《機電控制工程基礎》概念題匯總一、簡答題.什么是自動控制？就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使生產過程或被控對象的某一物理量（輸出量）準確地按照給定的規律（輸入量）運行或變化。.控制系統的基本要求有哪些？控制系統的基本要求可歸結為穩定性；準確性和快速性。.什么是自動控制系統？指能夠對被控制對象的工作狀態進行自動控制的系統。它一般由控制裝置和被控制對象組成.反饋控制系統是指什么反饋？反饋控制系統是指負反饋。.什么是反饋？什么是正反饋？什么是負反饋？反饋信號（或稱反饋上從系統（或元件）輸出端取出信號，經過變換后加到系統（或元件）輸入端，這就是反饋信號。當它與輸入信號符號相同，即反饋結果有利于加強輸入信號的作用時叫正反饋。反之，符號相反抵消輸入信號作用時叫負反饋。.什么叫做反饋控制系統系統輸出全部或部分地返回到輸入端,此類系統稱為反饋控制系統（或閉環控制系統）。.控制系統按其結構可分為哪3類？控制系統按其結構可分為開環控制系統、閉環控制系統和復合控制系統。.舉例說明什么是隨動系統。這種系統的控制作用是時間的未知函數，即給定量的變化規律是事先不能確定的，而輸出量能夠準確、迅速的復現給定量（即輸入量）的變化，這樣的系統稱之為隨動系統。隨動系統應用極廣，如雷達自動跟蹤系統，火炮自動瞄準系統，各種電信號筆記錄儀等等。.自動控制技術具有什么優點？⑴極大地提高了勞動生產率;⑵提高了產品的質量；⑶減輕了人們的勞動強度，使人們從繁重的勞動中解放出來，去從事更有效的勞動;⑷由于近代科學技術的發展,許多生產過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實現的，還有許多生產過程則因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生產，深水作業以及火箭或導彈的制導等等。在這種情況下,自動控制更加顯示出其巨大的作用10.對于一般的控制系統，當給定量或擾動量突然增加某一給定值時，輸出量的暫態過程可能有幾種情況？單調過程衰減振蕩過程持續振蕩過程發散振蕩過程.什么是數學模型？描述系統在運動過程中各變量之間相互關系的數學表達式叫做系統的數學模型。正確.建立控制系統數學模型的主要方法哪些？建立控制系統數學模型的主要方法有解析法和實驗法。.什么是系統的傳遞函數？在零初始條件下，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（或元件）的傳遞函數。.單位負反饋系統的開環傳遞函數為G（s）,則其閉環傳遞函數是什么？單位負反饋系統的開環傳遞函數為G（s）,則閉環傳遞函數為丁空41G（s）

《機電控制工程基礎》概念題匯總.二階閉環系統傳遞函數標準型是什么?其中的變量有什么含義？二階閉環系統傳遞函數標準型為31(S2+2己3/+3；),其中稱自為系統的阻尼比,①n為無阻尼自振蕩角頻率。.微分環節和積分環節的傳遞函數表達式各是什么？微分環節：G(s)=s。 積分環節G(s)=1s運動方程式為其傳遞函數為.振蕩環節包含兩種形式的儲能元件，并且所儲存的能量相互轉換輸出量具有振蕩的性質。設振蕩環節的輸出量為X/輸入量為xr，運動方程式為其傳遞函數為d2x dxT2 c-+T—『+x=Kxdt2kdtcrG(s)=.單位階躍函數的拉普拉斯變換結果是什么？ 單位斜坡函數的拉氏變換結果是什么？八" , =1 - , 口1單位階躍函數的拉普拉斯變換結果是-。 單位斜坡函數的拉氏變換結果是一。s s2.什么是極點和零點？傳遞函數分母多項式的根被稱為系統的極點，分子多項式的根被稱為系統的零點.某二階系統的特征根為兩個互不相等的實數，則該系統的單位階躍響應曲線有什么特點？單調上升4.什么叫做二階系統的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統的輸出曲線。臨界阻尼單調上升4.什么叫做二階系統的臨界阻尼？畫圖說明臨界阻尼條件下二階系統的輸出曲線。臨界阻尼(Z=l),c(t)為一無超調的單調上升曲線，如圖所示。5.動態性能指標通常有哪幾項？如何理解這些指標?延遲時間t 階躍響應第一次達到終值h3)的50%所需的時間。d上升時間tr階躍響應從終值的10%上升到終值的90%所需的時間;對有振蕩的系統，也可定義為從0到第一次達到終值所需的時間。峰值時間tp階躍響應越過穩態值h3)達到第一個峰值所需的時間。調節時間\階躍響到達并保持在終值h3)±5%誤差帶內所需的最短時間；有時也用終值的土2%誤差帶來定義調節時間。

