机械工程控制基础复习提纲.doc

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1、机械工程控制基础复习提纲第一章1. 机械工程控制论的研究对象与任务。P.2：系统、输入、输出之间的动态关系。2. 反馈控制原理和反馈控制系统。P.8：“测偏与纠偏”。3. 控制系统的分类方法。P.12：按控制系统有无反馈分（开环系统、闭环系统）；按输出变化规律分（恒值控制系统、程序控制系统、随动系统）。4. 输入信号、输出信号、反馈信号、误差信号的概念。P.5：5. 典型闭环控制系统的组成。P.14：控制元件（拥有产生控制信号）、反馈元件（主要指置于主反馈通道中的元件）、比较元件（用来比较输入及反馈信号）、放大元件（把弱的信号放大以推动执行元件动作）执行元件（根据输入信号的要求直接对控制对象进

2、行操作）、控制对象。6. 控制论的中心思想P.15：通过信息的传递、处理与反馈来进行控制。7. 开环和闭环控制系统的特点。开环优点（结构简单，容易实现）；闭环优点（抗干扰能力强、精度高）8. 对控制系统的基本要求稳定性、准确性、快速性（稳、准、快）第二章1. 数学模型的概念和种类。P.26：是数学表达式，微分方程、差分方程、统计学方程、传递函数、频率特性式以及各种响应式等等。2. 线性系统线性性质的两个重要条件。P.10：叠加性、均匀性。3. 线性定常系统的定义P.10：微分方程的系数是常数。4. 列写微分方程的一般方法。P.27：5. 机械系统中一些常见的非线性特性P.11：传动间隙、死区、

3、摩擦力。6. 系统传递函数的定义与求法P.34：当输入和输出的初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换之比即系统的传递函数。传递函数的零点、极点和放大系数。7. 传递函数的性质P.35：传递函数的分母是系统的特征多项式，代表系统的固有特性，分子代表输入与系统的关系。传递函数表达了系统本身的动态性能而与输入量的大小及性质无关。分子多项式阶次m不高于分母多项式阶次n，即。8. 典型环节的传递函数P.3645：比例环节、惯性环节、微分环节、积分环节、振荡环节、延时环节。9. 系统中各环节的基本联系方式P.50：串联、并联、反馈联接10. 考虑扰动的反馈控制系统的传递函数P.55：开环传递函数

4、、闭环传递函数、干扰作用下的闭环系统11. 方框图的变换与简化（P.49）第二章习题1. P.71习题2.2（b）、习题2.3（b）2. 习题2.16、2.17、2.18系统方框图化简。第三章1. 系统时间响应及其组成P.76：自由响应与强迫响应、零输入相应与零状态响应2. 典型输入信号及其拉氏变换P.80：阶跃信号；单位速度信号；单位加速度信号；单位脉冲信号；正弦信号3. 瞬态响应和稳态响应瞬态响应的性能指标可以评价系统的快速性和平稳性，系统的准确性指标要用误差来衡量。4. 一阶系统中时间常数T是表征系统惯性的一个主要参数。5. 二阶系统响应的性能指标P.88：上升时间、峰值时间、最大超调量

5、、调整时间、振荡次数的定义和计算公式。6. 稳态误差的定义及计算P.97：误差的定义（理想输出与实际输出之差，若为单位反馈则等于输入与输出之差）、稳态误差（稳定系统误差的终值）；偏差（输入信号与反馈信号之差）、稳态偏差。P.99：稳态误差的计算公式（3.6.8）7. 系统的位置无偏系数、速度无偏系数、加速度无偏系数的计算。P.1008. 三种典型输入下的稳态误差与系统型别直接的关系P.102：表3.6.1第三章习题21Mp=0.095tX0(t)1. 由图测得二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示。求（1）系统的固有频率和阻尼比；（2）系统的闭环传递函数。（，）2. 系统结构图如下。求：(1) 系

6、统的静态误差系数Kp，Kv，Ka。（2）当时，系统的稳态误差。 0.5Xi(s)Xo(s)-3. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为：试求出输入信号为时系统的稳态误差。第四章1. 频率响应的概念P.118：系统的对正弦信号的稳态响应2. 频率特性及其求法P.119：频率特性的定义，频率特性又称为正弦传递函数。系统的幅频特性、系统的相频特性、幅相频率特性。实频特性、虚频特性。3. 频率特性的求法：P.121：一般可用三种方法得到。4. 频率特性的特点和作用。P.123：五点。5. 频率特性的Nyquist图（极坐标图）P.124：惯性环节、振荡环节、积分环节（相位角为）、微分环节（相位角为）、比

7、例环节（相位角为）。6. 绘制Nyquist图的一般步骤。P.1287. 频率特性的对数坐标图（Bode图）P.133：典型环节的Bode图；绘制系统Bode图的步骤；已知控制系统开环幅频Bode图，试写出其传递函数。8. 最小相位系统P.147：最小相位系统的定义，最小相位系统的特点：在复平面右半平面没有零点和极点；具有相同幅频特性的系统，最小相位系统的相角变化范围是最小的。9. 系统的频域性能指标P.145：谐振频率及谐振峰值可以反映瞬态响应的速度和相对稳定性。P.146：由0至截止频率这一段频率范围称为系统的带宽。第四章习题某自动控制系统开环幅频Bode图，试写出其传递函数。第五章1.

8、系统稳定的概念和定义P.155：稳定性是系统的一种固有特性，这种固有特性只取决于系统的结构参数，而与初始条件及外作用无关。2. 系统稳定的条件P.157：系统传递函数的分母等于零，即系统的特征方程，系统的稳定性取决于特征方程。系统稳定的充分和必要条件为：稳定系统的特征方程的根（特征根）必须全部具有负式部；或者说系统传递函数的极点全部落在复平面的左半平面。3. 劳斯稳定判据及应用。P.1594. 奈奎斯特稳定判据及应用。P.1655. 系统的相对稳定性P.179：幅值交界频率（剪切频率）、相位交界频率的定义；相位裕度、幅值裕度。第五章习题1. 劳斯判据P.185 题5.3、5.42. 绘制开环系统的Nyquist曲线，用Nyquist判据判断系统稳定性3. 题5.3、5.4，判断系统的稳定性P.185。解：求系统闭环传递函数特征方程的根，判断极点的位置。4. P.186题5.11，求稳定性裕度。