机械工程控制基础简答题概念题复习提纲

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1、1.何谓控制系统，幵环系统与闭环系统有哪些区别？2.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。3.系统时间响应机械工程系统在外加作用激励下，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揭示系统本事的动态特性。4.根轨迹闭环系统某一参数（例如开环增益K）由零至无穷大变化时，闭环特征根在［S］平而上移动的轨迹5.系统频率响应.频率响应指系统对谐波输入的稳态响应随输入信号的频率而变化的特性.6.调整时间ts单位阶跃响应与稳态值

2、之差进入允许的误差范围（通常取5%或2%）所需的时间。7.瞬态响应系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程。8.稳态误差对于单位负反馈系统，当吋间无穷大吋，系统响应的实际值（稳态值）与希望值之差，定义为稳态误差.9.简述系统稳定性及充分必要条件。稳定性的定义为：原来处于平衡状态的系统，在受到扰动作用后都会偏离原来的平衡状态。所谓稳定性，就是指系统在扰动作用消失后，经过一段过渡过程后能否回复到原来的平衡状态或足够准确地回复到原来的平衡状态的性能。充分必要条件：如果一个系统的特征根全部落在［s］平面的左半部分，则该系统是稳定的；否则系统是不稳定。10.简述反馈控制的概念，并说

3、明什么叫正反馈，什么是负反馈。将输岀量与输入量进行比较得出的偏差信号，不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。由于存在输出量反馈，系统能在存在无法预计扰动的情况下，自动减少系统的输出量与参考输入量（或者任意变化的希望的状态）之间的偏差，故称之为反馈控制。如果反馈回去的讯号（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“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。11.给出系统数学模型的定义，并举例常见的数学模型。描述系统输入、输山变量以及内部各变量之间的数学表达式。描述各变量动态关系的数学表达式，称为动态模型。常用的动态模型有

4、微分方程、传递函数及动态结构图。12.最小相位系统和非最小相位系统。最小相位传递函数：系统传递函数GGO的所有零点和极点均在［幻平面的左半平面。最小相位系统：具有最小相位传递函数的系统。非最小相位系统：若有若干个零点或极点在［5

5、平面的右半面则称为非最小相位系统。13.给出时间响应的定义，并说明时间响应由几部分组成及各部分的定义。时间响应（时域响应）：控制系统在外加力作用（输入）激励下，其输出量隨时间变化的函数关系。a）系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。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

6、反映了系统的动态性能，而稳态响应偏离系统希望的程度可用来衡量系统的精确程度。1.说明时域分析中常用的性能指标及定义。控制系统在典型输入信号作用下的性能指标由动态性能指标和稳态性能指标两部分组成。延滯时间——单位阶跃响应曲线到达其稳态值50%所需的时间。上升时间——单位阶跃响应曲线从其稳态值的10%上升到90%所需时间；对于有振荡的系统，可定义为响应曲线从零开始至第一次到达稳态值所需的时间。峰值时间——响应曲线到达第一个峰值所需的时间。调节时间——响应到达并从此不再超出稳态值5%(或2%》误差带所需要的最小时间。最大超调量——在系统响应的过渡过程中超出稳态值的最大偏差与稳态值之比。稳态误

7、差——对于单位负反馈系统，当时间无穷大时，系统响应的实际值(稳态值)与希望值之差，定义为稳态误差.15什么叫相位裕量？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，该直线与负实轴的夾角。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。16什么叫校正(或补偿)？答：所谓校正(或称补偿)，就是指在系统屮增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。17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/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)震荡环节l/(T2s2+2

8、aTs+l)(7)二阶微分环节T2s2+2aTs+l(8)延时环节e_ts18什么是数学模型？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、研宄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。19在频率特性的图形表示方法中，常用的方法有哪几种？13.答：(1)对数坐标图或称伯德图(2)极坐标图或称乃奎斯特图。20.判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：