指向原点。（）串联环节的对数频率特性为各串联环节的对数频率特性的迭加。（）系统微分方程的特征方程的根离虚轴越近，则系统的相对稳定性越好。（）系统稳定的充要条件是特征方程所有的根都在复平面的右侧。（）闭环特征方程的极点与开环传递函数的极点完全相同。CUO？对Bod

3、e图上，若，则闭环系统便是稳定的。（）对同一个控制系统，其稳态性能对控制系统的要求，往往和稳定性是相矛盾的。（）串联超前校正环节减小相位裕量，降低了系统的相对稳定性，加快了系统的响应速度。（）系统的增益加大，系统的稳定性变差，同时系统的快速性也变差。（）系统在前向通道中含有积分环节将使系统的稳定性变差。（）滞后校正可以提高系统稳态性能，加快系统的响应速度。（）系统的前向通道积分环节个数越多，开环增益越大，则系统稳态精度越高。（）微分环节可使系统的稳定性明显改善。（）PD校正使穿越频率提高(t go)，使调整时间减少，改善了系统的快速性。（）PI校正使系统的相位(xingwi)超前，因此又称为相

4、位超前校正。（）惯性环节(hunji)的时间常数T越大，对系统的稳定性和快速性都是有利的。（）稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 对 积分环节的相频特性是对于任何频率谐波输入，其相角永远是-90度。 对对于0型系统的阶跃输入信号系统的开环增益越大，系统的稳态误差越小。 频率响应是线性定常系统对正弦或谐波输入信号的稳态响应。 稳定裕量数值越大，表明系统稳定性越好。二阶衰减振荡环节其其谐振频率要小于其无阻尼固有频率。比例环节其伯德图相频图为斜率0度水平线。 PD校正使系统的相位超前，因此又称为相位超前校正。惯性环节的时间常数越大，对系统的快速性越不好。系统稳定性是系统

5、的固有性质，既取决于系统参数，又和输入有关。当闭环系统传递函数特征多项式特征根都具有负实部，则系统是不稳定的。稳定裕量数值越小，表明系统稳定性越好。串联环节的对数频率特性为各串联环节的对数频率特性的相乘。系统微分方程的特征方程的根离虚轴越近，则系统的相对稳定性越好。系统稳定的充要条件是特征方程所有的根都在复平面的右侧。当系统中有两个环节串联时，其等效传递函数为各环节传递函数的和。二阶系统在欠阻尼时的阶跃响应为等幅振荡曲线。将传递函数中的复变量用纯虚数代替，该复变函数的实部就是系统幅频特性表达式。Bode图的横轴为等分坐标，纵轴为对数坐标。 传递函数只适用于线性定常系统。 对 稳态误差不仅取决于

6、系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 系统的稳定性仅与系统自身结构有关，与初始条件、外作用的幅值无关。系统的开环增益越大，系统的稳态误差越小。 频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。 稳定的控制系统对单位阶跃相应的稳态响应的值（当t趋近正无穷时）为零。错欠阻尼二阶系统时域响应中，阻尼比越小，上升时间(shjin)和峰值时间越小，因此设计控制系统尽量选用小一点的阻尼比。错线性定常系统对余弦输入信号的稳态响应(xingyng)是与余弦输入信号不同频率的余弦信号，对正弦输入信号的稳态响应是与正弦输入信号同频率的正弦信号。错系统时域分析（时间响应分析）是通过分析不同频率(pnl)的谐波

7、输入时系统的稳态响应，以获得系统对不同频率谐波的幅频相频动态特性。 系统的伯德曲线有方向性的，其横坐标的一倍频程是均匀的。CUO？对积分环节的相频特性是对于任何频率谐波输入，其相角永远是90度。CUO？对二阶衰减振荡环节其有阻尼谐振频率要小于其无阻尼固有频率。延时环节其伯德图幅频图为0分贝线。可以通过闭环系统的开环传递函数的伯德图来判别闭环系统的稳定性。当闭环系统传递函数特征多项式特征根都具有负实部，则系统肯定是稳定的。赫尔维茨判据判别系统稳定性用的系数是该闭环系统的开环传递函数的特征多项式系数。错对同一个系统，若选取不同的输出量或不同的输入量，则对应的传递函数也不相同。开环控制系统的一个突出

8、优点是可以自动进行补偿。错惯性环节的时间常数T越大，对系统的稳定性和快速性都是有利的。错单位负反馈系统闭环特征方程的极点与其开环传递函数的极点是不相同。DUI？错三、名词解释1.反馈：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。2.闭环控制系统：设有反馈环节的自动控制系统，系统的输出量对系统有控制作用。3.开环控制系统：不设反馈环节的自动控制系统，系统的输出量对系统无控制作用。4.控制系统：输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。5.数学模型：系统动态特性的数学表达式，系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。6.传递函数：系统在初始

