機電控制工程基礎(chǔ)期末復(fù)習(xí)資料及參考答案Word版

1、機電控制工程基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)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(dāng)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)有控制作用

2、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. 二

4、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(zhǔn)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(dāng)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(fù)實根或負(fù)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(dāng)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(dāng)系統(tǒng)和相頻特性曲線達(dá)到 時幅值距零分貝線的距離。-180º16. 極坐標(biāo)圖（nyquist圖）與對數(shù)坐標(biāo)圖（bode圖）之間對應(yīng)關(guān)系為：極坐標(biāo)圖上的單位圓對應(yīng)于bode圖上的_線；極坐標(biāo)圖上的負(fù)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(dāng)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

8、k的取值范圍為 。 0 < k < 1.520. 前向通道傳遞函數(shù)為，反饋為單位負(fù)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?。?. 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(dāng)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）

9、答：答案一：(1)0<<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(biāo)上表示出來。答：定義：是開環(huán)頻率特性幅值為1時對負(fù)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(fù)實軸的夾角。計算公式：在極坐標(biāo)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(dǎo)極點，若有請在圖上標(biāo)出。答：無非主導(dǎo)極點；非主導(dǎo)極點；非主導(dǎo)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(dāng)r( t ) = t時，要減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差

10、ess應(yīng)調(diào)整哪個參數(shù)，為什么？當(dāng)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(biāo)上表示出來。答：在奈奎斯特圖上，奈奎斯特圖與負(fù)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(biāo)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=g3g2，p2=g1g2 l1=-g