第六章--机电一体化系统设计试题汇总

第六章 10 一般说来 如果增大幅值穿越频率 c的数值 则动态性能指标中的调整时间 ts B A 增大 B 减小 C 不变 D 不定 11 已知 f t a bt 则它的拉氏变换式为 B A b B C D a s 2 s b s a b s a s 2 a s b s 3 11 复合控制器必定具有 D A 顺序控制器 B CPU C 正反馈 D 前馈控制器 13 一般说来 如果增大幅值穿越频率 c的数值 则动态性能指标中的调整时间 ts B A 产大 B 减小 C 不变 D 不定 10 一般来说 引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量 B A 增加 B 减小 C 不变 D 不定 11 在采样 数据系统中 执行实时算法程序所花费的时间总和最好应小于采样周期的 A A 0 1 B 0 2 C 0 5 D 0 8 6 步进电机一般用于 A 控制系统中 A 开环B 闭环 C 半闭环 D 前馈 11 PD 称为 B 控制算法 A 比例B 比例微分 C 比例积分D 比例积分微分 13 如果增加相位裕量 m 则动态性能指标中的最大超调量 为 C A 增大B 不变 C 减小D 不能确定 10 若考虑系统抑制干扰的能力 选择采样周期的一条法则是 采样速率应选为闭环系统 通频带的 D A 5 倍 B 8 倍 C 10 倍 D 10 倍以上 11 在数控系统中 软伺服系统的系统增益 Ka为 B A 2 5 1 s B 8 50 1 s C 50 100 1 s D 120 150 1 s 10 若考虑对系统响应速度的影响 采样 数据系统中的采样周期应选为系统最小 时间常数的 A A O 1 1 倍 B 2 倍 C 5 倍 D 10 倍 11 在串联校正的比例 积分 微分 PID 控制器中 I 的作用是 C A 改善稳定性 B 加快系统响应速度 C 提高无静差度 D 增大相位裕量 10 在最佳阻尼比条件下 伺服系统的自然频率 wn唯一取决于 C A 速度环开环增益 B 电动机机电时间常数 C 速度环开环增益与电动机机电时间常数之比 D 速度环开环增益与电动机机电时间常数之积 11 在伺服系统中 若要提高系统无静差度 可采用串联 A A PI 校正 B P 校正 C PD 校正 D D 校正 7 PID 控制器中 P 的作用是 A A 降低系统稳态误差 B 增加系统稳定性 C 提高系统无静差度 D 减小系统阻尼 7 采样一数据系统中 若考虑系统的抑制干扰能力时 采样速率应为闭环系统通频带的 A A 10 倍以上 B 5 倍 C 2 倍 D 0 1 1 倍 8 PID 控制器中 P 的含义是 D A 前馈B 微分C 积分D 比例 2011 07 9 在软伺服系统中 一般认为速度环的闭环增益最好为系统的 A 0 1 倍B 2 4 倍C 5 倍D 10 倍 1 PID 控制器中 I 的作用是 A A 提高系统误差精度 B 增加系统通频带 C 加快系统调整时间 D 减小系统伺服刚度 2 要求系统响应应以零稳态误差跟踪输入信号可采用 C A 前馈控制器B PI 控制器C 复合控制器D 反馈控制器 3 一般说来 如果增大自然频率 n的数值 则动态性能指标中的调整时间 ts将 B A 增大 B 减小 C 不变 D 不定 4 在伺服系统中 若要提高系统无静差度 可采用串联 A A PI 校正 B P 校正 C PD 校正 D D 校正 5 伺服系统的输入可以为 B A 模拟电流B 模拟电压C 控制信号D 反馈信号 6 伺服系统一般包括控制器 受控对象 比较器和 D 等部分 A 换向结构B 转化电路C 存储电路D 反馈测量装置 7 下列那一项是反馈控制系统 A 顺序控制系统B 伺服系统C 数控机床D 工业机器人 8 PD 称为 B 控制算法 A 比例B 比例微分 C 比例积分D 比例积分微分 9 已知 f t t 3 则它的拉氏变换式为 A A 1 B C D s 3 ss 31 s 1 3 1 s 10 位置环采用 PI 控制器 伺服系统对参考输入做到了 B A 一阶无静差B 二阶无静差C 三阶无静差D 不起作用 二 简答题 1 按照系统信号传递方式 伺服系统有哪几种类型 2011 答 模拟式伺服系统 参考脉冲系统 采样 数据系统 计算机闭环控制系统 模拟电 压 参考脉冲信号 二进制数字信号 2 闭环伺服系统由哪几部分组成 2011 答 控制器 受控对象 比较器和反馈测量装置等部分 3 半闭环控制系统的定义及特点是什么 答 1 伺服系统中 当位置传感器安装在伺服电动机轴上 用以间接测量工作台的位移 时 这种间接测量的系统称为半闭环系统 2 特点 可以避免传动机构非线性引起系统产生极限环和爬行振荡 比全闭环系统 容易实现 可节省投资 4 在实际系统中 数字 PID 控制器的两种实现方式是什么 答 1 在双传感器系统中 PI 由微处理器位置控制器实现 D 的作用由测速机负反馈 实现 2 在单个位置传感器的系统中 PID 由微型机单独实现 5 全闭环控制系统的定义及特点是什么 答 伺服系统中 当位置传感器安装于输出轴 工作台 上时 传感器直接测量工作台移 动 这种直接测量的系统统称为全闭环系统 特点 对输出进行直接控制 可以获得十分良好的控制精度 但受机械传动部件的非 线性影响严重 只有在要求高精度的场合 才使用全闭环系统 2002 6 复合控制器 答 在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器 二者的组合称为复合控制器 它的作用 是使系统能以零稳定误差跟踪已知的输入信号 7 伺服系统的刚度 答 伺服系统的刚度定义为输出轴的单位位置误差做承受的负载转矩 