机械工程控制基础小抄.doc

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1、全真模拟演练一简答题21，什么是数学模型？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，研究一个动态系统特性的前提。一个合理的数学模型应以最简化的形式准确地描述的动态特性。22，简述典型二阶系统（当0<ξ<1,ξ=0，ξ>=1时）在单位阶跃输入信号作用下当输出响应特性。答：1，当0<ξ<1时（欠阻尼情况），输出响应为衰减的振荡过程；2，当ξ=1时，临界阻尼情况，输出响应为不再振荡的保持过程；3，当ξ>1时，过阻尼情况，若》1，则输出响应可蜕变为类似一阶系统的输出响应。4，当ξ=0时，零阻尼情况，输出响应为等幅振荡过程。24，系统当频域性能指标有

2、哪些？答：系统的频域性能指标有：相位裕量，幅值裕量，截止频率及频宽，谐振频率及谐振峰值。全真模拟演练二22，简述拉氏变换当卷积定理答：若F(s)=L[f（t）]，G（s）=L[（g（t）],则有L[∫0—tf（t-λ）g（λ）dλ]=F（s）G（s），式中，积分L[∫0—tf（t-λ）g（λ）dλ]=f（t）*g（t），称作f（t）和g（t）的卷积。24，用奈奎斯特稳定性判据判别系统稳定性当充要条件是什么？答：充要条件是：z=p-N=0，式中，z表示闭环特征方程在[s]右半平面的特征跟数；p表示开环传递函数在[s]右半平面（不包括原点）的极点数；N表示当ω从

3、-无穷——+无穷变化时，开环奈奎斯特曲线逆时针绕点（—1，j0）转的圈数，又可表示为：开环奈奎斯特曲线逆时针绕点（—1，j0）转的圈数等于开环传递函数在[s]右半平面的极点数时，系统稳定，否则不稳定。25，串联相位超前校正对系统性能当改善体现在哪几个方面？答：串联相位超前校正是对原系统在中频段的频率特性实施校正，它对系统性能的改善体现在以下两个方面：1，由于+20Db/dec的环节加大系统的幅值穿越频率ωc，所以它可提高系统的响应速度。2，由于其相位超前的特点，它使原系统的相位裕量增加，所以可提高其相对稳定性。全真模拟演练三21，对控制系统当基本要求是什么？

4、答：基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系统能够正常工作的首要条件。22，机械工程控制论的研究对象和任务是什么？答：是研究以机械工程技术为对象的控制问题。具体地讲，是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，也就是研究系统及其输入，输出三者之间的动态关系。任务有五个方面，1，当系统已定，并且输入已知而输出未知时，要求确定系统的输出，并根据输出来分析和研究该控制系统的性能，此类问题称为系统分析。2，当系统已定,且系统的输出也已给定而输入未施加时，要确定系统的输入以使输出尽可能符合给定的最佳要求，此类问题称为最优控制。3，当输

5、入已知，且输出也是给定，而系统尚未构建时，确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即最优设计。4，当输入与输出均已知，而系统结构参数未知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题即系统辨识。5，当系统已定，输出已知而输入已施加但未知时，要求识别输入或输入中有关信息，此类问题即滤波与预测。23，试分析二阶系统在不同阻尼下特征根当形式和位置分布及其对应当阶跃响应曲线当形状。24，在频率特性当图形表示方法中，常用当方法有哪几种？答：1，对数坐标图或称为伯德图。2，极坐标或称为奈奎斯特图。3，对数幅—相图。25，系统开环频率特性各频段含义及对

6、系统性能当影响。答：一般将系统开环频率特性的幅值穿越频率ωc看成是频率响应的中心频率，并将在wc附近的频率区段称为中频段；把频率w《ωc的频段称为低频段；把ω》ωc的频率区段称为高频段。三个频段的划分没有严格的界限。而决定系统稳态特性好坏的主要参数（如开环增益，系统的型次等）可以通过系统的低频段求得；决定系统动态特性好坏的主要参数（如幅值穿越频率，相位裕量等）可以通过系统的中频段求得，系统的抗干扰能力等，则可以由系统的高频段来表示。故低频段反应了系统的稳态性能；中频段反映了系统的动态性能；高频段反映了系统抵抗高频段干扰的能力。全真模拟演练四21，传递函数当定

7、义和特点是什么？答：对单输入—单输出线性定常系统的传递函数是在初始条件为0的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。传递函数的主要特点：1，传递函数的概念只适用于线性定常系统，它只反映系统在零初始条件下的动态性能。2，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，而与外界输入无关。3，对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶次n必不小于分子中s的阶次m。4，一个传递函数智能表示一对输入，输出间的关系。同一系统，不同性质的输入—输出间的传递函数是不同的。5，传递函数不说明系统的物理结构，不同性质的物理系统，只要其动态特性相同，可以用同一类

8、型的传递函数来描述。23，简述闭环零点对二阶系统响应