机械系统控制.docx
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机械系统控制
机械系统控制第1次作业
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
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本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：
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一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1. 按照反馈的有无，控制系统可以分为（ ） 。
（A） 自动控制系统和人工控制系统
（B） 自动调节系统、随动系统和程序控制系统
（C） 开环控制系统和闭环控制系统
正确答案：
C
解答参考：
2. 属于系统时域数学模型的是 （ ）。
（A） 传递函数
（B） 微分方程
（C） 频率特性
正确答案：
B
解答参考：
3. 增大一阶系统的时间常数，则系统的调整时间 （ ）。
（A） 变长
（B） 变短
（C） 不变
正确答案：
A
解答参考：
4. 闭环系统的偏差为零时，意味着系统的输出 （ ）。
（A） 为零
（B） 停止改变
（C） 等于输入
正确答案：
B
解答参考：
5. 控制系统的误差一般定义为 （ ）。
（A） 给定输入量与反馈量之差
（B） 给定输入量与实际输出量之差
（C） 希望输出量与实际输出量之差
正确答案：
C
解答参考：
6. 若系统传递函数的所有 （ ）均在[s]平面的左半平面，则称其为最小相位系统。
（A） 零点
（B） 极点
（C） 零点和极点
正确答案：
C
解答参考：
7. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp（ ）
（A） 增加
（B） 减小
（C） 不变
（D） 不定
正确答案：
B
解答参考：
8. 在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是（ ）
（A） 低频段
（B） 中频段
（C） 高频段
（D） 无法反映
正确答案：
C
解答参考：
9. 开环传递函数为G（s）H（s）=, 则实轴上的根轨迹为（ ）
（A） 〔－4,∞）
（B） 〔－4,0〕
（C） （－∞,－4）
（D） 〔0,∞〕
正确答案：
B
解答参考：
10. PID控制规律是____控制规律的英文缩写。
（ ）
（A） 比例与微分
（B） 比例与积分
（C） 积分与微分
（D） 比例、积分与微分
正确答案：
D
解答参考：
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四、主观题（共6道小题）
11. 根轨迹全部在根平面的______部分时，系统总是稳定的。
参考答案：
左半
12. 信号流图中，节点可以把所有____的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的___。
参考答案：
输入支路 输出支路
13. 剪切频率ωc不仅影响系统的____还影响动态过程的____。
参考答案：
相位裕量 调整时间
14. 对控制系统的基本要求，并加以解释
参考答案：
答：
对控制系统的基本要求一般可归纳为：
稳定性、快速性、准确性。
稳定性是指系统抵抗动态过程振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。
输出量偏离平衡状态后应该随着时间而收敛，并且最后回到最初的平衡状态。
稳定性的要求是系统工作的必要条件。
响应的快速性是指当系统输出量与给定的量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度。
响应的准确性是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差程度，这也是衡量系统工作性能的重要指标。
15. 传递函数的概念
参考答案：
答：
对于线性定常系统，在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为系统的传递函数。
16. 控制系统稳定的必要和充分条件
参考答案：
答：
稳定系统的特征方程根必须全部具有负实部;反之，若特征根中有一个或一个以上具有正实部时，则系统必须为不稳定。
机械系统控制第2次作业
（注意：
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本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下：