8 闭环技术 答 将反馈控制技术与传感器相结合 可构成闭环测量系统 9 半闭环伺服系统 19 采样 数据系统 答 采样 数据系统是指计算机参与闭环控制的伺服系统 其输入往往是由上位机生成 并经过精插补的参考指令 输出是转轴的角位移或工作台的线位移 三 计算题 1 解 2011 2 最小相位系统的开环对数幅频渐近特性如图所示 试求开环传递函数 G s 解 由对数幅频渐近特性可知 22 某直流电机伺服系统结构如题 22 图所示 已知 0 05s Ra 4 KvKt 0 1N m A Kf O 1V s rad Kp 10V ra ftv a KKK JR TM d 求 1 Td 0 002 N m 时 系统的稳态误差 essT 2 伺服刚度 KR 1 1 sT K m t s 1 s d T KK R tv a p K s s s r s e 22 某伺服系统结构如题 22 图所示 已知 Kp 60V rad Kf O 24V s rad Kn 2 5 103V V Kt 7 1N m A 求 1 系统增益 Kv 2 伺服刚度 KR 30 已知系统结构图如题 30 图所示 1 若 25 0 求阶跃响应的最大超调量 定义 100 和 1 K f K 2 1 e 调节时间 取 0 05 s t 2 当 25 欲使系统为最佳阻尼 确定的值 1 K f K 四 简单应用题 答 五 综合应用题 1 2011 解 P208 26 某位置反馈系统如题 26 图所示 已知 电动机时间常数 T 0 2s K 0 1V K 1 400 r min V K 0 5 r min s 求 23 1 1 0 时 系统的最大超调量 和调整时间 t 按 2 计算 s 2 欲使系统具有最佳阻尼比 增设转速负反馈校正 确定的值 3 校正后 系统的开环增益 K 及单位速度输入时的稳态误差 26 控制系统的结构图如题 26 图所示 已知 G s Gc s Ts l 1 当 T 0 时 试确定系统的自然频率 n 阻尼比 和最大超调量 2 欲希望系统成为最佳阻尼比状态 试确定 T 值 3 校正后 系统的开环增益和单位速度输人时的稳态误差 essv 2005 2004 2003 26 某伺服系统的结构图如图所示 其中 Kp Ti均为正数 试确定使闭环系统稳定 Kp Ti取值的条件 30 已知控制系统结构图如下图所示 选择 K1和 K2 使系统性能满足 20 和 ts 1 8s 求系统的静态误差系数 Kp Kv和 Ka 32 设单位反馈系统如图所示 已知 T1 0 5s T2 0 05s 为使系统获得最大的相应裕量 m 试确定此时的 K 值及相应的 m值 浙江省 2003 23 二阶系统结构图如图所示 设 k1 0 4 k2 1 0 T1 1 1 求系统固有频率 阻尼比 2 求系统增益 ks 3 求系统灵敏度 k 26 绘出由感应同步器等组成的工作台闭环伺服系统框图 2002 32 某控制系统结构图如图所示 图中 GC s Kp 1 Tds Gp s K1 s Ts 1 2 2 S 0 1s 1 2 1 确定 Kp和 Td的值 以使系统性能同时满足 在单位抛物线 恒加速度 函数作用下的稳态误差 essa 0 2 幅值穿越 截止 频率 c 5 1 s 2 计算系统在上述取值条件下的相位裕量 m 32 1 开环传函 G s Gc s Gp s 21 1 21 011 22 KT s sTs KT s Ss pdpd 2 确定 Kp和 Td 由 essa 取 Kp 2 5 11 2 0225 KK K ap p 在 cccpc d sGjGj T 5 11 5 15 25 105 1 2 2 时 即 1 25Td d Ts 2 25 102511 GsKT Ss cpd 125 1 11 3 相应的 mdcc tgTtgTtgtg 1111 11 501 5797266531 30 二阶系统结构图如图所示 设 K1 0 1 K2 10 T1 0 5s 1 求系统对 r t 的阶跃响应的最大超调量 及调节时间 ts 取 5 2 求系统增益 Ks 及伺服刚度 KR 3 求 r t 1 t 及 n t 0 1 共同作用下系统的稳态误差 ess 30 1 G s 1 型 v p K K s T S 12 1 1 lim s sG sK K 0 12 1 lim s G s 0 s G s G s K K T ssK Kss n nn 1 2 12 1 2 12 2 22 n K K T 12 1 2 1 2 2 2 1 T n 2 性能指标 e 1 0707 2 100 43 ts 33 1 3 n s 3 系统增益与伺服刚度 Ks Kv K1K2 1 KR K1 0 1 4 essr 1 1 1 01 KK pv essn 0101 01 11 10 1 K eee ssssrssn 26 某二阶系统如图所示 1 求系统对 r t 阶跃响应的最大超调量 和调节时 间 ts 2 求 r t 1 t n t 0 1 共同作用下的稳态误差 ess 26 1 求闭环传函及误差表达式 Cs R s s s s ssss Rn nn n 0210 20210 2 222 2 2 2 2 2 22 C s CR s CN s Cs N s s s ss N N 102 22 2 s R ss N s N E s R s C s 1 R s s Ns N s s s ss R s s ss N s 2 22 102 22 22 2 求 及ts ee 1 0707 1 0707 2 2 100 100 43 ts 3 3 n s 3 求 ess 二阶系统 ai 0 闭环稳定 R s 1101 2 s s N s s Ess lim lim ss s s