機電控制工程基礎(chǔ)-期末復(fù)習資料答案

1、.機電控制工程基礎(chǔ)課程復(fù)習資料及參考答案適用類別：電大成人脫產(chǎn)、成人業(yè)余一、選擇題：1. 作為控制系統(tǒng)，一般（ ）aa 開環(huán)不振蕩 b. 閉環(huán)不振蕩 c. 開環(huán)一定振蕩 d. 閉環(huán)一定振蕩2. 當系統(tǒng)的輸入和輸出已知時，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問題，稱為（ ）b a. 最優(yōu)控制b. 系統(tǒng)辯識 c. 系統(tǒng)校正 d. 自適應(yīng)控制3. 反饋控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有（ ）ba. 慣性環(huán)節(jié)b. 反饋回路 c. 積分環(huán)節(jié)d. pid調(diào)節(jié)器4. 開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別是（ ）aa. 開環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)無控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)有控制作用b. 開環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)無控制作用，閉環(huán)系統(tǒng)的輸入對系統(tǒng)有控制作

2、用c. 開環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)有反饋回路d. 開環(huán)系統(tǒng)不一定有反饋回路，閉環(huán)系統(tǒng)也不一定有反饋回路5. 若f = sin5(t-2)，則l f (t) =（ ）aa b. c. d. 6. l t2e-2t =（ ）c a. b. c. d. 7. 若f(s)=，則=（ ）ba. 4 b. 2 c. 0 d. 8. 下列函數(shù)既可用初值定理求其初始值又可用終值定理求其終值的為（ ）da. b. c. d. 9. 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（ ）ca. 線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為常數(shù)，而非線性系統(tǒng)微分方程的系數(shù)為時變函數(shù)b. 線性系統(tǒng)只有一個外加輸入，而非線性系統(tǒng)有多個外加輸入c

3、. 線性系統(tǒng)滿足迭加原理，非線性系統(tǒng)不滿足迭加原理d. 線性系統(tǒng)在實際系統(tǒng)中普遍存在，而非線性系統(tǒng)在實際中存在較少10. 某系統(tǒng)的微分方程為，它是（ ）aa. 線性時變系統(tǒng) b. 線性定常系統(tǒng) c. 非線性系統(tǒng) d. 非線性時變系統(tǒng)11. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為，它是（ ）ca積分環(huán)節(jié) b. 微分環(huán)節(jié) 一階積分環(huán)節(jié) d. 一階微分環(huán)節(jié)12. 下面因素中，與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差無關(guān)的是（ ）da系統(tǒng)的類型 b. 開環(huán)增益 輸入信號 d開環(huán)傳遞函數(shù)中的時間常數(shù)13. 系統(tǒng)方框圖如圖示，則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為（ ）da. b. c. d. 14. 圖示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為（ ） ba. b. c. d. 15.

4、二階系統(tǒng)的極點分別為，系統(tǒng)增益為5，則其傳遞函數(shù)為（ ）b a. b. c. d. 16. 二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為g(s)=,其無阻尼固有頻率n是（ ）ba. 10 b. 5c. 2.5d. 2517. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的開環(huán)增益以及型次為（ ）aa25，型 b. 100，型 c. 100，型 d. 25，0型18. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)穩(wěn)定時的開環(huán)增益k值的范圍是（ ） da0 < k< 2 bk > 6 c1 < k < 2 d0 < k < 619. 利用奶奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，z=p-n中的z表示意義為

5、（ ）da開環(huán)傳遞函數(shù)零點在s左半平面的個數(shù)b開環(huán)傳遞函數(shù)零點在s右半平面的個數(shù)c閉環(huán)傳遞函數(shù)零點在s右半平面的個數(shù)d閉環(huán)特征方程的根在s右半平面的個數(shù)20. 若要增大系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量，又不能降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度，通常可以采用（ ）ca相位滯后校正 b提高增益 c相位超前校正 d順饋校正二、填空題：1. 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，則系統(tǒng)的幅頻特性為 。2. 對于最小相位系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性是指，相位裕量和幅值裕量kg都應(yīng)該 。 大于零 3. 對于一個自動控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、 和 。 快速性 準確性4. mp表示了系統(tǒng)的 ，td、tr及ts表征了系統(tǒng)的 。相對穩(wěn)定性