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1. 系统能正常工作的首要条件是 （ ）。
（A） 快速性
（B） 稳定性
（C） 准确性
正确答案：
B
解答参考：
2. 系统的传递函数是在零初始条件下，其 的Laplace变换之比 （ ）
（A） 输入与输出
（B） 输出与输入
（C） 输出与偏差
正确答案：
B
解答参考：
3. 二阶系统的动态性能指标中，调整时间ts反映了系统的 （ ）。
（A） 稳定性
（B） 快速性
（C） 准确性
正确答案：
B
解答参考：
4. 二阶系统的下列动态性能指标中， 仅与阻尼比有关 （ ）。
（A） 最大超调量
（B） 上升时间
（C） 调整时间
正确答案：
A
解答参考：
5. 系统稳定的充要条件是系统传递函数的所有 （ ） 均具有负实部。
（A） 零点
（B） 极点
（C） 零点和极点
正确答案：
B
解答参考：
6. 增大系统的开环增益，则系统的稳定性 （ ）。
（A） 变差
（B） 变好
（C） 不变
正确答案：
A
解答参考：
7. 运算放大器具有_____的优点。
（A） 输入阻抗高，输出阻抗低
（B） 输入阻抗低，输出阻抗高
（C） 输入阻抗高，输出阻抗高
（D） 输入、输出阻抗都低
正确答案：
A
解答参考：
8. 对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（ ）
（A） 充分条件
（B） 必要条件
（C） 充分必要条件
（D） 以上都不是
正确答案：
C
解答参考：
9. 进行串联滞后校正后，校正前的穿越频率ωc与校正后的穿越频率 的关系，通常是（ ）
（A） ωc=
（B） ωc>
（C） ωc<
（D） ωc与无关
正确答案：
B
解答参考：
10. 比例环节的频率特性相位移θ（ω）=（ ）
（A） 90°
（B） －90°
（C） 0°
（D） －180°
正确答案：
C
解答参考：
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四、主观题（共7道小题）
11. 系统渐近稳定的充分必要条件是闭环控制系统传递函数的_____都具有____。
参考答案：
全部极点 负实部
12. 增加极点对系统的_____性能是不利的。
参考答案：
动态
13. 自动控制、自动控制理论的概念及自动控制理论和自动控制系统的分类
参考答案：
答：
所谓自动控制，就是采用控制装置使被控对象的受控物理量能够在一定的精度范围内，按照给定的规律变化，达到控制的目的。
自动控制理论是关于自动控制系统的组成、分析和设计的理论。
自动控制理论划分为经典控制理论和现代控制理论两部分。
自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
14. 建立数学模型的两种基本方法，分别加以描述
参考答案：
答：
建立数学模型有两种基本方法：
机理分析法和实验辨识法。
机理分析法是通过理论推导得出，这种方法是根据各环节所遵循的物理规律（如力学、运动学、电磁学、热学等）来编写;实验辨识法是由实验求取，即根据实验数据通过整理编写出来。
15. 画出闭环控制系统中各名词的含意
参考答案：
答：
控制元件 控制元件的作用是产生控制信号;
反馈元件 它产生与被控量有一定函数关系的反馈信号;比较元件 它产生偏差信号，该信号反映控制信号与反馈信号的差值;
放大变换元件 把偏差信号放大并对信号的能量形式（电气、机械、液压等）进行变换的元件;
执行元件 直接对被控对象进行控制的元件;被控对象 就是控制系统进行控制的对象
16. 二阶系统域分析的性能指标
参考答案：
上升时间 系统响应曲线从零时刻至第一次到达稳定值所需的时间，定义为上升时间。
对于过阻尼系统的过渡过程来说，一般把稳态值的10%上升到90%所需的时间定义为上升时间。
峰值时间 响应曲线从零时刻达到第一个峰值所需的时间，定义为峰值时间。
最大超调量调整时间 系统输出与其对应于输入的终值之间的偏差达到容许范围所需的时间，定义为调整时间。
振荡次数
17. 频率响应、频率特性的概念
参考答案：
答：
在正统输入信号的作用，系统输出的稳态分量称为频率响应。
系统频率响应与正统输入信号之间的关系称为频率特性。
机械系统控制第3次作业
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
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）
本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下：
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1. 按照反馈的有无，控制系统可以分为（ ） 。
（A） 自动控制系统和人工控制系统
