机电控制工程基础复习资料

《机电控制工程基础复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电控制工程基础复习资料（19页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、机电控制工程复习资料一、填空1、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做 （反馈）2、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为（复合控制系统） .。3、我们把输出量直接式间接地反馈到 （ 输入端 ），形成闭环参与控制的系统，称作（ 闭环控制系统）。 4、控制的任务实际上就是 形成控制作用的规律），使不管是否存在扰动，均能使 被控制对象 的输出量满足给定值的要求。 5、系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态这样的系统是 （ 稳定） 系统。 6、对于函数，它的拉氏变换的表达式为 。（ ）7、单位阶跃信号对时间求导的结果是单位冲击信号） 。8、单位阶跃函数的

2、拉普拉斯变换结果是 （ ）9、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为 （ 1）10、的拉氏变换为 （ ）12、的原函数的初值= 0 ，终值= 1 13、已知的拉氏变换为，则初值=（ 0 ）。14、的拉氏变换为 ( ) 15、若，则 。 若Lf(t)= F(s)，则Lf (t-b)=、e-bsF(s) 。 若Lf(t)= F(s)，则Lf (t-3)=、 e-3sF(s)。 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式， 叫做系统的数学模型 。2、在初条件为零时， 输出量的拉氏变换 ，与 输入量的拉氏变换 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分

3、为 （ 线性控制系统） 和非线性控制系统。 4、数学模型是描述系统瞬态特性的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式。5、如果系统的数学模型,方程是线性的，这种系统叫线性系统。6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数，结构有关，与输入无关；不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。7、 惯性 环节的传递函数是 。 8、二阶系统的标准型式为 。 （ ）9、I型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e()为 0.1 。 1、时间响应由瞬态响应和 稳态 响应两部分组成。2、为系统的 幅频特性 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（

4、或放大）的特性。为系统的 相频特性 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后或超前的特性。3、频率响应是 正弦输入信号的稳态 响应。 4、惯性环节的传递函数为 （）。5、当输入信号的角频率在某一范围内改变时所得到的一系列频率的响应称为这个系统的频率特性。6、控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从 初始状态到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于 无穷 时系统的输出状态。7、若系统输入为，其稳态输出相应为，则该系统的频率特性可表示为 （）8、2型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为 。（40dB/dec）9、对于一阶系统，当由0时，矢量D(j)逆时针

5、方向旋转，则系统是稳定的。否则系统不稳定。1、如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为 离散 系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 2、当采样频率满足时，则采样函数 能无失真地恢复 到原来的连续函数 。 3、离散信号的数学表达式为 。 （）4、所对应的的前三项是,依次是 1 ， 2 ， 3 。 5、s平面与z平面的对应关系是：平面的左半平面对应于平面上单位圆以内，平面的虚轴对应于平面单位圆，平面的右半平面，对应于平面单位圆以外。1、如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为 系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述离散。2、系统输出全部或部分地返回到输入端，就叫做反

6、馈 。3、有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为复合控制系统。 . 6、单位脉冲函数的拉普拉斯变换为 1。 8、 的原函数的初值 = 0，终值 =10 。 9、 环节的传递函数是惯性。10、时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 11、当采样频率满足 时，则采样函数能无失真地恢复 到原来的连续函数 。12、频率响应是正弦输入信号的稳态响应。14、幅频特性为系统的 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。相频特性为系统的 ，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后 或超前 的特性。 15、 所对应的 的前三项是 , 依次是 1，2 ，3 。1、我们把

7、输出量直接式间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统，称作闭环控制系统。 2、控制的任务实际上就是形成控制作用的规律，使不管是否存在扰动，均能使；被控制对象的输出量满足给定值的要求。 3、在初条件为零时，输出量的拉氏变换，与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。；7、频率响应是 正弦输入信号的稳态响应。判断：1、一个系统稳定与否取决于系统的初始条件。（ 错误 ） 2、开环对数幅频曲线 ，对数相频特性曲线 ，当 增大时 向上平移向上平移。（ 错误 ） 3、把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为正反馈。 (错误) 4、一阶系统的传递函数为 ，其时间常数为0.25 （错误） 5

