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机械工程控制基础简答题答案.docVIP

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1.何谓控制系统,开环系统与闭环系统有哪些区别? 答:控制系统是指系统的输出,能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。开环系统构造简单,不存在不稳定问题、输出量不用测量;闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。 2.什么叫相位裕量?什么叫幅值裕量? 答:相位裕量是指在乃奎斯特图上,从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线,该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上,乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。 3.试写出PID控制器的传递函数? 答:GC(s)=KP+KDs+KI/s 4,什么叫校正(或补偿)? 答:所谓校正(或称补偿),就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数,以改善系统性能的方法。 5.请简述顺馈校正的特点 答:顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿,以便及时消除干扰的影响。 6.传函的主要特点有哪些? 答:(1)传递函数反映系统本身的动态特性,只与本身参数和结构有关,与外界输入无关;(2)对于物理可实现系统,传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数;(3)传递函数不说明系统的物理结构,不同的物理结构系统,只要他们的动态特性相同,其传递函数相同。 7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0,试判断系统系统的稳定性。 答:各项系数为正,且不为零,满足稳定的必要条件。列出劳斯数列: s4 4 s3 6 3 s2 3 6 s1 -25/3 s0 6 所以第一列有符号变化,该系统不稳定。 8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么? 答:(1)当系统已定,并且输入知道时,求出系统的输出(响应),并通过输出来研究系统本身的有关问题,即系统分析。(2)当系统已定,且系统的输出也已给定,要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求,即系统的最佳控制。(3)当输入已知,且输出也是给定时,确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求,此即最优设计。(4)当系统的输入与输出均已知时,求出系统的结构与参数,即建立系统的数学模型,此即系统识别或系统辨识。(5)当系统已定,输出已知时,以识别输入或输入中得有关信息,此即滤液与预测。 9,在系统校正中,常用的性能指标有哪些? 答:(1)在系统校正中,常用的性能指标按其类型可分为:(1)时域性能指标,它包括瞬态性能指标(即上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间等)和稳态性能指标(即稳态误差)。(2)频域性能指标,它包括相位裕量、幅值裕量、频宽等。 10.求拉氏反变换的方法有哪些? 答:(1)查表法;(2)有理函数法;(3)部分分式法。 11.简述二阶欠阻尼系数a,wn与性能指标Mp(超调量)、ts(调整时间)的关系。 答:二阶欠阻尼系统若a不变,增大或减小w(n),则超调量t(p)不变,调整时间t(s)减小(或增大)))A2-10; a1 45.请简述拉氏变换的卷积定理。 答:若Fs=Lft,Gs=Lgt则有L∫ft-b 46.已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应,能否求出该系统的闭环传递函数?若可以,如何求? 答:可以。将零初始条件下单位脉冲响应求拉氏变换即为该系统的闭环传递函数。 47.控制系统稳定性的定义是什么? 答:稳定性的定义为:系统在受到外界扰动作用时,其被控制量将偏离平衡位置,当这个扰动作用去除后,若系统在足够长的时间内能恢复到其原来的平衡状态或者趋于一个给定的新的平衡状态,则该系统是稳定的。 48.判定系统是否稳定? 答:相位裕量和幅值裕量大于零,则系统是稳定的,若相位裕量和幅值裕量为零,则系统为临界稳定,其他为系统不稳定。 49.试从控制的观点分析反馈校正的特点。 答:反馈校正能有效地改变被包围环节的动态结构参数,甚至在一定条件下能用反馈校正完全取代包围环节,从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。 50.实现校正的方式有哪几种? 答:串联校正、并联校正和PID校正。 51.什么是主导极点? 答:主导极点是指系统所有闭环极点中距离虚轴最近,且周围没有其他闭环零点的那些闭环极点。主导极点对系统的响应起主导作用。 52.最小相位系统与非最小相位系统的对数频率特性有何异同? 答:最小相位与非最小相位系统的对数幅频特性相同,两者对数相频特性不同,非最小相位系统的相角变化绝对值比最小相位系统相角变化绝对值大。 53.系统有二个闭环特征根分布在s平面的右半面,劳斯表中第一列元素的符号改变几次? 答:有二个右半s平面的特征根,说明劳斯表中第一列元素的符号改变二次。 4.简述串联相位超前、相位滞后校正的优缺点是什么。 答:相位超前校正:优点:加快系统响应速度;提高系统相对稳定性。缺点;问题精度变化不大。

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