機(jī)電控制工程基礎(chǔ)作業(yè)-1.doc

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機(jī)電控制工程基礎(chǔ)第1次作業(yè) 第1章 一、簡(jiǎn)答 1．什么是自動(dòng)控制？ 2．控制系統(tǒng)的基本要求有哪些？ 3．什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)？ 4．反饋控制系統(tǒng)是指什么反饋？ 5．什么是反饋？什么是正反饋？什么是負(fù)反饋？ 6．什么叫做反饋控制系統(tǒng)？ 7．控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為哪3類(lèi)？ 8．舉例說(shuō)明什么是隨動(dòng)系統(tǒng)。 9．自動(dòng)控制技術(shù)具有什么優(yōu)點(diǎn)？ 10．對(duì)于一般的控制系統(tǒng)，當(dāng)給定量或擾動(dòng)量突然增加某一給定值時(shí)，輸出量的暫態(tài)過(guò)程可能有幾種情況？ 二、判斷 1．自動(dòng)控制中的基本的控制方式有開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。 2．系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)主要有調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)誤差。 3．如果系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒(méi)有影響時(shí)，這樣的系統(tǒng)就稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 4．凡是系統(tǒng)的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對(duì)控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，叫做閉環(huán)系統(tǒng)。 5．無(wú)靜差系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)被控制量與給定值不相等時(shí)，系統(tǒng)才能穩(wěn)定。 6．對(duì)于一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果其暫態(tài)過(guò)程不穩(wěn)定，系統(tǒng)可以工作。 7．疊加性和齊次性是鑒別系統(tǒng)是否為線性系統(tǒng)的根據(jù)。 8．線性微分方程的各項(xiàng)系數(shù)為常數(shù)時(shí)，稱(chēng)為定常系統(tǒng)。 第2章 一、簡(jiǎn)答 1．什么是數(shù)學(xué)模型？ 2．建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要方法哪些？ 3．什么是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？ 4．單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)，則其閉環(huán)傳遞函數(shù)是什么？ 5．二階閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)型是什么？其中的變量有什么含義？ 6．微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)式各是什么？ 7．振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲(chǔ)能元件，并且所儲(chǔ)存的能量相互轉(zhuǎn)換，輸出量具有振蕩的性質(zhì)。設(shè)振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為xc，輸入量為xr，其運(yùn)動(dòng)方程式和傳遞函數(shù)是什么？ 二、判斷 1． 傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸出量、輸入量無(wú)關(guān)。 2．對(duì)于非線性函數(shù)的線性化方法有兩種：一種方法是在一定條件下，忽略非線性因素。另一種方法就是切線法，或稱(chēng)微小偏差法。 3．在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用來(lái)描述系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學(xué)模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統(tǒng)為研究目標(biāo)的經(jīng)典控制理論中，常用的模型有微分方程、傳遞函數(shù)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、頻率特性等。 4. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和外輸入。 5．傳遞函數(shù)是復(fù)變量s的有理真分式，分母多項(xiàng)式的次數(shù)n高于分子多項(xiàng)式的次數(shù)m，而且其所有系數(shù)均為實(shí)數(shù)。 6．在復(fù)數(shù)平面內(nèi)，一定的傳遞函數(shù)有一定的零，極點(diǎn)分布圖與之相對(duì)應(yīng)。 7．傳遞函數(shù)是物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，但不能反映物理系統(tǒng)的性質(zhì)，因而不同的物理系統(tǒng)不能有相同的傳遞函數(shù)。 8．自然界中真正的線性系統(tǒng)是不存在的。許多機(jī)電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等，在變量之間都包含著非線性關(guān)系。 9．實(shí)際的物理系統(tǒng)都是線性的系統(tǒng)。 10． 某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關(guān)系為，K是一個(gè)常數(shù)，則稱(chēng)其為慣性環(huán)節(jié)。 11.慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)越大，則系統(tǒng)的快速性越好。 12．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分母中的最高階若為n，則稱(chēng)系統(tǒng)為n階系統(tǒng) 13．已知線性系統(tǒng)的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數(shù)G(s)，則。 14．線性化是相對(duì)某一額定工作點(diǎn)進(jìn)行的。工作點(diǎn)不同，得到線性化微分方程的系數(shù)也不同。 15．若使線性化具有足夠精度，調(diào)節(jié)過(guò)程中變量偏離工作點(diǎn)的偏差信號(hào)必須足夠小。 三、設(shè)某系統(tǒng)可用下列一階微分方程 近似描述，在零初始條件下，試確定該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 四、如圖所示為一具有彈簧、阻尼器的機(jī)械平移系統(tǒng)。當(dāng)外力作用于系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生位移為xo。求該系統(tǒng)以xi(t)為輸入量，xo(t)為輸出量的運(yùn)動(dòng)微分方程式。 （ 五、下圖為一具有電阻－電感－電容的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，求以電壓u為輸入，uc為輸出的系統(tǒng)微分方程式。 六、簡(jiǎn)化下圖所示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。 七、如圖所示的電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中ui為輸入電壓，uo為輸出電壓，試寫(xiě)出此系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)表達(dá)式。 八、在齒輪傳動(dòng)中，若忽略嚙合間隙，則主動(dòng)齒輪輸入轉(zhuǎn)速n1和從動(dòng)齒輪輸出轉(zhuǎn)速n2 之間的關(guān)系為n2=Z1.n1/Z2，求其傳遞函數(shù)。 G(s)=N2(s)/N1(s)=Z1/Z2 式中 Zl／Z2——主動(dòng)齒輪齒數(shù)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)之比。 九、下圖所示RC網(wǎng)絡(luò)，輸入為電壓ur，輸出為電壓uc，求其傳遞函數(shù)。