机械工程控制基础复习题(自动控制基础部分)

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机械工程控制基础复习纲要1、自动控制；在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象自动的按照预定的规律运行。2、自动控制系统；指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统3、被控制对象；需要进行控制的设备或工艺过程4、控制装置；5、口标值或给定值；目标值是操作员或者系统计算给出的值，是个相对终极的值。给定值，是升降过程中根据升降速率计算出来的阶段性定值，是个过程值。6、干扰;多余的、不需要的、强制的“输入”影响系统工作7、被控制量；被控量是指控制系统中被控制对象的指标参数8、负反馈；指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程9、自动控制系统的基本组成及其各环节的主耍作用；给定信号：使系统具有预定性能的输入信号：I.反馈环节：将输出信号检测出来并回送到输入端与输入信号相比较的过程II.比较环节：反馈信号与给定信号进行比较（代数运算）得到偏差的环节：III.放大处理环节：对偏差信号进行滤波放大的环节：IV.被控制对象：需要进行控制的设备或工艺过程：10、系统;系统由相互联系和作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定的运动规律的一个整体。11、开环控制系统及其特点；是指系统的被控制量（输出量）只受控于输入量，而对输入量不能反施加任何影响的控制系统。•控制装置只按照给定的输入信号对被控制量进行单向控制：•开环控制抗干扰能力差：＞控制信号单方向传递：•结构简单，精度低：12、闭环控制系统及其特点;是指系统的被控制量（输出量）不仅受控于输入量，而且对输入量能施加 反作用的控制系统。•结构复杂，成本高；•抗干扰能力强，控制精度高，具有修正能力；❷控制信号双方向传递；•负反馈对系统稳定性不容易保证。13、闭环控制系统或负反馈控制系统(输出与输入间存在负反馈的系统)；14、对口动控制系统的基木要求；评价一个控制系统的好坏，其指标是多种多样的，但对控制系统的基本要求(即控制系统所需的基本性能)一般可归纳为：稳定性、快速性和准确性。15、数学模型；描述系统内部各物理量或变量之间关系的数学表达式16＞传递函数;初始条件为零时，线性定常系统或元件的输出信号y(t)的拉氏变换式Y(s)与输入信号x(t)的拉氏变换式X(s)之比，称为该系统或元件的传递函数G(s)17、掌握组合环节的等效传递函数的求取方法；18、系统方框图的构成及英简化；19、时域性能指标；规定时域性能指标是以零初始条件下的单位阶跃响应曲线为依据的20、系统稳定的必要条件；假设特征方程为(闭环传递函数分母等于零)a()s,1+alsn1+a2sn?+•••+an_{s+an=0根据代数理论中韦达定理所指出的方程根和系数的关系可知，为使系统特征方程的根都为负实部，其必要条件：特征方程的各项系数均为正21、劳斯(Routh)稳定判据及其应用；22、系统误差与系统偏差；系统误差:不随时间变化的，定值的或与某些参数成函数关系的，有规律的误差23、典型外作用下系统的稳态误差分析；系统的稳态误差是指系统在稳定状态下其实际输出值(在实际工作中常用系统输出的测量值代替)与给定值之差。控制系统的稳态误差是因输入信号不同而不同的。因此就需要规定一些典型输入信号。通过评价系统在这些典型输入信号作用下的稳态误差来 衡量和比较系统的稳态性能。在控制（2）、并联校正：A、反馈校正；B、工程中通常采用的典型输入信号有以顺馈校正；下几种：1.单位阶跃函数：2.单（3）、有源校正与无源校正。位斜坡函数3.单位加速度函数4.单位脉冲函数5.正弦函数：24、系统的频率特性；线性系统在谐波输入下，系统的输出稳态分量与输入量的复数比叫频率特性，用G（j3）表示。它包括幅频特性A（3）和相频特性…），畑严）25、由传递函数求取系统的频率特性；若已知系统的传递函数，就可以求出频率特性设系统的传递函数为G（$）,则通过令$=M即可G"）=G（jg或写成G（s）=G（M）=〃S）+W@）A（co）=J〃2（Q）+y2（Q）=|g（M）|/、We）（p{co）-arctanU（e）26、系统的校正及分类；在系统中增加新的环节，以改善系统性能的方法（1）、串联校正：A、增益调整；B、 相位超前校正；C、相位滞后校正；D、相位滞后一超前校正。 