《機電控制工程基礎》概念題匯總超調量0%峰值h())超出終值h3)的百分比，即x100%h())-x100%-P h(⑹6.勞斯穩定判據能判斷什么系統的穩定性？勞斯穩定判據能判斷線性定常系統的穩定性。.一階系統的階躍響應有什么特點?當時間t滿足什么條件時響應值與穩態值之間的誤差將小于5?2%。？由于一階系統的階躍響應沒有超調量，所有其性能指標主要是調節時間，它表征系統過渡過程的快慢。當t=3T或4T時，響應值與穩態值之間的誤差將小于5?2%。顯然系統的時間常數T越小，調節時間越小，響應曲線很快就能接近穩態值。.在欠阻尼的情況下，二階系統的單位階躍響應有什么特點？在欠阻尼的情況下，二階系統的單位階躍響應為一振幅按指數規律衰減的簡諧振蕩時間函數。.阻尼比ZWO時的二階系統有什么特點？CW0時的二階系統都是不穩定的.已知系統閉環傳遞函數為：，/、 10(s)= 0.25s2+0.707s+1則系統的1、3n及性能指標o%、ts(5%)各是多少？€=0.7073n=2。%=4.3%ts(5%)=2.1(s)二、判斷題.自動控制中的基本的控制方式有開環控制、閉環控制和復合控制。 正確.系統的動態性能指標主要有調節時間和超調量，穩態性能指標為穩態誤差。 正確.如果系統的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統的控制作用沒有影響時，這樣的系統就稱為開環控制系統。 正確.凡是系統的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對控制作用能有直接影響的系統，叫做閉環系統。 正確.無靜差系統的特點是當被控制量與給定值不相等時，系統才能穩定。 錯誤.對于一個閉環自動控制系統，如果其暫態過程不穩定，系統可以工作。 錯誤.疊加性和齊次性是鑒別系統是否為線性系統的根據。正確.線性微分方程的各項系數為常數時，稱為定常系統。正確.傳遞函數只與系統結構參數有關，與輸出量、輸入量無關。正確.對于非線性函數的線性化方法有兩種一種方法是在一定條件下，忽略非線性因素。另一種方法就是切線法，或稱微小偏差法。正確.在自動控制系統中，用來描述系統內在規律的數學模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統為研究目標的經典控制理論中，常用的模型有微分方程、傳遞函數、動態結構圖、頻率特性等。正確《機電控制工程基礎》概念題匯總.控制系統的穩態誤差大小取決于系統結構參數和外輸入。正確.傳遞函數是復變量s的有理真分式分母多項式的次數n高于分子多項式的次數m,而且其所有系數均為實數。正確.在復數平面內,一定的傳遞函數有一定的零，極點分布圖與之相對應。正確.傳遞函數是物理系統的數學模型，但不能反映物理系統的性質，因而不同的物理系統不能有相同的傳遞函數。 (錯誤).自然界中真正的線性系統是不存在的。許多機電系統、液壓系統、氣動系統等在變量之間都包含著非線性關系。正確.實際的物理系統都是線性的系統。 (錯誤).某環節的輸出量與輸入量的關系為yQ)=Kx(t),K是一個常數，則稱其為慣性環節。錯誤.慣性環節的時間常數越大，則系統的快速性越好。 (錯誤).系統的傳遞函數分母中的最高階若為n,則稱系統為n階系統。 正確.已知線性系統的輸入x(t),輸出y(t),傳遞函數G(s),則丫(s)=G(s)-X(s)。正確.線性化是相對某一額定工作點進行的。工作點不同得到線性化微分方程的系數也不同。正確.若使線性化具有足夠精度，調節過程中變量偏離工作點的偏差信號必須足夠小。正確.線性系統穩定，其閉環極點均應在s平面的左半平面。 正確.用勞斯表判斷連續系統的穩定性，當它的第一列系數全部為正數系統是穩定的。正確.系統的穩定性取決于系統閉環極點的分布。正確.閉環傳遞函數中積分環節的個數決定了系統的類型。 錯誤.若二階系統的阻尼比大于1,則其階躍響應不會出現超調，最佳工程常數為阻尼比等于0.707。 正確.某二階系統的特征根為兩個具有負實部的共軛復根，則該系統的單位階躍響應曲線表現為等幅振蕩。 (錯誤).最大超調量只決定于阻尼比Z°Z越小，最大超調量越大。 正確.二階系統的階躍響應，調整時間ts與Z3n近似成反比。但在設計系統時,阻尼比Z通常由要求的最大超調量所決定,所以只有自然振蕩角頻率3n可以改變調整時間ts。正確.所謂自動控制系統的穩定性，就是系統在使它偏離穩定狀態的擾動作用終止以后，能夠返回原來穩態的性能。 正確.線性系統穩定，其開環極點均位于s平面的左半平面。 (錯誤)1.0型系統(其開環增益為K)在單位階躍輸入下，系統的穩態誤差為二"。