中央電大機(jī)電控制工程基礎(chǔ)形考冊(cè)答案

1、機(jī)電控制工程基礎(chǔ)機(jī)電控制工程基礎(chǔ)一、簡答題一、簡答題1、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求通常有哪些？、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求通常有哪些？穩(wěn)定性（長期穩(wěn)定性）、準(zhǔn)確性（精度）和快速性（相對(duì)穩(wěn)定性）。2.人工控制的恒溫箱，人工調(diào)節(jié)過程包括哪些內(nèi)容？人工控制的恒溫箱，人工調(diào)節(jié)過程包括哪些內(nèi)容？1).觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度(被控制量)與要求的溫度(給定值)進(jìn)行比較，得到溫度2)的大小和方向根據(jù)偏差大小和方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器，控制加熱電阻絲的電流以調(diào)節(jié)溫度回復(fù)到要求值。

2、人工控制過程的實(shí)質(zhì)：檢測(cè)偏差再糾正偏差3.對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加時(shí)，輸出量的暫態(tài)過程可能有哪些？時(shí)，輸出量的暫態(tài)過程可能有哪些？單調(diào)過程衰減振蕩過程持續(xù)振蕩過程發(fā)散振蕩過程4.開環(huán)控制系統(tǒng)有哪兩個(gè)主要特點(diǎn)？開環(huán)控制系統(tǒng)有哪兩個(gè)主要特點(diǎn)？開環(huán)控制是一種最簡單的控制方式，其特點(diǎn)是，在控制器與被控對(duì)象之間只有正向控制作用而沒有反饋控制作用，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量沒有影響。5.閉

3、環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？閉環(huán)控制的特點(diǎn)是，在控制器與被控對(duì)象之間，不僅存在著正向作用，而且存在著反饋?zhàn)饔?，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量有直接影響。6什么叫做反饋控制系統(tǒng)什么叫做反饋控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸出全部或部分地返回到輸入端，此類系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)（或閉環(huán)控制系統(tǒng)）。7控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3類？類？控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)。8舉例說明什么是隨動(dòng)系

4、統(tǒng)。舉例說明什么是隨動(dòng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的控制作用是時(shí)間的未知函數(shù)，即給定量的變化規(guī)律是事先不能確定的，而輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速的復(fù)現(xiàn)給定量(即輸入量)的變化，這樣的系統(tǒng)稱之為隨動(dòng)系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用極廣，如雷達(dá)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，火炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，各種電信號(hào)筆記錄儀等等。9、自動(dòng)控制技術(shù)具有什么優(yōu)點(diǎn)？、自動(dòng)控制技術(shù)具有什么優(yōu)點(diǎn)？⑴極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；⑵提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；⑶減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，使人們從繁重的勞動(dòng)中解放出來，去從事更有效的勞動(dòng)；⑷

5、由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多生產(chǎn)過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實(shí)現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程則因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生產(chǎn)，深水作業(yè)以及火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等等。在這種情況下，自動(dòng)控制更加顯示出其巨大的作用10對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加某一給定值時(shí)，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情加某一給定值時(shí)，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情況？況？單調(diào)過程衰減振蕩過程持續(xù)振蕩過程發(fā)散

6、振蕩過程11、什么是數(shù)學(xué)模型？、什么是數(shù)學(xué)模型？描述系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式叫做系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。12、系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為、系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=，則閉環(huán)，則閉環(huán)特征方程為？答：特征方程為？答：=0閉環(huán)極點(diǎn)分別為：S1=0，s25sS2=5（二元一次方程的求根公式為：）=?2?42單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)1G(s)13、什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？、什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？在

7、零初始條件下，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比稱為線性系統(tǒng)（或元件）的傳遞函數(shù)。14、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則其閉，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)是什么？環(huán)傳遞函數(shù)是什么？單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則閉環(huán)傳遞函數(shù)為=G（s）1G（s）15、二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么？其中的變、二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么？其中的變量有什么含義？答；量有什么含義？答；二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)

8、準(zhǔn)型為其中稱ξ為系統(tǒng)的阻尼比，ωn?為無阻尼自振蕩角頻率。16、微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)式各是什、微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)式各是什么？么？微分環(huán)節(jié)??S積分環(huán)節(jié)???1S17、振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲(chǔ)能元件，并且所儲(chǔ)存的能量相互轉(zhuǎn)換，輸出量具有振蕩的性質(zhì)。設(shè)振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為xc，輸入量為xr，其運(yùn)動(dòng)方程式和傳遞函數(shù)是什么？運(yùn)動(dòng)方程式為其傳遞函數(shù)為18、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為？ks

