2018机械工程控制基础考试题与答案.docx

【机械工程控制基础知识点】 1. 线性控制系统是基于数学模型的线性化假设，可以使用经典控制理论进行分析和设计，而非线性控制系统则由于其内部存在非线性元素，无法直接应用线性理论。 2. 反馈控制系统通过比较输入量和反馈量的偏差来进行调节，以减小输出与期望值之间的差异，实现精确控制。 3. 0型系统的稳态误差ess在单位斜坡输入下通常不为0，这取决于系统的类型和结构。 4. 系统稳定性的一个关键标准是闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是负数，这保证了系统的响应不会发散。 5. 方框图中的基本连接方式包括串联、并联和反馈连接，反馈连接用于引入负反馈以改善系统性能。 6. 传递函数定义为在零初始条件下，系统输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比，揭示了系统动态特性。 7. 函数te-at的拉氏变换为1/(s+a)，是时间常数T和s的乘积。 8. 相频特性是系统在正弦输入下的稳态输出与其输入相位差随频率变化的关系，用于分析系统响应的相位特性。 9. 积分环节的对数幅频特性曲线斜率为-20dB/dec，意味着随着频率增加，系统增益下降20dB/倍频程。 10. 二阶系统的阻尼比为0时，系统会呈现等幅振荡，即无阻尼自由振动。 11. 1型系统在单位斜坡输入下的稳态误差为0，表明系统能够准确跟踪斜坡输入。 12. 0型系统的对数幅频特性低频段渐近线斜率为0dB/dec，高度与开环增益Kp相关。 13. 单位斜坡函数t的拉氏变换为1/s，是s的倒数。 14. 根据输入量的变化规律，控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 15. 自动控制系统的性能指标主要包括稳定性、快速性和准确性。 16. 系统的传递函数只依赖于系统的结构和参数，与输入和扰动的形式无关。 17. 二阶系统的动态性能由阻尼系数ζ和无阻尼自然振荡频率ωn共同决定。 18. 幅频特性|G(jω)|的平方等于实部R(ω)^2加上虚部L(ω)^2。 19. 0型、I型、II型系统的分类是根据开环传递函数中积分环节的个数。 20. 系统稳定的充分必要条件是所有特征根位于复平面上的左半平面。 21. 当频率从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在第四象限，呈半圆形状。 22. 正弦函数是最常用的典型输入信号，用于频域分析。 23. 二阶衰减振荡系统的阻尼比ζ应大于0且小于1，以确保振荡衰减。 24. Ts+1/s是典型的惯性环节传递函数，描述了系统的延迟和低通滤波特性。 25. 系统输出与期望值之间的偏差称为误差，是控制系统的反馈信号。 26. 线性控制系统可以用线性微分方程描述输入和输出之间的动态关系。 27. 稳定性、快速性和准确性是评价自动控制系统性能的三个基本要素。 28. 二阶系统的典型传递函数为s^2 + 2ζωns + ωn^2，其中ζ是阻尼比，ωn是无阻尼自然振荡频率。 29. 实频特性R(ω)是频率特性G(jω)的实部。 30. 控制系统按照元件特性可分为线性和非线性两大类。 31. 自动控制系统的性能要求可总结为稳定性、快速性和准确性。 32. 二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ζ的关系为ωr = √(1-ζ^2)ωn。 33. 开环和闭环控制系统是根据是否存在反馈回路来区分的。 34. 传递函数X^(s)和Xo(s)的计算通常涉及拉普拉斯变换和系统方程的求解。 35. 系统特征方程的解决定了系统的动态特性，如稳定性、超调、振荡等。 36. 脉冲响应是系统对阶跃输入的瞬态响应，反映了系统的瞬态行为。 37. 系统稳定性分析基于特征方程的根，根的位置决定了系统的稳定性状态。 38. I型系统在单位阶跃输入下有零稳态误差，而在单位加速度输入下，稳态误差与开环增益K成正比。 39. 频率响应分析通过研究系统对正弦输入的稳态响应，揭示了系统在不同频率下的幅值和相位特性。 40. 扰动分析是控制系统设计中的重要环节，旨在研究系统对外部扰动的抵抗能力。