机械工程控制基础填空简答题知识点.docx

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1、1、反响：输出信号被测量环节引回到输入端参与把握的作用。2、开环把握系统与闭环把握系统的根本区分：有无反响。3、线性及非线性系统的定义及根本区分：当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统的称为线性系统。非线性系统：一个系统，假设其输出不与其输入成正比， 则它是非线性的。根本区分：线性系统遵从叠加原理，而非线性系统不然。4、传递函数的定义及特点：零初始条件下，系统输出量的拉斯变换与输入量的拉斯变换的比值。用Gs表示。特点：1、传递函数是否有量纲取决于输入与输出的性质，同性质无量纲。2） 、传递函数分母中 S 的阶数必n 不小于分子中的 S 的阶数m，既n=m ,由于系统具有惯性。3） 、假

2、设输入已给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。4） 、物理量性质不同的系统，环节和元件可以具有一样类型的传递函数。5） 、传递函数的分母与分子分别反映系统本身与外界无关的固有特性和系统同外界的关系。5、开环函数的定义：前向通道传递函数Gs与反响回路传递函数H(s)之积。6、时间响应的定义和组成：系统在鼓舞信号作用下，输出随时间的变化关系。按振动来源分为：零状态响应和零输入响应。按振动性质：自由响应和强迫响应。7、瞬态性能指标以及反映系统什么特性：性能指标：上升时间 tr、峰值时间 tp、最大超调量 Mp、调整时间 ts、振荡次数 N。这些性能指标主要反映系统对输入的响应的快速性。8、稳态误差

3、的定义及计算公式：系统进入稳态后的误差。稳态误差反映稳态响应偏离系统期望值的程度。衡量把握精度的程度。稳态误差不仅取决于系统自身构造参数，而且与输入信号有关。系统误差：输入信号与反响信号之差。9、削减输入引起稳态误差的措施：增大干扰作用点之前的回路的放大倍数K1，以及增加这一段回路中积分环节的数目。10、频率响应的概念：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。11、频率特性的组成：幅频特性和相频特性。12、稳定性的概念：系统在扰动作用下，输出偏离原平衡 状态，待扰动消退后，系统能回到原平衡状态无静差系统 或到达的平衡状态有静差系统。充分必要条件：系统 的全部特征根都具有负实部。13、最小

4、相位系统是指：系统的零点和极点都位于【S】平面左半平面。14、相位裕度、幅值裕度的定义和正负性。相位裕度：在W 为剪切频率WcWc0时，相频特性GH 距-180 线的相位差值。 幅值裕度：当W 为相位交界频率WgWg0时， 开环幅频特性的倒数。 稳定为正，不稳定为负。15、把握系统的根本要求：稳定性、快速性和准确性。16、描述系统的数学模型有：微分方程、传递函数等。17、系统性能指标按功能分：时域性能指标和频域性能指标。18、单位阶跃信号的拉斯变换是 1/s。19、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上的 0dB 线。20、二阶系统的单位阶跃响应结论：要使系统单位阶跃响应

5、的平稳性越好，就要求相应的阻尼比大，自频率然小。把握论的中心思想：它抓住一切通讯和把握系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度提示了它们的共同本质，即通理和反响来进展把握。机械工程把握论：是争论机械工程技术为对象的控制研论究问系题统。及其输入输出三者的动。态关系机械把握工程主要争论并解决的问1题当：系统已定，并且输入知道时，求出系(统响的应)输，出并通过输出来争论系统本身的有关问题，即分析。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正确要求，3即当系输统入的已最知佳，控且制输。出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最正确要最求优，设此计即。4当系统

6、的输入与输出均时，求出系统的构造与参数立系统的数学模型，此即系统识别或系统5辨当识系。统已定，输出时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与推想。 信息：一切能表达确定含义的信号、密码、情报和消息。信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。信息的反响：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或局部地返回，再输入到系统中去。假设反响回去的的输入讯号或作用的方向相反或相18位0度相差则称之为“负反；馈如”果方向或相位一样，则称之为“。正反响” 系统：是指完成确定任务的一些部件的组合。把握系统：是指系统的输出，能依据要求的参考输入或把握输入进展调整的。开环系统：系统的

