机械控制工程基础练习题考试题及其答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械控制工程基础练习题考试题及其答案1、简答题

1、控制系统的基本要求。1）、简述闭环控制系统的组成。

测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件

2）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？

其次题在复平面右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统

3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。

此滞后校正环节是一个低通滤波器，由于当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。假使把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。

4）、简述系统超前校正网络的校正原理

在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在，故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。

5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？

1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节3：采用串级控制抑制内回路扰动。

6）、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用

(1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定

(2)在比例的调理的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，由于只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才中止

(3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。2.已知控制系统的结构图如下图所示，求：

R(s)E(s)--4s(s?2)C(s)as（1）当不存在速度反馈(a?0)时，试确定单位阶跃输入动态响应过程的

tr，ts和?%。

44（1）a=0时，G?s??，??s??2，所以??0.5,?n?2

s?s?2?s?2s?4???tr??n1??2，tp???n1??2，

?%?e???1??2

（2）确定??0.7时的速度反馈常数a值，并确定r(t)ess。

?t时系统的稳态误差

4s?s?2??4as4考虑内反馈时，??s???24s??2?4a?s?41?s?s?2??4as??0.7，所以2?4a?4?4G?s??s?s?2.8?3.如下图系统，G1??a?0.2

12.8?ess???0.7

Kp432，G2?

s?s?3?s?2N?s?R?s?E?s?C?s?G1?s?G2?s?

（1）判断系统的稳定性；

（2）求静态误差系数kp，kv，ka；

（3）当系统输入为r(t)??3?0.2t?1?t?，求系统的稳态误差；

（4）若系统的干扰为n(t)?0.11?t?，求系统在输入和干扰共同作用下的稳态误差。

G1?s?G2?s?6?3（1）??s??21?G1?s?G2?s?s?5s?6s?6有劳斯表，可判定第一列均大于0，所以系统稳定。

Kp?limG1?s?G2?s???s?0（2）Kv?limsG1?s?G2?s??1s?0

2Ka?limsG1?s?G2?s??0s?0（3）ess?ess1?ess2?0?0.2?0.2Kvess?essr?essn（4）

?3?s?2?0.1essn?limsEn?s??lims??0.1s?0s?0ss?s?2??s?3??6?ess?essr?essn?0.2?0.1?0.1G1(s)4.已知系统结构图如下图所示，化简系统结构图，求出系统的传递函数C(s)/R(s)。

R(s)C(s)G2(s)G3(s)G4(s)

5.化简系统结构框图，并求C?s?R?s?和C?s?N?s?。

N?s?G3?s?R?s?G1?s?G2?s?C?s?H1?s?

N?s?G2?s?R?s?G2?s?G4?s?C?s?G3?s?

6、求下图所示系统的传递函数U0?s?Ui?s?。

R2C2RR10Ui?s?KU0?s?CR2C21R1Ui?s?KU0?s?

7、求下图力学模型的传递函数??s?。xi?t?为输入位移，

xo?t?为输出位移。

xif1K1f2K2xo

8、已知单位反馈的最小相位系统，其开环对数幅频特性如下图所示，试求

（1）开环传递函数；

（2）计算系统的相位裕度，并判断系统的稳定性；

（3）若将其对数频率特性曲线向右平移十倍频程，试探讨对系统性能的影响。（华南理工考试题）

解：（1）设G?s??

K，由图可知，T1?10,T2?0.05

s?T1s?1??T2s?1?20lgk??0db,??10?k=10

10传递函数为G?s??

s?10s?1??