機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題匯總

1、第六章10.一般說來，如果增大幅值穿越頻率c的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts( B )A.增大 B.減小 C.不變 D.不定11.已知f(t)=a+bt，則它的拉氏變換式為( B )A.+b B. C. D. 11. 復(fù)合控制器必定具有( D )A. 順序控制器 B. CPU C. 正反饋 D. 前饋控制器13. 一般說來，如果增大幅值穿越頻率c的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts( B )A. 產(chǎn)大 B. 減小 C. 不變 D. 不定10.一般來說，引入微分負(fù)反饋將使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的最大超調(diào)量( B )A.增加 B.減小 C.不變 D.不定11.在采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，執(zhí)行實(shí)時(shí)算法程序

2、所花費(fèi)的時(shí)間總和最好應(yīng)小于采樣周期的( A ) B.0.2 C6.步進(jìn)電機(jī)一般用于（A）控制系統(tǒng)中。A.開環(huán)B.閉環(huán) C.半閉環(huán) D.前饋11.PD稱為（B）控制算法。A.比例B.比例微分 C.比例積分D.比例積分微分13.如果增加相位裕量m，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的最大超調(diào)量%為（C）。A.增大B.不變 C.減小D.不能確定10若考慮系統(tǒng)抑制干擾的能力，選擇采樣周期的一條法則是：采樣速率應(yīng)選為閉環(huán)系統(tǒng)通頻帶的【 D 】 A5倍 B8倍 C10倍 D10倍以上 11在數(shù)控系統(tǒng)中，軟伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)增益Ka為【 B 】 A(25)1s B(850)1s C(50100)1s D(120150)1s 10

3、若考慮對系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響，采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的采樣周期應(yīng)選為系統(tǒng)最小時(shí)間常數(shù)的 【 A 】 A(O.11)倍 B2倍 C5倍 D10倍11在串聯(lián)校正的比例積分微分(PID)控制器中，I的作用是 【 C 】 A改善穩(wěn)定性B加快系統(tǒng)響應(yīng)速度 C提高無靜差度 D增大相位裕量10.在最佳阻尼比條件下，伺服系統(tǒng)的自然頻率wn唯一取決于 【 C 】 A.速度環(huán)開環(huán)增益 B.電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù) C. 速度環(huán)開環(huán)增益與電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù)之比 D. 速度環(huán)開環(huán)增益與電動(dòng)機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù)之積11在伺服系統(tǒng)中，若要提高系統(tǒng)無靜差度，可采用串聯(lián) 【 A 】 A.PI校正 B.P校正 C.PD校正 D.D校正7PID控制器

4、中，P的作用是 【 A 】 A降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差 B增加系統(tǒng)穩(wěn)定性 C提高系統(tǒng)無靜差度 D減小系統(tǒng)阻尼7采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，若考慮系統(tǒng)的抑制干擾能力時(shí)，采樣速率應(yīng)為閉環(huán)系統(tǒng)通頻帶的【 A 】 A .10倍以上 B5倍 C .2倍 D.(0.11)倍8PID控制器中，P的含義是 【 D 】 A.前饋B.微分C.積分D.比例(2011 07)9.在軟伺服系統(tǒng)中，一般認(rèn)為速度環(huán)的閉環(huán)增益最好為系統(tǒng)的【 】 倍B.24倍C.5倍D.10倍1PID控制器中，I的作用是 【 A 】A提高系統(tǒng)誤差精度 B增加系統(tǒng)通頻帶 C加快系統(tǒng)調(diào)整時(shí)間 D減小系統(tǒng)伺服剛度2.要求系統(tǒng)響應(yīng)應(yīng)以零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤輸入信號(hào)可采用 （C