7、输出量对系统无把握作用，或者说系统中无反响回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有把握作用，或回路。开环系统与闭环系统的区分：开环系统构造简洁，不存在不稳定问题、输出量不用测量，开环系统对系统悟空制作用；闭环系构造简洁、设计时需要校核稳定性，对系统有把握作用。线性系统：系统的数学模型表达式是线性的系统。线性的定常系统：用线性常微分方程描述的线系性统时。变系统：描述系统的线性微分方程的系数为时间的非函线数性。系统：用非线性方程描述的系统。线性系统与非线性系统的区线别性：系统可以运用叠加原而理非，线性系统不能运用叠加原理系。统的稳定性能主要取决于系统的型次和开环 而系统的瞬态性能主要取决于系统零点、

8、极点分布。 拉氏变换的线性性质：它是一个线性变换，K假设K，有函常数数f(t1),f(t2则), LK1f1(t)+K2f2(t)=K1Lf1(t)+K2Lf2(t)=K1F1。(s)+K 终值定理的应用条件：假设f函t数及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处唯一sF的s极点在外包，括含jw轴的右半s 平面内是解析的，这就意味着t当趋近与无穷时ft趋于一个确定的值，则f函t数的终值为limft=limFs。求拉氏反变换的方法1：查表法；2有理函数法；3局局部式法。在单输入单输出系统的瞬态响应分析或频率响应分析中，承受的是传递函数标识的数学模型，另一方面，在现代把握理论中间表达式。 数学模

9、型：是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、争论一个动态特性的前提。一个合理的数学模型应以最简系统的动态特性。建立系统的数学模型的方法：分析法和试验法。 叠加原理：是系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。 机械运动的三要素：质量、阻尼和弹簧。直线运动的三要素：质量、弹簧和粘性阻尼。 基尔霍夫电流定律：假设电路有分支路，它就有节点，则会聚到某节点的全部电流之代数和应等于零即全部流出节点的电的电流之和。基尔霍夫电压定律：电网络的闭合回路中电势的代数和等于沿回路的电压降的代数和。 传递函数：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出的拉氏变换比输入的拉

10、氏变换。传递函数的主要特点1：传递函数反映系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与2外界对输于入物无理关可；实现系统，传递函数分中s的阶次n 必不少于分子s中的阶次m，即nm；3传递函数的量纲是依据输入量和输出量来打算。传递函数一样可以是不同类型的系统的缘由：传递函数不说明系统的物理构造，不同的物理构造系统，只要其动态特性类同，数来描述。传递函数的典型环节1：比例环节K；2积分环节1/s；3微分环节s；4惯性环节1/Ts+1；5一阶微分环节Ts+1；6振荡环节1/(T2s2+2 Ts+1)；7二阶微分环T节2s2+2 Ts+1；8延时环节e- s。 方块图：是系统中各环节的功能和信号流向

11、的图解表示方法。方块图的简化法则1：前向通道的传递函数保持不2变各；反响回路的传递函数保持不变。 响应 时间响应：机械工程系统在外加作用鼓舞下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过时间响应事的动态特性。任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两局部组成。瞬态响应：系统受到外加作用鼓舞后，从初始状态到最终状态的响应过程。稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态。频率响应：是系统对正弦输入的稳态响应。系统时间响应的瞬态响应和稳态响应反映的性能：瞬态响应反映了系统的稳定性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反定义系统瞬态响应过渡过程的性能指标1的前系提统：在单位阶跃信号作用下

12、的瞬态2响应初；始条件为零。即在单位阶跃输入作用前，处于静止状态，输出量及其各阶跃导数均等于零。一阶系统的单位阶跃响应曲线T 指中的是系统的输出0由上升到稳态值某百分数时所需的时间。一阶系统的时间常T数是重要的特征参数，它表征了系统过渡过程T的愈品小质，则系统响应愈快，即很快到达稳定值。二阶系统的单位阶跃响应1：欠阻尼状况0 1；无阻尼状况=0。典型二阶系统0当 1或=1时在单位阶跃输入信号作用下的输出响应0的a特0；或=1时，为非周期过程。 机械工程系统的性能要求：稳定性、准确性及灵敏性。系统的性能指标1：时域性能指标，它包括瞬态性能指标即t延d、迟上时升间时间tr、峰值时间tp、最大超调量