测试技术基础部分1、什么是测量：获取客观事物信息的手段称为测试。它是将被测量与同性质的标准量通过一定的技术手段和方法进行比较、并取得被测量对标准量比值的比较过程，测量结果一般可以表达为：A=—°V式屮：x—被测量；Xo—标准量；Ao—一比值。°2、测量仪器的组成：测量仪器主要由传感器、测量电路、输出电路三部分组成:3、传感器的组成：传感器又称变换器或换能器；主要由敏感元件和变换元件两部分组成；4、敏感元件：用于获取客观事物屮有用信息的主要元件；5、变换元件：将感受到的信息变换为另一种物理量的主要元件;6、误差的表达方法：绝对误差、相对误差、引用误差；7、绝对误羌：测量结果与被测量真实值Z间的弟值叫绝对谋差，心=兀-他Ya=—xlOO%X式屮：x—测量值（不值）；A｛）—真值；一绝对误差。8、相对误差：绝对误差与被测量真实值的比值为相对谋差，即例如：用一种方法称量100kg的重物，绝对谋差为±0.1畑；用另一种方法称10kg的重物，绝对误差也为土0.1kg；比较二者的精度。9、引用谋差：绝对谋差与测量仪表的量程加的百分比称为引用谋差。即10、检测系统的精度；准确度和精密度的综合反映，习惯上也叫精度，反映检测结果好坏；11、准确度：即指仪表指示值与被测对象真实值的偏离程度，亦即绝对误差；12、精密度：指仪表指示值的分散程度，即用同一检测系统对同一对象在短时间内做多次重复检测，所得结果的分散程度；13、精度等级：在规定条件下仪表的最大绝对误并与仪表量程的百分比，即引用误差;14、静态特性：静态系统输入与输出Z间的关系曲线;15、灵敏度：在稳定状态下，系统单位输入量所引起的输出量变化；K=Ay/Av16、分辩力：检测系统冇效识别输入量最小变化量的能力；即系统冇效辨别紧密相邻量值的能力，一般认为模拟装置的分辩力为最小分度值的1/2〜1/5, 数字装置的分辩力为最后位数的一个字； 17、鉴别力阀值：把引起测量装置输出值产生一个可以观察变化的最小输入量变化称为鉴别力阀值（也称灵敏度阀值）；18、量程：系统能够承受最大输入量的能力，即装置指示的上、下限之差；19、电阻器式传感器基木类型：即线位移型、角位移型、非线性型；20、电阻应变式传感器的结构:把栅状敏感元件用粘结剂牢固地粘在上下基底（覆盖片、基片）之间，敏感元件两端焊上较粗的引线。21、电阻应变式传感器的工作原理：应变片将随被测对象一起变形，其电阻值也随Z变化，而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系，进而通过和应的二次仪表系统即可测得构件的变形。电阻的和对变化为：&玮空之+2必+宓22、差动变压器式电感传感器的结构R差动变压器式电感传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁三部分组成。线圈包描一个初级线圈和两个反接的次级线圈。23、差动变压器式电感传感器的工作原理这种传感器实质上是一个输出电压可变的变压器。当变压器初级线圈输入稳定交流电压后，次级线圈便会有感应电压输出，该电压随被测量的变化而变化。当初级线圈输入交流激励电压时，次级线圈将产生感应电动势cl和c2。由于两个次级线圈极性反接，因此，传感器的输出电压为两者Z差，即cy=cl-c2o活动衔铁能改变线圈之间的藕合程度。输岀ey的大小随活动衔铁的位置而变。当活动衔铁的位置居中吋,cl=c2,cy=0；当活动衔铁偏离中心位置吋,elHe2,cyHO；当活动衔铁由被测量带动位置发生变化时，其输出电压也随Z变化。24、传感器的选用原则选择传感器主要考虑以下6个因素：A、灵敏度、B、响应特性、C、线性范围、D、稳定性、E、精确度、F测量方式。25、26、直流电桥的输出与电桥结构的关系直流电桥的结构有单臂、双臂和四臂之分；其输出为:K二4、2、1分别对应单臂、双臂和四臂。P轴向应力测量时，如何贴片应变片？rr〜'Rrr应变丿IFF主应力方向已知应变片沿着主应力轴方向粘贴即可。27、主应力方向已知的平面应力测量时，需要儿个应变片?如何粘贴应变片？需要2片应变片，粘贴方式如图所示。应变片1应变片2主应力方向未知28、主应力方向未知的平面应力测量时，需要几个应变片? 如何粘贴应变片？需要3片应变片，粘贴方式如图所示O