正確1+K2 212.2et的拉氏變換為一-。 正確s+113.勞斯穩定判據只能判斷線性定常系統的穩定性，不可以判斷相對穩定性。《機電控制工程基礎》概念題匯總誤).某二階系統的特征根為兩個純虛根，則該系統的單位階躍響應為等幅振蕩。正確.一階系統的傳遞函數為一05二，則其時間常數為2。 正確s+0.5.二階系統阻尼比Z越小，上升時間tr則越小；Z越大則tr越大。固有頻率3n越大,t1越小,反之則t1越大。 正確' ' n.線性系統穩定的充分必要條件是：系統特征方程的根(系統閉環傳遞函數的極點)全部具有負實部，也就是所有閉環傳遞函數的極點都位于s平面的左側。 正確.系統的穩態誤差是控制系統準確性的一種度量。正確.對穩定的系統研究穩態誤差才有意義，所以計算穩態誤差應19。以系統穩定為前提。正確20.單位階躍輸入(R(s)=1)時,0型系統的穩態誤差一定為0。 錯誤s.根軌跡法就是利用已知的開環極、零點的位置，根據閉環特征方程所確定的幾何條件，通過圖解法求出,由0—8時的所有閉環極點。正確.根軌跡是根據系統開環零極點分布而繪制出的閉環極點運動軌跡。正確.繪制根軌跡時,我們通常是從Kg=0時的閉環極點畫起，即開環極點是閉環根軌跡曲線的起點。起點數n就是根軌跡曲線的條數。 正確. 根軌跡是根據系統開環傳遞函數中的某個參數為參變量而畫出的 開環極點的根軌跡圖。錯誤.開環傳遞函數的分母階次為n,分子階次為m(nNm),則其根軌跡有n條分支，其中m條分支終止于開環有限零點,n-m條分支終止于無窮遠。 正確.在開環系統中增加零點，可使根軌跡向左方移動。 正確. 在開環系統中增加極點,可使根軌跡向右方向移動。 正確.實軸上二開環極點間有根軌跡，則它們之間必有匯合點。 錯誤.實軸上二開環零點間有根軌跡，則它們之間必有匯合點。 正確10.系統的根軌跡起始于開環極點,終止于開環零點。 正確.在實際存在電容、電感、慣量、彈簧等這些儲能元件的系統中輸入不同頻率的正弦電壓,輸出電壓的幅值相同、相位不同。 錯誤. 系統的頻率特性是由Gj)描述的，|G(j①)稱為系統的幅頻特性;/Gj)稱為系統的相頻特性。 正確.對于實際的“低通”控制系統在頻率較低時，輸入信號基本上可以原樣地在輸出端復現出來，而不發生嚴重失真。 正確.根據Nyquist穩定性判據的描述，如果開環是不穩定的，且有P個不穩定極點，那么閉環穩定的條件是：當w由一8一8時，Wk(jw)的軌跡應該逆時針繞(-1,j0)點P圈。正確.系統的頻率特性可直接由G(j3)=Xc(j3)/Xr(j3)求得。只要把線性系統傳遞函數G(s)中的算子s換成j3就可以得到系統的頻率特性G(j3)。正確.頻率特性是線性系統在正弦輸入信號作用下的穩態輸出和輸入之比。.對數頻率特性是將頻率特性表示在對數坐標中，對數坐標橫坐標為頻構，頻率每變化2倍，橫坐標軸上就變化一個單位長度。錯誤型系統對數幅頻特性的低頻段是一條斜率為一20db/dec的直線。 正確.比例環節的A(3)和平(3)均與頻率無關。 正確

《機電控制工程基礎》概念題匯總.系統的頻率特性是由G。①）描述的，|G（j①）稱為系統的復合控制；/G。①）稱為系統的復合控制。 錯誤11.當3由0-8時,積分環節幅頻特性與相頻特性與頻率無關，為一常值。錯誤.時滯環節的幅相頻率特性為一個以原點為圓心的圓。 正確.系統的對數幅頻特性和相頻指性有一一對應關系，則它必是最小相位系統。正確.凡是在s左半平面上沒有極、零點的系統，稱為最小相位系統，錯誤.若系統的開環穩定，且在L?）＞0的所有頻率范圍內，相蜘（3）＞-1800,則其閉環狀態是穩定的。 正確PI校正為相位滯后校正。（正確）.系統如圖所示，G's）為一個并聯校正裝置，實現起來比較簡單。 正確.系統校正的方法，按校正裝置在系統中的位置和連接形式區分，有串聯校正、并聯（反饋）校正和前饋（前置）校正三種。 正確.按校正裝置Gc（s）的物理性質區分，又有相位超前（微分）校正，相位滯后（積分）校正，和相位滯后一超前（積分-微分）校正。 正確.相位超前校正裝置的傳遞函數為G（s）=fa，，系數a大于1。 正確c1+Ts.假設下圖中輸入信號源的輸出阻抗為零，輸出端負載阻抗為無窮大，則此網絡一定是一個無源滯后校正網絡。 錯誤正確7.下圖中網絡是一個無源滯后校正網絡。

正確7.下圖中網絡是一個無源滯后校正網絡。8.《機電控制工程基礎》概念題匯總下圖所示為8.《機電控制工程基礎》概念題匯總下圖所示為9.利用相位超前校正，可以增加系統的頻寬，提高系統的快速性，但使穩定裕量變小。誤10.滯后-超前校正環節的傳遞函數的一般形式為：G(s)=Q：零?+a2s，式中