13、Mp、调整时间ts和稳态性能指标即稳态误e差ss。2频域性能指标，它包括相位、裕幅量值裕量Kg、截止频率b 及频宽简称带宽0b、谐振频率r 及谐振峰值Mr。参量 ，n 与各性能指标间的关系1：假设保持 不变而增大n 则不影响超调M量p，但延迟时t间d，峰值时间tp及调整时间ts均会减小。2假设保持n 不变而转变 ，削减 ，虽然td，tr和tp均会减小，但超调Mp量和调整时间ts在 1，则tr，ts均会增大，系统不灵敏3。当 =0.7时，Mp，ts均小，这时Mp=4.6，% =0.7为最正确阻尼比。二阶欠阻尼系a数，wn与性能指标Mp(超调量)、ts(调整时间)的关系：二阶欠阻尼系a统不假设变，

14、增大或减w小n，则超调量Mp不变，调整时t间s减 小或增大；假设wn不变，增大或减小a，则超调量Mp减小或增大，调整时间ts减小增大。 系统的误差：H即s=1时，输入信号与输出信号之E差，s=RsCs。稳态误差：是误差信号的稳态分e量ss，表用示。影响系统稳态误差的因素：系统的、类开型环增益K 和输入信号Rs。欲降低由输入和干扰信号引起的稳态误差，承受的措施有何不同：欲降低由输入信号引起的稳态误差，应提高系统开环放大倍节提高系统型；次欲降低由于干扰信号引起的稳态误差，应在干扰信号作用点之前的前通道中增加放大倍数或增加积分环节。 系统分析：当系统已定，并且输入知道时，求出系统的，输并出且通响过应

15、输出来争论系统本身的有关问题，即系统分析。 机械系统的动柔度和动刚度：假设机械系统的输入为力，输出为，位则移机械变系形统的频率特性就是机械系统的动柔度；机械系统的的倒数就是机械系统的动刚度。 频率特性的图形表示方法1：传递函数或称伯德2图极坐标图或称乃奎斯特3图对数幅-相图。频率特性和传递函数的关系：假设系统的传G递函s，数则为相应系统的频率特G性为jw，马上传递函数中s得用jw代替。系统频率特性的截止频率：是指系统闭环频率特性的幅值下降到其零3d频B时率的幅频值率以。下把握系统开环频率特性的三个频段，各自反映系统的性能：一般将系统开环频率特w性c看的成复是制频穿率越响频应率的中心频率w，w把

16、c的频率范围称为低频段；wc把四周的频率范围称为中频段w；w把c的频率范围称为高频段。开环频率特性的低频段反映了把握系统的稳态性能映了把握系统的动态性能；高频段反映了把握系统的抗高频干扰性能和系统的简洁性。 对数坐标图的主要优点1：可以将幅值相乘转化为幅值相加，便于绘制多个环节串联组成的系统的对2数可频采率用特渐性近图线。近似的作用方法绘制对数幅频图，简洁便利，尤其是在把握系统设计、校正及系统辨识等方面3，对优数点分更度为有突效出地。扩展了频率范围，尤其频段的扩展，对工程系统设计具有重要意义。 绘制系统的伯德图的一般步1骤：由传递函数求出频率特性并将其化为假设干典型环节频率特性2相乘求的出形各

17、式典；型环节的转角频率、尼比a 等参数；3分别画出各典型环节的幅频曲线的渐近线和相4频将曲各线环；节的对数幅频曲线的渐近线进展叠加得到系统幅频曲线并对其进展修正5；将各环节相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。 系统类型和对数幅频曲线之间的关系：在频域中，系统的类型确定了系统对数幅频曲线低频段的斜率，即静态误差系数描 乃奎斯特图的特点1：当=0时，乃奎斯特图的起始点取决于系统的2型当次。=时，假设nm，乃奎斯特图以顺时针方向收敛于原点幅值为零，相位角与分母和分子的阶次之3差有当关G。s含有零点时，其频率G特j性的相位将不随增大单调减，乃奎斯特图会产生“ 形”或“弯曲，”具体画法与Gj各环节的时间常

