中央电大机电控制工程基础形考册答案

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1、机电控制工程基础一、简答题1、对控制系统的基本要求通常有哪些？稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。2.人工控制的恒温箱，人工调节过程包括哪些内容？1).观测恒温箱内的温度(被控制量)与要求的温度(给定值)进行比较，得到温度2)．的大小和方向根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电阻丝的电流以调节温度回复到要求值。人工控制过程的实质：检测偏差再纠正偏差3.对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态过程可能有哪些？单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程4.开环控制系统有哪两个主要特点？开环控制是一种最简单的控制方式，其特点是，在控制器与

2、被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。5.闭环控制系统的主要特点是什么？闭环控制的特点是，在控制器与被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。6．什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统（或闭环控制系统）。7．控制系统按其结构可分为哪3类？控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。8．举例说明什么是随动系统。这种系统的控制作用是时间的未知函数，即给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量)的变化，这

3、样的系统称之为随动系统。随动系统应用极广，如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。9、自动控制技术具有什么优点？⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？单调过程衰减振

4、荡过程持续振荡过程发散振荡过程11、什么是数学模型？描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的数学模型。12、系统的闭环传递函数为G（s）=，则闭环特征方程为？答：=0闭环极点分别为：S1=0，S2=-5（二元一次方程的求根公式为：）单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为13、什么是系统的传递函数？在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。14、单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环传递函数是什么？单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为=15、二阶闭环系统传递函数标准型是

5、什么？其中的变量有什么含义？答；二阶闭环系统传递函数标准型为其中称ξ为系统的阻尼比，ωnw为无阻尼自振荡角频率。16、微分环节和积分环节的传递函数表达式各是什么？微分环节()S积分环节()=1/S17、振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换，输出量具有振荡的性质。设振荡环节的输出量为xc，输入量为xr，其运动方程式和传递函数是什么？运动方程式为其传递函数为18、单位负反馈系统的开环传递函数为G（s）=,该系统的闭环传递函数为？19、某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？单调上升20、系统动态性能指标通常有哪几项？如何理解这

6、些指标？延迟时间td阶跃响应第一次达到终值h（∞）的50％所需的时间。上升时间tr阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间；对有振荡的系统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间。峰值时间tp阶跃响应越过稳态值h（∞）达到第一个峰值所需的时间。调节时间ts阶跃响到达并保持在终值h（∞）+5％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的±2％误差带来定义调节时间。超调量σ％峰值h（tp）超出终值h（∞）的百分比，即21、劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。22、一阶系统的阶跃响应有什么特点？当时间t满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差

7、将小于5～2%。？由于一阶系统的阶跃响应没有超调量，所有其性能指标主要是调节时间，它表征系统过渡过程的快慢。当t＝3T或4T时，响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。显然系统的时间常数T越小，调节时间越小，响应曲线很快就能接近稳态值。23、在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应有什么特点？在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应为一振幅按指数规律衰减的简谐振荡时间函数。二、填空题1、在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。2、单