6、 靈敏性5. 傳遞函數(shù)表示系統(tǒng) ，與外界輸入無關(guān)。本身的動態(tài)特性6. 若二階系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率為，當系統(tǒng)發(fā)生阻尼振蕩時，其振蕩頻率為 。7. 判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的出發(fā)點是系統(tǒng)特征方程的根必須為 ，即系統(tǒng)的特征根必須全部在 是系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。 負實根或負實部的復(fù)數(shù)根 復(fù)平面的左半平面8. 頻率響應(yīng)是系統(tǒng)對 輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。正弦 9. 頻率特性包括 和 兩種特性。幅頻 相頻 10. 某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為g(s)=e2s，它是 環(huán)節(jié)延時11. 校正元件的作用是改善系統(tǒng)的 性能?？刂?2. 閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)的基本工作原理是不斷地 偏差并 偏差。檢測 糾正13. 當系統(tǒng)的傳遞函數(shù)時，其極點為 。s=-11

7、4. 開環(huán)傳遞函數(shù)等于 通道的傳遞函數(shù)和 通道的傳遞函數(shù)的乘積。前向 反饋 15. 在伯德圖上，幅值裕量表示為當系統(tǒng)和相頻特性曲線達到 時幅值距零分貝線的距離。-180o16. 極坐標圖（nyquist圖）與對數(shù)坐標圖（bode圖）之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐標圖上的單位圓對應(yīng)于bode圖上的_線；極坐標圖上的負實軸對應(yīng)于bode圖上的_線。0分貝 -180o17. 二階系統(tǒng)在階躍信號作用下，其調(diào)整時間ts與阻尼比、_ _和_ _有關(guān)。誤差帶 無阻尼固有頻率18. 二階系統(tǒng)的單位響應(yīng)中，當阻尼比為零時，其振蕩特性為 。等幅振蕩19. 一個閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，如果該系統(tǒng)穩(wěn)定，則k的取值范圍為 。

8、0 < k < 1.520. 前向通道傳遞函數(shù)為，反饋為單位負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，使其系統(tǒng)穩(wěn)定的臨界k值為 。1三、簡答題:1. 什么是穩(wěn)態(tài)誤差，并分析其與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（類型）的關(guān)系。答：控制系統(tǒng)的希望輸出與實際輸出之差；系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差不同（或系統(tǒng)的類別越高，誤差越小）2. 什么是頻率響應(yīng)？答：系統(tǒng)對正弦信號或諧波信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3. 什么是線性系統(tǒng)？答：組成系統(tǒng)元件的特性均是線性的（3分），其輸入輸出關(guān)系都能用線性微分方程描述。4. 典型二階系統(tǒng)（當0<<1,=0,1時）在單位階躍輸入信號作用下的輸出響應(yīng)的特性是什么？（注：或用圖示法說明也可）答：答案一：(1)0

9、<<1時，輸出響應(yīng)為衰減振蕩過程，穩(wěn)態(tài)值為1； (2)=0時，為不衰減振蕩過程； (3)1時，為非周期過程。答案二：5. 簡述相位裕量的定義、計算公式，并在極坐標上表示出來。答：定義：是開環(huán)頻率特性幅值為1時對負實軸的相位差值。即從原點到奈氏圖與單位圓交點的連線與負實軸的夾角。計算公式：在極坐標下表示為：6. 已知各系統(tǒng)的零點(o)、極點(x)分布分別如圖所示，請問各個系統(tǒng)是否有非主導極點，若有請在圖上標出。答：無非主導極點；非主導極點；非主導極點7. 已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，其中k為開環(huán)增益，t為時間常數(shù)。試問：答：當r( t ) = t時，要減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess應(yīng)調(diào)整哪個參數(shù)，

10、為什么？當r( t ) = t時，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差 因此要減小ess，只有增大開環(huán)增益k（而與t無關(guān)） 8. 簡述相位裕量kg的定義、計算公式，并在極坐標上表示出來。答：在奈奎斯特圖上，奈奎斯特圖與負實軸交點處幅值的倒數(shù)，稱幅值裕量kg。計算公式： 在極坐標上表示為：四、計算題:1. 設(shè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為g(s)=，試求最大超調(diào)量p=9.6 %、峰值時間tp=0.2秒時的閉環(huán)傳遞函數(shù)的參數(shù)和n的值。解： p=×100%=9.6% = 0.6 tp= n=19.6 rad/s 2. 系統(tǒng)方框圖如下，試畫出其信號流圖，并求出傳遞函數(shù)。解： 信號流圖如下： 應(yīng)用梅森公式求傳遞函數(shù)： p1=g3g