18、数有关。 最小相位系统：传递函G数s的全部零点和极点均S 平在面的左半平面上的系统。特点：对于最小相位系统而言，当频率从零变化相位角的变化范围最小，=当时，其相位角为nm90。最小相位系统与非最小相位系统的对数频率特性的异同：最小相位与非最小相位系统的对数幅频特性一样，两者对数相频特性相角变化确定值比最小相位系统相角变化确定值大。 一个系统稳定的必要和充分条件是其特征方程的全部的根都必需为负实数或为具亦有即负稳实定部系的统负的数全。部si根均应在复平面的左半平面。 推断定常系统是否稳定的方法：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳定性判据；根轨迹法。 劳斯-胡尔维茨稳定性判据的依据：利用特征方程式

19、的根与系统的代数关系，由特征方程中的系数间接推断出方程的根推断系统是否稳定。 设系统的特征方程式4s为4+6s3+5s2+3s+，6=试0 推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。s4；4s3 6；s323；s61-25；/3s0。6 所以第一列有符号变化，该系统不稳定。 劳斯稳定判据和乃奎斯特稳定判据的1区别在：使用方法上的区分：劳斯判据是利用系统闭环特征方程的系统做成劳斯表，依据的符号来推断闭环系统的稳定性，是一种代数方法；而乃奎斯特判据则是利用系统开环频率特性，由开环频率特性图推断闭环特性分析方法2。在功能上的区分：劳斯判据只能推断闭环系统稳定与否，而乃奎斯

20、特判据不仅能推断闭环系统的稳定性，还 定的程度，提示改善系统稳定性的途径。 用乃奎斯特判别系统稳定性的必要和充分z=条p件N=是0，其中z闭环特征方程s在右半平面的零点数p；开环传递函数s在右半平面的极点数；N当自变量s 沿包含虚轴及整个右半平面在内的极大的封闭曲线顺时针转一圈时，开环及-1，乃j奎0斯点特逆图时绕针转的圈数。 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始终线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量Kg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。 判定系统是否稳定：相位裕量和幅值裕量大于零，则系统是稳定的，假设相位裕量和幅值裕量为零，则系统为临界稳定，

21、其他 校正补偿:是指在系统中增加的环节或转变某些参数，以改善系统性能实的现方校法正。的方式：串联校正、并联P校ID正校和正。串联校正：指校政环Gc节s串联在原传递函数方框图的前进通道中。并联校正按校正环Gc节s的并联方式分为反响校正和顺馈校正。PID校正器与串联校正、并联校正相比的1特点对：被把握对象的模型要求低，甚至在系统模型完全未知的状况下，也2能校进正行方校便正。3适应范围较广。串联超前校正环节的作用：串联超前校正环节的作用是：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了宽带，这就意味着提高快了系统的响应速度，使过度过程得到显著改善。但由于系统的增益和型次都未变化，所以稳态精度变化不大。串联相

22、位超前、相位滞后校正的优1缺点相：位超前校正：优点：加快系统响应速度；提高系统相对;稳问定题性精。度缺变点化不大2。相位滞 后校正;优点：提高系统稳态精度；提高系统相对稳定性。缺点：降低系统响应速度。超前校正装置和滞后校正装置的传：递函1数超，前校正装置Gc：(s)=1/乘a 以aTs+1/(Ts+1),a可1增加相位裕量，调整频带宽2度滞。后校正装置：G(s)=Ts+1/9aTs，+1提) 高系统的稳态精度。试从把握的观点分析反响校正的特点：反响校正能有效地转变被包围环节的动态构造参数，甚至在确定条件下能用反响校正完大减弱这局部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。顺馈校正的特

23、点：在干扰引起误差之前就对它进展近似补偿，以便准时消退干扰的影响。反响校正比串联校正更有其突出的利优用点反：馈能有效地转变被包围环节的动态结甚构至参在数一，定条件下能用反响校正完全取代包从围而环节大大减弱这局部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。 调整器：能使系统的零点、极点分布按性能要求来配置的环节。PID把握器的传递函数GC：(s)=KP+KDs+K。I/s 设开环传递函数Gs=100/s+10s+5试0,说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点G。s答：=0.2/0.1s+10.02s+1Gjw=0.2/(j0.1w+1)(j0.02w+1)极G(坐jw标)图起点：0.2

