机械控制工程基础强化题

一 一 简答题简答题 1 1 系统稳定的充分且必要的条件是什么 系统稳定的充分且必要的条件是什么 答 稳定系统的特征方程根必须全部具有负实部答 稳定系统的特征方程根必须全部具有负实部 或者说系统传递函数或者说系统传递函数 的极点全部位于的极点全部位于 s s 复平面的左半部 复平面的左半部 sX sX i O 2 2 什么是频率响应 何为频率特性 什么是频率响应 何为频率特性 答 控制系统对正弦信号 或谐波符号 的稳态响应称为频率响应 答 控制系统对正弦信号 或谐波符号 的稳态响应称为频率响应 频率特性就是指线性系统或环节在正弦函数作用下 稳态输出与输入之比频率特性就是指线性系统或环节在正弦函数作用下 稳态输出与输入之比 对频率的关系特性 对频率的关系特性 3 3 偏差与误差有何区别 在什么情况下两者相等 偏差与误差有何区别 在什么情况下两者相等 答 答 当反馈通道传递函数当反馈通道传递函数 即单位反馈时 误差与偏 即单位反馈时 误差与偏1 sH 差相等 物理刚量也相同 差相等 物理刚量也相同 4 4 什么叫幅值裕量和相位裕量 对二者一般有何要求 什么叫幅值裕量和相位裕量 对二者一般有何要求 答 在幅值交界频率上 使系统打到不稳定边缘所需要附加的相角滞答 在幅值交界频率上 使系统打到不稳定边缘所需要附加的相角滞 后量 或超前量 称为相对裕量 后量 或超前量 称为相对裕量 在相位交界频率处开环频率特性幅值的倒数 称为幅值裕量 在相位交界频率处开环频率特性幅值的倒数 称为幅值裕量 要求 要求 1 1 控制系统的幅值裕量和相位裕量 是开环奈式曲线对 控制系统的幅值裕量和相位裕量 是开环奈式曲线对 1 1 j0j0 点靠近的度量 因此 这两个裕量可以用做设计准则 点靠近的度量 因此 这两个裕量可以用做设计准则 2 2 为了得到满意的性能 相对裕量应该在 为了得到满意的性能 相对裕量应该在之间 幅之间 幅 00 60 30 值裕量应当大于值裕量应当大于6dB6dB 3 3 对于最小相位系统 只有当相位裕量和幅值裕量都为正值 对于最小相位系统 只有当相位裕量和幅值裕量都为正值 时 系统才是最稳定的 时 系统才是最稳定的 4 4 对于最小相位系统 开环幅频和相频特性之间有确定的对 对于最小相位系统 开环幅频和相频特性之间有确定的对 应关系 应关系 00 60 30 5 5 线性系统的特点是什么 线性系统的特点是什么 5 5 何为最小相位系统 其幅频特性与相频特性之间有什么关系 何为最小相位系统 其幅频特性与相频特性之间有什么关系 6 6 传递函数的典型环节有那些 它们的表达式是什么 传递函数的典型环节有那些 它们的表达式是什么 7 7 时间响应由那两部分组成 它们的含义是什么 时间响应由那两部分组成 它们的含义是什么 8 8 什么是时间响应 什么是时间响应 9 9 以欠阻尼二阶系统单位阶跃响应为例 试解释与系统性能相关的以欠阻尼二阶系统单位阶跃响应为例 试解释与系统性能相关的 时域指标及其意义 时域指标及其意义 1010 什么是反馈及反馈控制 什么是反馈及反馈控制 1111 什么是数学模型 什么是数学模型 1212 系统的频率特性的定义 它由那两部分组成 系统的频率特性的定义 它由那两部分组成 1313 试绘制各典型环节的伯德图和乃奎斯特图试绘制各典型环节的伯德图和乃奎斯特图 1414 频域性能指标频域性能指标M Mr r r r b b 和频宽的定义是什么 如何计算二阶系和频宽的定义是什么 如何计算二阶系 统的上述指标 统的上述指标 1515 什么是开环传递函数 什么是闭环传递函数 什么是开环传递函数 什么是闭环传递函数 1616 什么是反馈 什么是开环系统 什么是闭环系统 什么是反馈 什么是开环系统 什么是闭环系统 二 计算题二 计算题 1 1 化简下图所示方框图 并求出其传递函数 化简下图所示方框图 并求出其传递函数 2 2 单位负反馈 单位负反馈控制控制系统的开环传递函数为系统的开环传递函数为试求输入为试求输入为时时 4 10 ss sG 2 364 tttxi 系统的稳态误差系统的稳态误差 ess 3 3 已知系统的单位脉冲响应函数为 已知系统的单位脉冲响应函数为 tt eetw 5 02 0 510 1 1 求系统的传递函数 求系统的传递函数 2 2 确定系统的单位阶跃响应达到稳态值的 确定系统的单位阶跃响应达到稳态值的95 95 所需要的时间 所需要的时间 4 4 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 求这个系统的单位阶 求这个系统的单位阶 5 4 ss sG 跃响应 跃响应 5 5 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 试求系统的上升时间 试求系统的上升时间 1 1 ss sG 峰值时间 最大超调量和调整时间 峰值时间 最大超调量和调整时间 6 6 某线性定常系统的单位阶跃响应为 某线性定常系统的单位阶跃响应为1 e1 e t T t T 求该系统的单位脉冲 求该系统的单位脉冲 响应 响应 7 7 某放大器的传递函数为 某放大器的传递函数为 今测得其频域响应 当 今测得其频域响应 当 1s 1s 1 1时 幅 时 幅 1 Ts K sG 频频 相频 相频 45 45 问放大系数 问放大系数K K和时间常数和时间常数T T各为多少 各为多少 2 12 A 8 8 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为设单位负反馈控制系统的开环传递函数为当系统输入信号为当系统输入信号为 1 10 s sG 时 试求系统的稳态输出 时 试求系统的稳态输出 30sin ttxi 9 9 绘制下列开环传递函数的乃奎斯特图 并判断其闭环系统的稳定性 绘制下列开环传递函数的乃奎斯特图 并判断其闭环系统的稳定性 1 1 101 0 1 s sHsG 2 2 11 0 1 ss sHsG 3 3 50 250 ss sHsG 4 4 50 250 2 ss sHsG 6 6 15 5 250 sss sHsG 7 7 11 001 0 1 2 ss sHsG 1010 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为设单位负反馈控制系统的开环传递函数为 试求闭环系 试求闭环系 102 0 12 0 10 ss sG 统系统的统系统的M Mr r r r b b 1111 画出具有下列传递函数的对数幅频特性渐近线 画出具有下列传递函数的对数幅频特性渐近线 1 1 18 12 10 ss sG 2 2 16 1 50 22 ssss sG 3 3 1 0 2 0 10 2 ss s sG 1212 写出课本 写出课本 页 的 页 的a ea e的最小相位系统的传递函数 的最小相位系统的传递函数 1313 单位负反馈控制系统开环传递函数 单位负反馈控制系统开环传递函数 试用劳斯稳定判据确 试用劳斯稳定判据确 4 12 sss K sG 定使系统稳定时增益定使系统稳定时增益K K 的取值范围 的取值范围 14