9、条件为零时的输出量拉氏变换式和输入量拉氏变换式之比。7.时域分析：根据系统的微分方程或传递函数，求出系统的输出随时间的变化规律，并由此来确定系统的动态性能。8.时间响应：系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系。9.瞬态响应：系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程。10.稳态响应：系统受到外加作用激励后，时间趋于无穷大时，系统的输出状态(zhungti)称为稳态响应。11.超调量Mp:单位阶跃响应第一次越过(yu gu)稳态值而达到峰值时，对稳态值的偏差与稳态值之比的百分数。12.调整(tiozhng)时间ts:单位阶跃响应与稳态值之差进入允许的误差范围（通常取5%或

10、2%）所需的时间。13.频率特性：不断改变系统的输入正弦信号的频率（由0变化到无穷大）时，输出信号与输入信号的幅值比和相位差的变化情况。14.幅频特性：输出信号与输入信号的幅值比。15.相频特性：输出信号与输入信号的相位差。16.频率响应：系统对正弦输入的稳态响应。17.最小相位系统：传递函数的极点和零点均在复平面的左侧的系统。18.相位裕量：在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。19.校正：在系统中添加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。20.PID控制：对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。简答题概念题何谓控

11、制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：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。开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。 系统时间响应 机械工程系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过时间响应的分析可以揭示系统本事的动态特性。根轨迹 闭环系统某一参数（例如开环增益K)由零至无穷大变化时，闭环特征根在s平面上移动的轨迹系统频率响应.频率响应指系统对谐波输入的稳态响应随输入信号的频率而变化的特性.5.调整时间ts单位阶跃响应与稳态值之差进入允许的误差范围（通常取5

12、%或2%）所需的时间。7.瞬态响应系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程。 8、稳态误差(wch)对于单位负反馈系统，当时间无穷大时，系统响应的实际(shj)值（稳态值）与希望值之差，定义为稳态误差 简述系统稳定性及充分(chngfn)必要条件。稳定性的定义为: 原来处于平衡状态的系统，在受到扰动作用后都会偏离原来的平衡状态。所谓稳定性，就是指系统在扰动作用消失后，经过一段过渡过程后能否回复到原来的平衡状态或足够准确地回复到原来的平衡状态的性能。 充分必要条件：如果一个系统的特征根全部落在s平面的左半部分，则该系统是稳定的；否则系统是不稳定。 10.简述反馈控制的概念，并说明什

13、么叫正反馈，什么是负反馈。将输出量与输入量进行比较得出的偏差信号，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。由于存在输出量反馈，系统能在存在无法预计扰动的情况下，自动减少系统的输出量与参考输入量（或者任意变化的希望的状态）之间的偏差，故称之为反馈控制。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。11、给出系统数学模型的定义，并举例常见的数学模型。描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间的数学表达式。描述各变量动态关系的数学表达式，称为动态模型。常用的动态模型有微分方程、传

14、递函数及动态结构图。 最小相位系统和非最小相位系统。13.给出时间响应的定义，并说明时间响应由几部分组成及各部分的定义。时间响应 (时域响应) ：控制系统在外加力作用(输入)激励下，其输出量随时间变化的函数关系 。系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。系统受到外加作用后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望的程度可用来衡量系统的精确程度。 14.说明时域分析中常用的性能指标及定义。控制系统在典型输入信号作用下的性能指标由动态性能指标和稳态性能指标两部分组成。延滞时间单位阶跃响应

15、曲线到达其稳态值50%所需的时间。上升时间单位阶跃响应曲线从其稳态值的10%上升(shngshng)到90%所需时间；对于有振荡的系统，可定义为响应曲线从零开始至第一次到达稳态值所需的时间。峰值(fn zh)时间响应(xingyng)曲线到达第一个峰值所需的时间。调节时间 响应到达并从此不再超出稳态值 5%(或2%）误差带所需要的最小时间。最大超调量在系统响应的过渡过程中超出稳态值的最大偏差与稳态值之比。 稳态误差对于单位负反馈系统，当时间无穷大时，系统响应的实际值（稳态值）与希望值之差，定义为稳态误差15什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位

16、圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。16什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。17传递函数的典型环节主要有哪几种？答：（1）比例环节K；（2）积分环节1/s（3）微分环节s（4）惯性环节1/（Ts+1）（5）一阶微分环节Ts+1（6）震荡环节1/(T2s2+2aTs+1)（7）二阶微分环节T2s2+2aTs+1（8）延时环节e-ts 什么是数学模型？答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。一个合理的数学模型应以

17、最简化的形式，准确地描述系统的动态特性。19在频率特性的图形表示方法中，常用的方法有哪几种？答：（1）对数坐标图或称伯德图（2）极坐标图或称乃奎斯特图。20.判断定常系统是否稳定的方法有哪几种？答：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳定性判据；根轨迹法。21.什么是反馈（包括正反馈和负反馈）？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（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 频率特性和传递函数的关系是什么？答：若系统的传递函数为G（s），则相应系统的频率特性为G（jw），即将传递函数中得s用jw代替23.系统时间响应的瞬态响应反映(fnyng)哪方面的性能？而稳态响应反映哪方面的性能？答：瞬态响应(xingyng)反映了系统的稳定性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反映了系