24、.j0G(jw极) 坐标图终点0，j0 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？假设可以，如何求？答：可以。将零初始条件换即为该系统的闭环传递函数。系统的稳定性：系统在受到外界扰动作用时，其yc被t控制将量偏离平衡位置，当这个扰动作用去除后，假设系统在足够长的时间内能的平衡状态或者趋于一个给定的的平衡状态，则该系统是稳定的。 系统有二个闭环特征根分s布平在面的右半面劳，斯表中第一列元素的符号转变几次有？二答个：右半s 平面的特征根说，明劳斯表中第一列元素的符号转变二次。1. 何谓把握系统，开环系统与闭环系统有哪些区分？ 答：把握系统是指系统的输出，能依据要求的参考输入或

25、把握输入进展调整的。开环系统构造简洁，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反响、把握精度高、构造简洁、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始终线， 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 把握器的传递函数？ 答：GC(s)=KP+KDs+KI/s4,什么叫校正或补偿？答：所谓校正或称补偿，就是指在系统中增加的环节或转变某些参数，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展近似补

26、偿，以便准时消退干扰的影响。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，只与本身参数和构造有关，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构造，不同的物理构造系统，只要他们的动态特性一样，其传递函数一样。7. 设系统的特征方程式为 4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试推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： s44 s363 s236 s1-25/3s06 所以第一列有符号变化，该系统不稳定。8. 机械把握工程主要争论并解决的问题是什么？ 答：1当系

27、统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来争论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 可能符合给定的最正确要求，即系统的最正确把握。3当输入，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定 的最正确要求，此即最优设计。4当系统的输入与输出均时，求出系统的构造与参数，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，输出时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与推想。 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、

28、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局局部式法。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：二阶欠阻尼系统假设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;假设 t(n)不变，增大或减小a，则超调量 M(p)减小或增大，调整时间t(s)减小增大12. 简述串联超前校正环节的作用。答：串联超前校正环节的作用是：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了宽带，这 就意味着提高了系统的相对

29、稳定性，加快了系统的响应速度，使过度过程得到显著改善。但由于系统的增益和型次都未变 化，所以稳态精度变化不大。13. 传递函数的典型环节主要有哪几种？ 答：1比例环节 K；2积分环节 1/s3微分环节s4惯性环节 1/Ts+15一阶微分环节Ts+16震荡环节 1/(T2s2+2aTs+1)7二阶微分环节 T2s2+2aTs+18延时环节 e-ts14. 终值定理的应用条件是什么？ 答：假设函数 ft及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处唯一的极点外，sFs在包括含jw 轴的右半s 平面内是解析的，这就意味着当t 趋近与无穷时ft趋于一个确定的值，则函数ft的终值为 limft=limFs

30、。15. 什么叫系统分析？ 答：当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出响应，并且通过输出来争论系统本身的有关问题，即系统分析。16. 对数坐标图的主要优点有哪些？ 答：1可以将幅值相乘转化为幅值相加，便于绘制多个环节串联组成的系统的对数频率特性图。2可承受渐近线近似的作用方法绘制对数幅频图，简洁便利，尤其是在把握系统设计、校正及系统辨识等方 面，优点更为突出。3对数分度有效地扩展了频率范围，尤其是低频段的扩展，对工程系统设计具有重要意义。17. 简述拉氏反变换中局局部式法的步骤。 答：局局部式法是通过代数运算，先将一个简洁的象限函数化为数个简洁的局局部式之和，再分别求出各个分式的原函数，总

31、的原函数即可求得。18. 请写出超前校正装置的传递函数，假设将它用于串联校正，可以改善系统什么性能？ 答：Gc(s)=1/a 乘 aTs+1/(Ts+1),a1可增加相位裕量，调整频带宽度。19. 影响系统稳态误差的因素有哪些？ 答：影响系统稳态误差的因素有系统的类型、开环增益和输入信号。20. 系统的调整器为 Gc(s)=(T1s+1)(T2s+1)/s,其中 T1、T20，问是否可以称其为 PID 调整器，请说明理由。 答：可以称其为PID 调整器。 Gc(s)=(T1+T2)+T1T2S+1/S .Gc(s)由比例局部 (T1+T2) 、微分局部T1T2s 及积分局部 1/s 相加而成。