8、、二阶系统的超调量 与 有关，但与 无关。 （正确） 7、对二阶欠阻尼系统，若保持 不变，而增大 ，可以提高系统的快速性。 （正确） 8、图中所示的频率特性是一个积分环节。（ 错误 ） 9、增大系统开环增益K值，可使系统精度提高。 （正确） 10、如果 为 函数有效频谱的最高频率，那么采样频率满足 时，则采样函数 能无失真地恢复到原来的连续函数 （ 正确 ） 11、 所对应的 的前三项 , 依次是1 ， 2 ， 4 。 （错误）1、一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部 （正确） 2、两个二阶系统的超调量 相等，则此二系统具有相同的 和 （错误） 3、开环对数幅频曲线 ，

9、对数相频特性曲线 ，当 增大时 向上平移， 不变。 (正确) 4、串联校正环节 ，是属于相位迟后校正。 （错误） 5、通过 的反变换可以求出采样函数脉冲序列的表达式；（ 正确 ） 6、如果 为 函数有效频谱的最高频率，那么采样频率满足 时，则采样函数 能无失真地恢复到原来的连续函数 （ 正确 ） 二、选择1、已知 ，其原函数的终值 （ 4 ） （1） ；（2）0 ；（3）0.6 ；（4）0.3 3、二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率 和阻尼比为（ 4 ） （1）1 ， ；（2）2 ，1 ；（3）2 ，2 ；（4） ，1 4、 表示了一个（ 1 ） （1） 时滞环节；（2）振荡环节；（3

10、）微分环节；（4）惯性环节 19 / 19文档可自由编辑打印5、理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（ 1 ） （1） ，通过=1点的直线；（2）- ，通过=1点的直线； （3）- ，通过=0点的直线；（4） ，通过=0点的直线 6、脉冲函数的拉氏变换为（ 3 ） （1）0 ；（2）； （2） 常数；（4）变量 7、一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为（ 2 ） （1） ；（2） ；（3） ；（4） 8、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ 3 ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量

11、，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ 2 ） （1） 1；（2）2；（3）3；（4）4 2、已知 ，其原函数的终值 （ 3 ） （1）0 ；（2） ；（3）0.75 ；（4）3 (8) 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ 4 ） ； ； ； ； 6、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ 3 ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 1、的拉氏变换为（ C ）。 A ； B ；C ；D 2、的拉氏变换为，则为（ C ）。A ；B ；C ；D 。3、脉冲函数的拉氏变换为（ C ）A 0 ； B ；

12、C 常数； D 变量4、，则（ A ）。A 5 ；B 1 ；C 0 ； D 。5、已知 ，其原函数的终值（ D ）A ； B 0 ； C 0.6 ； D 0.36、已知 ，其原函数的终值（ C ）A 0 ；B ；C 0.75 ；D 37、已知其反变换f (t)为（ B ）。 A ；B ；C ；D 。8、已知，其反变换f (t)为（ C ）。CA ；B ；C ；D 。9、 已知的拉氏变换为（ C ）。 A ； B ；C ；D 。10、图示函数的拉氏变换为（ A ）。 aA ； B ；C；D 11、若=0，则可能是以下（ C ）。A ；B ；C ；D 。12、开环与闭环结合在一起的系统称为 A .