5、） A.前饋控制器B.PI控制器C.復(fù)合控制器D.反饋控制器3.一般說來，如果增大自然頻率n的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts將 ( B )A.增大 B.減小 C.不變 D.不定4. 在伺服系統(tǒng)中，若要提高系統(tǒng)無靜差度，可采用串聯(lián) 【 A 】 A.PI校正 B.P校正 C.PD校正 D.D校正5. 伺服系統(tǒng)的輸入可以為（B） A.模擬電流B.模擬電壓C.控制信號(hào)D.反饋信號(hào)6. 伺服系統(tǒng)一般包括控制器、受控對象、比較器和（D）等部分 A.換向結(jié)構(gòu)B.轉(zhuǎn)化電路C.存儲(chǔ)電路D.反饋測量裝置7. 下列那一項(xiàng)是反饋控制系統(tǒng)（） A.順序控制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)C.數(shù)控機(jī)床D.工業(yè)機(jī)器人8. PD稱為（

6、B）控制算法。A.比例B.比例微分 C.比例積分D.比例積分微分9. 已知f(t)=（t）+3，則它的拉氏變換式為( A )A. 1+ B. C. D. 10. 位置環(huán)采用PI控制器,伺服系統(tǒng)對參考輸入做到了(B) A.一階無靜差B. 二階無靜差C. 三階無靜差D.不起作用二、簡答題1、按照系統(tǒng)信號(hào)傳遞方式，伺服系統(tǒng)有哪幾種類型?（2011）答：模擬式伺服系統(tǒng)、參考脈沖系統(tǒng)、采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)）（模擬電壓、參考脈沖信號(hào)、二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)）2、閉環(huán)伺服系統(tǒng)由哪幾部分組成?(2011)答: 控制器、受控對象、比較器和反饋測量裝置等部分3半閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)是什么?答: （1）伺服

7、系統(tǒng)中，當(dāng)位置傳感器安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸上，用以間接測量工作臺(tái)的位移時(shí)，這種間接測量的系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)。 （2）特點(diǎn)：可以避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)非線性引起系統(tǒng)產(chǎn)生極限環(huán)和爬行振蕩，比全閉環(huán)系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)，可節(jié)省投資。4在實(shí)際系統(tǒng)中，數(shù)字PID控制器的兩種實(shí)現(xiàn)方式是什么?答 ：（1）在雙傳感器系統(tǒng)中，PI由微處理器位置控制器實(shí)現(xiàn)，D的作用由測速機(jī)負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)； （2）在單個(gè)位置傳感器的系統(tǒng)中，PID由微型機(jī)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。5全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)是什么?答：伺服系統(tǒng)中，當(dāng)位置傳感器安裝于輸出軸（工作臺(tái)）上時(shí)，傳感器直接測量工作臺(tái)移動(dòng)，這種直接測量的系統(tǒng)統(tǒng)稱為全閉環(huán)系統(tǒng)。特點(diǎn)：對輸出進(jìn)行直接控制，可以獲得十分良好

8、的控制精度。但受機(jī)械傳動(dòng)部件的非線性影響嚴(yán)重，只有在要求高精度的場合，才使用全閉環(huán)系統(tǒng)。20026. 復(fù)合控制器答：在反饋控制器的基礎(chǔ)上附加一個(gè)前饋控制器，二者的組合稱為復(fù)合控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以零穩(wěn)定誤差跟蹤已知的輸入信號(hào)。7. 伺服系統(tǒng)的剛度答：伺服系統(tǒng)的剛度定義為輸出軸的單位位置誤差做承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。8閉環(huán)技術(shù)答：將反饋控制技術(shù)與傳感器相結(jié)合，可構(gòu)成閉環(huán)測量系統(tǒng)。9. 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)19采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)答：采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)參與閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，其輸入往往是由上位機(jī)生成并經(jīng)過精插補(bǔ)的參考指令，輸出是轉(zhuǎn)軸的角位移或工作臺(tái)的線位移。三、計(jì)算題1、解：（2011）2. 最小相位系統(tǒng)的開

