机电控制工程基础概念题汇总
《机电控制工程基础》概念题汇总 一、简答题 1 1．什么是自动控制？．什么是自动控制？ 就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输 出量）准确地按照给定的规律（输入量)运行或变化。 2 2．控制系统的基本要求有哪些？．控制系统的基本要求有哪些？ 控制系统的基本要求可归结为稳定性；准确性和快速性。 3 3．什么是自动控制系统．什么是自动控制系统? ? 指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。 它一般由控制装置和被控制对象组 成 4 4．反馈控制系统是指什么反馈？．反馈控制系统是指什么反馈？ 反馈控制系统是指负反馈。 ５５. .什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？ 反馈信号反馈信号( (或称反馈或称反馈) ):从系统(或元件)输出端取出信号， 经过变换后加到系统(或元 件)输入端，这就是反馈信号。当它与输入信号符号相同,即反馈结果有利于加强输入信号的 作用时叫正反馈。反之,符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。 ６．什么叫做反馈控制系统６．什么叫做反馈控制系统 系统输出全部或部分地返回到输入端,此类系统称为反馈控制系统(或闭环控制系统)。 7.7.控制系统按其结构可分为哪３类？控制系统按其结构可分为哪３类？ 控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。 8. 8.举例说明什么是随动系统。举例说明什么是随动系统。 这种系统的控制作用是时间的未知函数，即给定量的变化规律是事先不能确定的,而输出 量能够准确、迅速的复现给定量（即输入量)的变化，这样的系统称之为随动系统。随动系 统应用极广,如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。 ９．自动控制技术具有什么优点９．自动控制技术具有什么优点? ? ⑴ 极大地提高了劳动生产率;⑵ 提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使 人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生 产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程则因人的生理所限 而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。在这种情况下, 自动控制更加显示出其巨大的作用 1 1０．０．对于一般的控制系统对于一般的控制系统, ,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时， 输出量的暂态过程可输出量的暂态过程可 能有几种情况？能有几种情况？ 单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程 1. 1.什么是数学模型什么是数学模型? ? 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。正确 2.2.建立控制系统数学模型的主要方法哪些？建立控制系统数学模型的主要方法哪些？ 建立控制系统数学模型的主要方法有解析法和实验法。 3 3．什么是系统的传递函数？．什么是系统的传递函数？ 在零初始条件下， 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。 4 4．单位负反馈系统的开环传递函数为．单位负反馈系统的开环传递函数为 G(G(ｓｓ),),则其闭环传递函数是什么？则其闭环传递函数是什么？ 单位负反馈系统的开环传递函数为Ｇ(ｓ),则闭环传递函数为 G(s) 1G(s) 《机电控制工程基础》概念题汇总 ５．二阶闭环系统传递函数标准型是什么５．二阶闭环系统传递函数标准型是什么? ?其中的变量有什么含义其中的变量有什么含义? ? 222 二阶闭环系统传递函数标准型为 n /(s 2 n s n ),其中称为系统的阻尼比, n 为无 阻尼自振荡角频率。 6.6.微分环节和积分环节的传递函数表达式各是什么？微分环节和积分环节的传递函数表达式各是什么？ 微分环节：Gs s。积分环节Gs 1 s 7. 7.振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换, ,输出量具有振荡的性输出量具有振荡的性质。 设振荡环节的输出量为ｘc，输入量为ｘr，其运动方程式和传递函数是什么？ 运动方程式为 d2x c dx cTT x c Kx rk 2dtdt 2 其传递函数为 G(s) K T2s2T k s 1 1.1.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是什么？单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是什么？单位斜坡函数的拉氏变换结果是什单位斜坡函数的拉氏变换结果是什 么？么？ 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是 11 。单位斜坡函数的拉氏变换结果是 2 。 ss ２．什么是极点和零点？２．什么是极点和零点？ 传递函数分母多项式的根被称为系统的极点，分子多项式的根被称为系统的零点 3 3．．某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特 点? 单调上升 ４４. .什么叫做二阶系统的临界阻尼？画图说明临界阻尼条件下二阶系统的输出曲线。什么叫做二阶系统的临界阻尼？画图说明临界阻尼条件下二阶系统的输出曲线。 临界阻尼（ζ=１）,c(t）为一无超调的单调上升曲线,如图所示。 5 5．动态性能指标通常有哪几项？如何理解这些指标？．动态性能指标通常有哪几项？如何理解这些指标？ 延迟时间延迟时间t d 阶跃响应第一次达到终值h()的 50%所需的时间。 上升时间上升时间t r 阶跃响应从终值的１０ %上升到终值的 9０％所需的时间;对有振荡的系 统，也可定义为从 0 到第一次达到终值所需的时间。 峰值时间峰值时间t p 阶跃响应越过稳态值h()达到第一个峰值所需的时间。 调节时间调节时间t s 阶跃响到达并保持在终值h()5％误差带内所需的最短时间；有时也 用终值的2%误差带来定义调节时间。 《机电控制工程基础》概念题汇总 超调量超调量％峰值h(t p) 超出终值h()的百分比，即 ％ h(t p) h() h() 100％ 6. 6.劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？ 劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。 ７．一阶系统的阶跃响应有什么特点７．一阶系统的阶跃响应有什么特点? ?当时间当时间 t t 满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差 将小于５～2%。？ 由于一阶系统的阶跃响应没有超调量,所有其性能指标主要是调节时间,它表征系统过渡 过程的快慢。当t=３T 或４T 时，响应值与稳态值之间的误差将小于５～２％。显然系统的 时间常数Ｔ越小，调节时间越小,响应曲线很快就能接近稳态值。 8. 8.在欠阻尼的情况下在欠阻尼的情况下, ,二阶系统的单位阶跃响应有什么特点？二阶系统的单位阶跃响应有什么特点？ 在欠阻尼的情况下， 二阶系统的单位阶跃响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间 函数。 ９９. .阻尼比ζ≤０时的二阶系统有什么特点阻尼比ζ≤０时的二阶系统有什么特点? ? ζ≤0 时的二阶系统都是不稳定的 １０．已知系统闭环传递函数为１０．已知系统闭环传递函数为: : (s) 1 2
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