9、(s2)(s3)C(s)R(s)=ks(s2)(s3)K19、某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)互不相等的實(shí)數(shù)，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線有什么特點(diǎn)？單調(diào)上升20、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)通常有哪幾項(xiàng)？如何理解這些12傳遞函數(shù)描述的系統(tǒng)是線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。（）13.微分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為5s，則它的幅頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是5ω，相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式是90o。14.控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和外輸入?！?5.傳遞函數(shù)G(s)=1s表示微分環(huán)節(jié)。

10、16在復(fù)數(shù)平面內(nèi)，一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點(diǎn)分布圖與之相對(duì)應(yīng)?！?7若一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)乘以1s，說明對(duì)該系統(tǒng)串聯(lián)了一個(gè)微分環(huán)節(jié)。18、某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為y(????t)=Kx(t)K是一個(gè)常數(shù)，則稱其為慣性環(huán)節(jié)。19、慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，則系統(tǒng)的快速性越好。（）20已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則)Y(s)=G(s)X(s)???！?.線性系統(tǒng)穩(wěn)定，其閉環(huán)極點(diǎn)均應(yīng)在s平面的左半平面

11、。√2.用勞斯表判斷連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)它的第一列系數(shù)全部為正數(shù)系統(tǒng)是穩(wěn)定的?！?系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的分布?！?.閉環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)決定了系統(tǒng)的類型。5.若二階系統(tǒng)的阻尼比大于1，則其階躍響應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)，最佳工程常數(shù)為阻尼比等于0.707?！?.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線表現(xiàn)為等幅振蕩。（）7最大超調(diào)量只決定于阻尼比ζ。ζ越小，最大超調(diào)量越大?！?二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，

12、調(diào)整時(shí)間ts與ζωn近似成反比。但在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，阻尼比ζ通常由要求的最大超調(diào)量所決定，所以只有自然振蕩角頻率ωn可以改變調(diào)整時(shí)間ts?！?所謂自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是系統(tǒng)在使它偏離穩(wěn)定狀態(tài)的擾動(dòng)作用終止以后，能夠返回原來穩(wěn)態(tài)的性能?！?0線性系統(tǒng)穩(wěn)定其開環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。110型系統(tǒng)（其開環(huán)增益為K）在單位階躍輸入下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為K?11?！?2.te?2的拉氏變換為12?s?！?3勞斯穩(wěn)定判據(jù)只能判斷線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)

13、定性，不可以判斷相對(duì)穩(wěn)定性。（）14.某二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)純虛根，則該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為等幅振蕩?！?5一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為5.05.0?s，則其時(shí)間常數(shù)為2。√16二階系統(tǒng)阻尼比ζ越小，上升時(shí)間tr則越?。沪圃酱髣ttr越大。固有頻率ωn越大，tr越小，反之則tr越大?！?7線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：系統(tǒng)特征方程的根（系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)）全部具有負(fù)實(shí)部，也就是所有閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)都位于s平面的左側(cè)。√18系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是

14、控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的一種度量。√19對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)研究穩(wěn)態(tài)誤差才有意義，所以計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差應(yīng)19。以系統(tǒng)穩(wěn)定為前提。√20單位階躍輸入(??ssR1?)時(shí)，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一定為0。21.某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則此ks(sk)系統(tǒng)在單位階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為0?！?2、負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)，閉環(huán)傳遞函數(shù)為?！蘂(s)1G(s)H(

15、s)23、微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為ks，則它的幅頻特性是kω，相頻特性是90o?！?4某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，ks2(sk)則此系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差不為0。25、兩個(gè)二階系統(tǒng)具有相同的超調(diào)量，但是不一定具有相同的無阻尼自振蕩角頻率?！?6、線性系統(tǒng)穩(wěn)定其開環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。（）27、一個(gè)線性定常系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則其開環(huán)、極點(diǎn)閉環(huán)極點(diǎn)均位于s平面的左半平面。28、兩個(gè)二階系統(tǒng)具有相同的超調(diào)量，但不一定具有相同

16、的阻尼比。（）29、某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=，則此系統(tǒng)為2型系統(tǒng)，它在單位階躍函數(shù)輸5s(s5)入下的穩(wěn)態(tài)誤差為5。（）30、二階系統(tǒng)阻尼比ζ越小，上升時(shí)間tr則越?。沪圃酱髣ttr越大。固有頻率ωn越大，tr越小，反之則tr越大?！?1、二階系統(tǒng)的兩個(gè)極點(diǎn)位于負(fù)實(shí)軸上，此二階系統(tǒng)的阻尼比為1。√32.負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其前向通道上的傳遞函數(shù)為G(s)（），反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)（12S113S1），則該系統(tǒng)的開環(huán)