32、21.什么叫机械系统的动柔度和动刚度？ 答：假设机械系统的输入为力，输出为位移变形，则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度；机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚度。22. 什么叫机械系统的根本要求？ 答：对把握系统的根本要求有系统的稳定性、响应的快速性和响应的准确性等，其中系统的稳定性是把握系统工作的首要条件。在参数的状况下分析和评定系统的稳定性、快速性和准确性。23. 设开环传递函数Gs=100/s+10s+50,试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。答：Gs=0.2/jw=0.2/(j0.1w+1)(j0.02w+1) G(jw)极坐标图起点：0.2.j0 G(jw)极坐标图

33、终点0，j00.1s+10.02s+1G29. 什么是数学模型？ 答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、争论一个动态特性的前提。一个合理的数学模型应以最简化的形式，准确地描述系统的动态特性。30. 线性系统的主要特征是什么？ 答：假设系统的数学模型表达式是线性的，则这种系统就是线性系统。线性系统最重要的特征是可以运用叠加原理。所谓叠加原理，就是系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应 之和。31. 简述系统时间响应的概念。 答：机械工程系统在外加作用鼓舞下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过时间响应的分析可以提示系统本领的动态特

34、性。32. 在频率特性的图形表示方法中，常用的方法有哪几种？答：1对数坐标图或称伯德图2极坐标图或称乃奎斯特图3对数幅-相图。33. 推断定常系统是否稳定的方法有哪几种？ 答：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳定性判据；根轨迹法。34. 反响校正与串联校正相比，所具有的优点是哪些？ 答：反响校正比串联校正更有其突出的优点：利用反响能有效地转变被包围环节的动态构造参数，甚至在确定条件下能用反响校正完全取代包围环节，从而大大减弱这局部环节由于特性参 数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。35. 什么是反响包括正反响和负反响？ 答：所谓信息的反响，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全

35、部或局部地返回，再输入到系统中去。假设反响回去的讯号或作用与原系统的输入讯号或作用的方向相反或 相位相差 180 度则称之为“负反响”；假设方向或相位一样，则称之为“正反响”。36. 劳斯-胡尔维茨稳定性判据的依据是什么？ 答：利用特征方程式的根与系统的代数关系，由特征方程中的系数间接推断出方程的根是否具有负实部，从而推断系统是否稳定。37. 承受何种方式可以同时削减或消退把握输入和干扰作用下的稳态误差？ 答：在干扰作用点至系统输入口的前通道中， 提高增益和设置积分环节。38. 简 述 拉 氏 变 换 的 线 性 性 质 。 答 ： 拉 氏 变 换 是 一 个 线 性 变 换 ， 假设 有 常

36、 数 KK ， 函 数 f(t1),f(t2), 则LK1f1(t)+K2f2(t)=K1Lf1(t)+K2Lf2(t)=K1F1(s)+K2F2(s)39. 系统的频域性能指标有哪些？ 答：相位裕量、幅值裕量、截止裕量及频宽、谐振频率及谐振峰值。40. 频率特性和传递函数的关系是什么？ 答：假设系统的传递函数为 Gs，则相应系统的频率特性为 Gjw，马上传递函数中得s 用 jw 代替40. 请写出滞后校正装置的传递函数，假设将它用于串联校正，可以改善系统什么性能？答：G(s)=Ts+1/9aTs+1)，提高系统的稳态精度。41. 什么是系统频率特性的截止频率？答：是指系统闭环频率特性的幅值下

37、降到其零频率幅值以下3dB 时的频率。42. 典型二阶系统当 0a或=1 时在单位阶跃输入信号作用下的输出响应的特性是什么？ 答：0a0 或=1 时，为非周期过程。43. 系统时间响应的瞬态响应反映哪方面的性能？而稳态响应反映哪方面的性能？ 答：瞬态响应反映了系统的稳定性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反映了系统响应的准确性。44. 当系统的阻尼比满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根？答：二阶系统的特征方程为： s2+2awns+wn2=0 特征根为s=-aw+-a2+1，要使根具为两个不相等的负实根，必需满足-awn0； a145. 请简述拉氏变换的卷积定理。 答：

38、假设Fs=Lft，Gs=Lgt 则有 Lft-b46. 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？假设可以，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. 把握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，其被把握量将偏离平衡位置，当这个扰动作用去除后，假设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，假设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.试从把握的观点分

