機(jī)械控制工程基礎(chǔ)考試A卷答案

《機(jī)械控制工程根底》考試題考試時(shí)間120分鐘課程機(jī)械工程控制根底試卷A卷學(xué)號(hào)班級(jí)姓名題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分閱卷人一、填空(每空1分，共10分)1、自動(dòng)控制是在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制器使生產(chǎn)工程或被控制對(duì)象的某一物理量按預(yù)期的規(guī)律運(yùn)行。2、控制系統(tǒng)的根本聯(lián)接方式有串聯(lián)、并聯(lián)和反應(yīng)聯(lián)接。3、內(nèi)反應(yīng)是形成機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的根本原因，為到達(dá)某種目的而人為參加的反應(yīng)稱為外反應(yīng)。4、極坐標(biāo)圖(Nyquist圖)與對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(Bode圖)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系為：極坐標(biāo)圖上的單位圓對(duì)應(yīng)于Bode圖上的0分貝線；極坐標(biāo)圖上的負(fù)實(shí)軸對(duì)應(yīng)于Bode圖上的－180°線。二、選擇題(10×2分=20分)1、反應(yīng)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有(A)A、反應(yīng)回路B、慣性環(huán)節(jié)C、積分環(huán)節(jié)D、PID調(diào)節(jié)器2、自動(dòng)控制系統(tǒng)按照有無(wú)反應(yīng)來(lái)分，可以分為(D)A、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)B、閉環(huán)系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)C、恒值控制系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)D、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)3、當(dāng)系統(tǒng)的輸入和輸出時(shí)，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的問(wèn)題，稱為(B)A、最優(yōu)控制B、系統(tǒng)辯識(shí)C、系統(tǒng)校正D、自適應(yīng)控制4、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是在零初始條件下，其(B)的Laplace變換之比。A、輸入與輸出B、輸出與輸入C、輸出與偏差D、輸出與誤差5、瞬態(tài)響應(yīng)的幾個(gè)性能指標(biāo)中，不能反映系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的快速性的是(B)A上升時(shí)間trB最大超調(diào)量MpC調(diào)整時(shí)間tsD峰值時(shí)間tp6、設(shè)ωc為幅值穿越(交界)頻率，φ(ωc)為開(kāi)環(huán)頻率特性幅值為1時(shí)的相位角，那么相位裕度為(C)A180°－φ(ωc) Bφ(ωc)C180°+φ(ωc) D90°+φ(ωc)7、穩(wěn)定性裕量中，G(jω)H(jω)曲線與單位圓相交時(shí)的頻率是(B)A相位交界頻率B幅值交界頻率C截止頻率D相位穿越頻率8、以下哪一項(xiàng)不是控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)(C)A時(shí)域性能指標(biāo)B頻域性能指標(biāo)C穩(wěn)定性裕量指標(biāo)D綜合性能指標(biāo)9、某系統(tǒng)的微分方程為,它是(C)A線性系統(tǒng) B線性定常系統(tǒng)C非線性系統(tǒng) D非線性時(shí)變系統(tǒng)10、相位超前校正網(wǎng)絡(luò)的作用是以下的哪一項(xiàng)(B)A系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性得到提高B增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度C系統(tǒng)的帶寬下降D系統(tǒng)的上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間加長(zhǎng)三、簡(jiǎn)答題(每題7分，共42分)1.什么是線性系統(tǒng)，其最重要的特性是什么？答：如果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是線性的，這種系統(tǒng)就叫做線性系統(tǒng)。最重要的特點(diǎn)是適用于疊加原理〔輸出和輸入成正比〕。2.什么是時(shí)間響應(yīng)？按照控制作用的特點(diǎn)可將系統(tǒng)分為哪幾類(lèi)？答：時(shí)間響應(yīng)是指控制系統(tǒng)在輸入作用下，被控量〔即系統(tǒng)輸出〕隨時(shí)間的變化情況。按照控制作用的特點(diǎn)可將系統(tǒng)分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。3.對(duì)控制系統(tǒng)的根本要求是什么？答：1〕系統(tǒng)的穩(wěn)定性。是系統(tǒng)工作的首要條件。2〕系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。3〕系統(tǒng)響應(yīng)的準(zhǔn)確性。4.控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義是什么？答：系統(tǒng)的穩(wěn)定性指系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下偏離平衡位置，當(dāng)干擾撤消后，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)回到平衡位置的能力。5.系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是什么？答：系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)所有的特征根的實(shí)部全部小于零，或系統(tǒng)傳遞函數(shù)的所有極點(diǎn)均分布在s平面的左半平面內(nèi)。6.寫(xiě)出六種典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。答：1〕比例環(huán)節(jié)(放大環(huán)節(jié))2〕慣性環(huán)節(jié)3〕微分環(huán)節(jié)4〕積分環(huán)節(jié)5〕振蕩環(huán)節(jié)6〕延時(shí)環(huán)節(jié)四、試說(shuō)明如圖1所示液面自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理并判斷系統(tǒng)類(lèi)型?！?分〕水通過(guò)閥門(mén)控制而進(jìn)入水箱，當(dāng)水位不斷上升時(shí)，通過(guò)浮子，經(jīng)過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)使閥門(mén)關(guān)小，減小進(jìn)水流量。當(dāng)水位下降時(shí)，通過(guò)浮子反應(yīng)，經(jīng)杠桿機(jī)構(gòu)使閥門(mén)開(kāi)大。這一系統(tǒng)是用浮子作為控制器來(lái)比擬實(shí)際液面高度和理想液面高度，并通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度，對(duì)偏差進(jìn)行修正，從而保持液面高度不變。這是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。五、求以下微分方程的傳遞函數(shù)。(10分)解：在零初始條件下進(jìn)行Laplace變換：所以，六、假設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖如下圖