機電控制工程基礎作業(yè)-1.doc

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機電控制工程基礎第1次作業(yè) 第1章 一、簡答 1．什么是自動控制？ 2．控制系統的基本要求有哪些？ 3．什么是自動控制系統？ 4．反饋控制系統是指什么反饋？ 5．什么是反饋？什么是正反饋？什么是負反饋？ 6．什么叫做反饋控制系統？ 7．控制系統按其結構可分為哪3類？ 8．舉例說明什么是隨動系統。 9．自動控制技術具有什么優(yōu)點？ 10．對于一般的控制系統，當給定量或擾動量突然增加某一給定值時，輸出量的暫態(tài)過程可能有幾種情況？ 二、判斷 1．自動控制中的基本的控制方式有開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復合控制。 2．系統的動態(tài)性能指標主要有調節(jié)時間和超調量，穩(wěn)態(tài)性能指標為穩(wěn)態(tài)誤差。 3．如果系統的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統的控制作用沒有影響時，這樣的系統就稱為開環(huán)控制系統。 4．凡是系統的輸出端與輸入端間存在反饋回路，即輸出量對控制作用能有直接影響的系統，叫做閉環(huán)系統。 5．無靜差系統的特點是當被控制量與給定值不相等時，系統才能穩(wěn)定。 6．對于一個閉環(huán)自動控制系統，如果其暫態(tài)過程不穩(wěn)定，系統可以工作。 7．疊加性和齊次性是鑒別系統是否為線性系統的根據。 8．線性微分方程的各項系數為常數時，稱為定常系統。 第2章 一、簡答 1．什么是數學模型？ 2．建立控制系統數學模型的主要方法哪些？ 3．什么是系統的傳遞函數？ 4．單位負反饋系統的開環(huán)傳遞函數為G(s)，則其閉環(huán)傳遞函數是什么？ 5．二階閉環(huán)系統傳遞函數標準型是什么？其中的變量有什么含義？ 6．微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的傳遞函數表達式各是什么？ 7．振蕩環(huán)節(jié)包含兩種形式的儲能元件，并且所儲存的能量相互轉換，輸出量具有振蕩的性質。設振蕩環(huán)節(jié)的輸出量為xc，輸入量為xr，其運動方程式和傳遞函數是什么？ 二、判斷 1． 傳遞函數只與系統結構參數有關，與輸出量、輸入量無關。 2．對于非線性函數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，或稱微小偏差法。 3．在自動控制系統中，用來描述系統內在規(guī)律的數學模型有許多不同的形式，在以單輸入、單輸出系統為研究目標的經典控制理論中，常用的模型有微分方程、傳遞函數、動態(tài)結構圖、頻率特性等。 4. 控制系統的穩(wěn)態(tài)誤差大小取決于系統結構參數和外輸入。 5．傳遞函數是復變量s的有理真分式，分母多項式的次數n高于分子多項式的次數m，而且其所有系數均為實數。 6．在復數平面內，一定的傳遞函數有一定的零，極點分布圖與之相對應。 7．傳遞函數是物理系統的數學模型，但不能反映物理系統的性質，因而不同的物理系統不能有相同的傳遞函數。 8．自然界中真正的線性系統是不存在的。許多機電系統、液壓系統、氣動系統等，在變量之間都包含著非線性關系。 9．實際的物理系統都是線性的系統。 10． 某環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量的關系為，K是一個常數，則稱其為慣性環(huán)節(jié)。 11.慣性環(huán)節(jié)的時間常數越大，則系統的快速性越好。 12．系統的傳遞函數分母中的最高階若為n，則稱系統為n階系統 13．已知線性系統的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數G(s)，則。 14．線性化是相對某一額定工作點進行的。工作點不同，得到線性化微分方程的系數也不同。 15．若使線性化具有足夠精度，調節(jié)過程中變量偏離工作點的偏差信號必須足夠小。 三、設某系統可用下列一階微分方程 近似描述，在零初始條件下，試確定該系統的傳遞函數。 四、如圖所示為一具有彈簧、阻尼器的機械平移系統。當外力作用于系統時，系統產生位移為xo。求該系統以xi(t)為輸入量，xo(t)為輸出量的運動微分方程式。 （ 五、下圖為一具有電阻－電感－電容的無源網絡，求以電壓u為輸入，uc為輸出的系統微分方程式。 六、簡化下圖所示系統的結構圖，求系統的閉環(huán)傳遞函數。 七、如圖所示的電網絡系統，其中ui為輸入電壓，uo為輸出電壓，試寫出此系統的微分方程和傳遞函數表達式。 八、在齒輪傳動中，若忽略嚙合間隙，則主動齒輪輸入轉速n1和從動齒輪輸出轉速n2 之間的關系為n2=Z1.n1/Z2，求其傳遞函數。 G(s)=N2(s)/N1(s)=Z1/Z2 式中 Zl／Z2——主動齒輪齒數和從動齒輪齒數之比。 九、下圖所示RC網絡，輸入為電壓ur，輸出為電壓uc，求其傳遞函數。