9、環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性如圖所示。試求開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)。解：由對數(shù)幅頻漸近特性可知：22某直流電機(jī)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題22圖所示，已知：=0.05s，Ra=4，KvKt=0.1N·mA，Kf=O.1V·srad，Kp=10Vrad， 求：（1）Td=0.002 N·m時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差essT； （2）伺服剛度KR。22某伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題22圖所示，已知：Kp=60Vrad，Kf=O.24V·srad， Kn=2.5×103VV，Kt=7.1N·mA求：(1)系統(tǒng)增益Kv： (2)伺服剛度KR。30已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題30圖所示。(1)若=2

10、5，=0，求階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量( 定義：=100% )和 調(diào)節(jié)時(shí)間 (取=±005) （2）當(dāng)=25，欲使系統(tǒng)為最佳阻尼，確定的值。四、簡單應(yīng)用題答：五、綜合應(yīng)用題1、（2011）解：P20826某位置反饋系統(tǒng)如題26圖所示，已知：電動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)T=0.2s，K=0.1V(。)， K=400(rmin)V，K=05。(rmin.s)，求： 。 (1)=0時(shí),系統(tǒng)的最大超調(diào)量%和調(diào)整時(shí)間t(按=±2計(jì)算)； (2)欲使系統(tǒng)具有最佳阻尼比，增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋校正，確定的值； (3)校正后，系統(tǒng)的開環(huán)增益K及單位速度輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差。 26控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題26圖所示，已知G(s

11、)= ，Gc(s)=Ts+l (1)當(dāng)T=0時(shí)，試確定系統(tǒng)的自然頻率n，阻尼比和最大超調(diào)量%； (2)欲希望系統(tǒng)成為最佳阻尼比狀態(tài)，試確定T值；(3)校正后，系統(tǒng)的開環(huán)增益和單位速度輸人時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差essv。 20052004200326.某伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，其中Kp、Ti均為正數(shù)，試確定使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，Kp、Ti取值的條件。30.已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。選擇K1和K2，使系統(tǒng)性能滿足：20%和ts=1.8s。求系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)Kp、Kv和Ka。32.設(shè)單位反饋系統(tǒng)如圖所示，已知T1=0.5s,T2=0.05s，為使系統(tǒng)獲得最大的相應(yīng)裕量m，試確定此時(shí)的K值及相應(yīng)的m值。浙江省

12、200323.二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示：設(shè)k1=0.4,k2=1.0,T1=11）求系統(tǒng)固有頻率，阻尼比；2）求系統(tǒng)增益ks；3）求系統(tǒng)靈敏度k。26.繪出由感應(yīng)同步器等組成的工作臺(tái)閉環(huán)伺服系統(tǒng)框圖。200232.某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= =(1) 確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時(shí)滿足： 在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essa0.2，幅值穿越(截止)頻率c=5(2) 計(jì)算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量m。32.(1)開環(huán)傳函G(s)=Gc(s)Gp(s)= (2)確定Kp和Td 由essa= 取Kp=2.5 在 1+25T (3

13、)相應(yīng)的30.二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。設(shè)K1=0.1, K2=10,T1=0.5s(1)求系統(tǒng)對r(t)的階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%及調(diào)節(jié)時(shí)間ts(取=±5%);(2)求系統(tǒng)增益Ks及伺服剛度KR;(3)求r(t)=1+t及n(t)=0.1共同作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。30.(1)G(s)=1型v=p= (2)性能指標(biāo) ts=(3)系統(tǒng)增益與伺服剛度 Ks=Kv=K1K2=1， KR=K1=0.1 （4） essr= essn=-26.某二階系統(tǒng)如圖所示(1)求系統(tǒng)對r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量%和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。(2)求r(t)=1+t,n(t)=0.1共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。26.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達(dá)式 C(s)=CR(s)+CN(s)= E(s)=R(s)-C(s)=1-R(s)- (2)求 ts= (3)求ess 二