13、A复合控制系统；B开式控制系统；C闭和控制系统；D正反馈控制系统。13、在初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统的 B 。 A增益比；B传递函数；C放大倍数；D开环传递函数1、 已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是 B 。A ； B ； C ； D 。2、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（ C ）A 1； B 2； C 3； D 43、二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率和阻尼比为（ D ）A 1 ，

14、 ； B 2 ，1 ； C 2 ，2 ； D ，14、表示了一个（ A ）A 时滞环节； B 振荡环节； C 微分环节； D 惯性环节5、一阶系统的传递函数为 ；其单位阶跃响应为（ B ）A ； B ； C ；D 6、已知道系统输出的拉氏变换为 ,那么系统处于（ C ）A 欠阻尼； B 过阻尼； C 临界阻尼； D 无阻尼7、 某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（ D ）A ； B；C； D；8、二阶系统的传递函数为 ；则其无阻尼振荡频率和阻尼比为（ 3 ）（1）1 ， ；（2）2 ，1 ；（3）1 ，0.25 ；（4） ，1、根据下列几个系统的特征方程，可以判断肯定不稳定的

15、系统为（ B ）A ； B ；C ；其中均为不等于零的正数。2、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ C ）。A ； B （T0）； C ；D 3、已知系统频率特性为 ，则该系统可表示为（ C ）（1） ；（2）；（3） ；（4）4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的有 D 。A ； B （T0）； C ； D；5、题图中RC电路的幅频特性为 B 。A ； B ； C ； D 。6、已知系统频率特性为 ，则该系统可表示为（ B ） A ； B ； C ；D 7、已知系统频率特性为 ，当输入为时，系统的稳态输出为（ D ）A ； B ；C ； D 8、理想微分环节对

16、数幅频特性曲线是一条斜率为（ A ）A ，通过=1点的直线； B -，通过=1点的直线；C -，通过=0点的直线； D ，通过=0点的直线9、开环对数幅频特性对数相频特性如图所示，当K增大时：（A） A L()向上平移，不变； B L()向上平移，向上平移；C L()向下平移，不变； D L()向下平移，向下平移。10 系统如图所示，为一个 装置，实现起来比较简单（ B ）A 串联校正； B 并联校正；C 混合校正； D 正反馈校正。1、脉冲传递函数 C 。A 输出脉冲序列与输入脉冲序列之比；B 系统输出的变换与输入变之比； C 在初条件为零时，系统输出的变换与输入的变换之比； D 在初条件为

17、零时，系统输入的变换与输出的变换之比。2、 变换的数学表达式为 A 。 A ； B ；C ； D 。3、 的变换为（ B ）A ； B ； C ； D 4、 的变换为（ C ）A ； B ； C ； D 5、 的变换为（ 2 ）（1） ；（2）；（3）；（4）6、如果为函数有效频谱的最高频率，那么采样频率满足以下 A 条件时，采样函数能无失真地恢复到原来的连续函数 。A 至少为 ； B至少为； C至多为； D至多为2 7、所对应的的DI第1项是 B 。A 1 ； B 2； C 3； D 1/2四 已知结构框图如下图所示，试写出系统微分方程表达式。解：系统的微分方程如下： 三、系统的微分方程如下

18、： 试：求出系统的传递函数解答：将微分方程进行拉氏变换得： = 四、根据图（a）所示系统结构图，求系统开环、闭环以及误差传递函数。解: (b)(c) 系统结构图首先将并联和局部反馈简化如图（b）所示,再将串联简化如图（c）所示。系统开环传递函数为系统闭环传递函数为误差传递函数为五、已知系统的结构图如图所示，若 时, 使=20%，应为多大,此时是多少? 解： 闭环传递函数由 两边取自然对数 ， 可得 故 六、列写下图所示电路图的微分方程式，并求其传递函数。 解： 初始条件为零时，拉氏变换为 消去中间变量I(s)，则 依据定义：传递函数为七、设单位反馈系统的开环传递函数为：G（S）=，试求阶跃响应