39、析反响校正的特点。 答：反响校正能有效地转变被包围环节的动态构造参数，甚至在确定条件下能用反响校正完全取代包围环节，从而大大减弱这局部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：主导极点是指系统全部闭环极点中距离虚轴最近，且四周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一样，两者对数相频特性不同，非最小相位系统的相角变化确定值比最小 相位系统相角变化确定值大。53

40、. 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转变几次？ 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转变二次。54. 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。 相位滞后校正;优点：提高系统稳态精度；提高系统相对稳定性。缺点：降低系统响应速度。55. 试述绘制系统的伯德图的 一半方法步骤。 答：1由传递函数求出频率特性并将其化为假设干典型环节频率特性相乘的形式；2求出各典型环节的转角频率、阻尼比a 等参数；3分别画出各典型环节的幅频曲线的渐近线和相频曲线；

41、4将各环节的对数幅频曲线的渐近线进展叠加得到系统幅频曲线的渐近线并对其进展修正；5将各环节相频曲线叠加，得到系统的相频曲线。56. 什么是系统的传递函数？应用传递函数分析系统时必需具备什么条件？ 答：传递函数是初始条件为零时系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。具备条件： 1系统描述为时域问题，即有时间函数ft；2在描述范围内至少分段连续；3系统为线性。57. 传递函数的定义是什么？一个物理可实现的系统，其传递函数有什么特征？ 答：线性定常把握系统，当时始条件为零时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系的传递函数。一个物理可实现个系统，其传递函数分母 阶数 n 应不小于阶数m，即

42、 nm58. 简要说明欲降低由输入和干扰信号引起的稳态误差，承受的措施有何不同？ 答：欲降低由输入信号引起的稳态误差， 应提高系统开环放大倍数或在系统中增加积分环节提高系统型次；欲降低由于干扰信号引起的稳态误差，应在干扰信号作用点之前的前通道中增加放大倍数或增加积分环节。59. 把握系统开环频率特性的三个频段是如何划分的？它们各自反映系统哪方面的性能？ 答：一般将系统开环频率特性的复制穿越频率 wc 看成是频率响应的中心频率，把wwc 的频率范围称为低频段；把wc 四周的频率范围称为中频段； 把 wwc 的频率范围称为高频段。 开环频率特性的低频段反映了把握系统的稳态性能；中频段反映了把握系统

43、的动态性能；高频段反映了把握系统的抗高频干扰性能和系统的简洁性。60. 简述劳斯稳定判据和乃奎斯特稳定判据在使用方法和功能上的区分。 答：在使用方法上的区分：劳斯判据是利用系统闭环特征方程的系统做成劳斯表，依据劳斯表首列元素的符号来推断闭环系统的稳定性，是一种代数方法；而乃奎斯特 判据则是利用系统开环频率特性，由开环频率特性图推断闭环系统的稳定性，属于频率特性分析方法。 在功能上的区分： 劳斯判据只能推断闭环系统稳定与否，而乃奎斯特判据不仅能推断闭环系统的稳定性，还能给出系统稳定或不稳定的程度， 提示改善系统稳定性的途径。61. 什么是信息和信息的传递?试举例说明? 答:一切能表达确定含义的信

44、号、密码、情报和均为信息。例如，机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与外形精度等等，说明白机械系统信号、密码、情报或消息。所谓信息传递，是指信息在系 统及过程中以某种关系动态地传递，或称转换。如机床加工工艺系统，将工件作为信息，通过工艺过程的转换，加工前后 工件尺寸分布有所变化这样，争论机床加工精度问题，可通过运用信息处理的理论和方法来进展。62. 系统数学模型有哪些？承受哪些方法建立数学模型？ 答：系统的数学模型主要有两种，对于单输出系统承受的是传递函数表达式，在现代把握理论中数学模型承受状态空间表达式。建立系统的数学模型有两种方法。1分析法：依据系统 本身所遵循的有关定律写出数学表达式，在列方程的过程中进展必要的简化，如线性化等。2试验法：是依据系统对某些 典型输入信号的响应或其它试验数据建立数学模型。63. 时间响应由哪两局部组成，它们的含义和作用是什么？ 答：系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应两局部组成。系统受到外加作用后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。当时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态 响应。瞬态响应反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统期望的程度可用来衡量系统的准确程度。64. 相位裕量Kg 的定义？ 答：在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数，称幅值裕量Kg。