机械控制工程基础练习题考试题及其答案.docx

1、简答题

1、控制系统的基本要求。

、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

测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件

、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？

第二题在复平面【s】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【s】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

、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，因为当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果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。

、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。

、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。

、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用

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

在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，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，控制作用才停止

微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。

已知控制系统的结构图如下图所示，求：

R

R(s)

E(s)

4

C(s)

-

-

s(s?2)

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

t，t和?%。

r s

（1）a=0时，G?s?? ?4

?，??s??

4 ，所以??0.5,? ?2

s s?2 s2?2s?4 n

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r

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p

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（2）确定??0.7时的速度反馈常数a值，并确定r(t)

e 。

ss

?t时系统的稳态误差

考虑内反馈时，??s??

4

s?s?2??4as 4

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2 3

如图所示系统，G?

1

s?2

，G ?

2

N?s?

s?s?3?

R?s? E?s?

G?s?

G?s?

C?s?

1 2

判断系统的稳定性；

求静态误差系数k ，k

p v

，k；

a

当系统输入为r(t)??3?0.2t?1?t?，求系统的稳态误差；

?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。

?

1?? G

1

?s?G

?s??6

? s

?1?G?s

1

2 ?s??

G2

G

s3?5s2

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有劳斯表，可判定第一列均大于0，所以系统稳定。

K ?limG

?s?G

?s???

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K

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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)。

Gs

Gs

1

Rs

Gs

2

Gs

Cs

4

Gs

3

化简系统结构框图