19、的性能指标%及（5%） 解答：系统闭环传递函数为： 与二阶传递函数的标准形式相比较，可知：=1， =1，所以，系统为欠阻尼状态，则： = 所以，单位阶跃响应的性能指标为： =16.4% （5%）=6s 八、如图所示系统，假设该系统在单位阶跃响应中的超调量=25%，峰值时间=0.5秒，试确定K和的值。 解： 系统结构图可得闭环传递函数为 与二阶系统传递函数标准形式相比较，可得 即 两边取自然对数可得 依据给定的峰值时间： （秒）所以 （弧度/秒）故可得 0.1九、输入r (t)为阶跃信号时，试求下图所示系统中的稳态误差essr(已知系统闭环稳定) 解答：开环传递函数为： 显然，系统为1型系统，当

20、输入为阶跃信号时 e ssr= 0三、已知某单位反馈系统开环传递函数为,校正环节为绘制其校正前和校正后的对数幅频特性曲线以及校正环节图形与校正后的相角裕量 解答： 校正后 校正前 校正后 校正前 校正环节 2） 四、已知系统的开环传递函数为：试：1绘出对数渐近幅频特性曲线以及相频特性曲线 2确定系统稳定裕度解答：（1） 该系统是由积分、放大和两个惯性环节串联构成的（2） K=10 20lgK=20分贝 （3） 低频为积分放大环节，在，K=20分贝处作 -20dB/10倍频 线在处作 -40dB/10倍频 线，在处作 60dB/10倍频线 2L（）0的范围内，相频特性在处没有穿越，所以系统稳定

21、，所以 =180= 五、设系统的传递函数，求输入信号频率为，振幅为时，系统的稳态输出。解： 由，可以看出是由放大环节与惯性环节串联组成，放大环节只影响输出值的幅值，而惯性环节对输出的幅值及相位都有影响。1) 输出与输入频率相同 f=1Hz，所以=2f=6.3（）2) 求输出与输入相位差惯性环节相位落后为 3) 求输出幅值 4) 稳态输出六、已知最小相位系统开环对数频率特性曲线如图所示。试写出开环传递函数 。解： 1) 3，斜率保持不变。故系统开环传递函数应由上述各典型环节串联组成，即 2) 确定开环增益K当=c时，A(c)=1 。 所以 故 所以，八、系统开环传递函数为， 试绘制系统的开环对数

22、频率特性并计算值。解：A 首先将分成几个典型环节。 显见该系统由放大环节，积分环节，惯性环节，一阶微分环节组成。2) 分别做各典型环节的对数频率特性曲线。 K=7.5 20lgK=17.5dB ； 1=2, 2=3对数幅频特性： 相频特性： 其对数频率特性曲线如图所示。3) 计算 所以 由图可知 部份，对-线无穿越，故系统闭环稳定。 九、已知单位反馈控制系统，开环对数幅频特性如图所示。 试求： 1位斜坡输入时稳态误差的值。2渡过程时间3穿越频率4相角裕量 解答:1）；2） 秒； 3） ； 4） 什么是长除法？解答：长除法就是幂级数展开法：把按展成幂级数，那么其系数组成的序列即为所求。这种方法有

23、时给不出一个闭式表达式。 一、 系统如图所示，的Z变换结果C（z）为，求输出响应对应的时间序列的前四项值(提示用长除法求取不同时刻的输出值),问此系统此时是否稳定解：将C (z)长除后，可以展开成以下的级数形式：C（z）=于是，c(n)=(3n+1) 前四项是：n=0,1,2,3时c(0)=1 c(1)=4 c(2)=7 c(3)=10显然随着时刻的推移，输出将会发散，系统不稳定。四、系统如图所示，的Z变换结果C（z）为2 /（z-1），求输出响应的前四项值(提示用长除法求取不同时刻的输出值)。 解答:输出的前4项是：2 ； 2 ； 2 ； 2 七、 求图示系统的稳态误差。 r(t) e(t) e*(t) c(t) T=0.1秒 解：系统的开环脉冲传递函数为 稳态误差系数： 位置误差 ；速度误差 ；加速度误差 。