（B） 自动调节系统、随动系统和程序控制系统
（C） 开环控制系统和闭环控制系统
正确答案：
C
解答参考：
2. 系统能正常工作的首要条件是 （ ）。
（A） 快速性
（B） 稳定性
（C） 准确性
正确答案：
B
解答参考：
3. 系统的传递函数是在零初始条件下，其 的Laplace变换之比 （ ）
（A） 输入与输出
（B） 输出与输入
（C） 输出与偏差
正确答案：
B
解答参考：
4. 增大一阶系统的时间常数，则系统的调整时间 （ ）。
（A） 变长
（B） 变短
（C） 不变
正确答案：
A
解答参考：
5. 闭环系统的偏差为零时，意味着系统的输出 （ ）。
（A） 为零
（B） 停止改变
（C） 等于输入
正确答案：
B
解答参考：
6. 二阶系统的下列动态性能指标中， 仅与阻尼比有关 （ ）。
（A） 最大超调量
（B） 上升时间
（C） 调整时间
正确答案：
A
解答参考：
7. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp（ ）
（A） 增加
（B） 减小
（C） 不变
（D） 不定
正确答案：
B
解答参考：
8. 运算放大器具有_____的优点。
（ ）
（A） 输入阻抗高，输出阻抗低
（B） 输入阻抗低，输出阻抗高
（C） 输入阻抗高，输出阻抗高
（D） 输入、输出阻抗都低
正确答案：
A
解答参考：
9. 在伯德图中反映系统抗高频干扰能力的是（ ）
（A） 低频段
（B） 中频段
（C） 高频段
（D） 无法反映
正确答案：
C
解答参考：
10. 对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（ ）
（A） 充分条件
（B） 必要条件
（C） 充分必要条件
（D） 以上都不是
正确答案：
C
解答参考：
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
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）
四、主观题（共5道小题）
11. 根轨迹全部在根平面的______部分时，系统总是稳定的。
参考答案：
左半
12. 增加极点对系统的_____性能是不利的。
参考答案：
动态
13. 对控制系统的基本要求，并加以解释
参考答案：
答：
对控制系统的基本要求一般可归纳为：
稳定性、快速性、准确性。
稳定性是指系统抵抗动态过程振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。
输出量偏离平衡状态后应该随着时间而收敛，并且最后回到最初的平衡状态。
稳定性的要求是系统工作的必要条件。
响应的快速性是指当系统输出量与给定的量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度。
响应的准确性是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差程度，这也是衡量系统工作性能的重要指标。
14. 画出闭环控制系统中各名词的含意
参考答案：
答：
控制元件 控制元件的作用是产生控制信号;
反馈元件 它产生与被控量有一定函数关系的反馈信号;比较元件 它产生偏差信号，该信号反映控制信号与反馈信号的差值;
放大变换元件 把偏差信号放大并对信号的能量形式（电气、机械、液压等）进行变换的元件;
执行元件 直接对被控对象进行控制的元件;被控对象 就是控制系统进行控制的对象
15. 控制系统稳定的必要和充分条件
参考答案：
答：
稳定系统的特征方程根必须全部具有负实部;反之，若特征根中有一个或一个以上具有正实部时，则系统必须为不稳定。
机械系统控制第4次作业
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
）
本次作业是本门课程本学期的第4次作业，注释如下：
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1. 属于系统时域数学模型的是 （ ）。
（A） 传递函数
（B） 微分方程
（C） 频率特性
正确答案：
B
解答参考：
2. 系统的传递函数是在零初始条件下，其 的Laplace变换之比 （ ）
（A） 输入与输出
（B） 输出与输入
（C） 输出与偏差
正确答案：
B
解答参考：
3. 二阶系统的动态性能指标中，调整时间ts反映了系统的 （ ）。
（A） 稳定性
（B） 快速性
（C） 准确性
正确答案：
B
解答参考：
4. 闭环系统的偏差为零时，意味着系统的输出 （ ）。
（A） 为零
（B） 停止改变
（C） 等于输入
正确答案：
B
解答参考：
5. 系统稳定的充要条件是系统传递函数的所有 （ ） 均具有负实部。
（A） 零点
（B） 极点
（C） 零点和极点
正确答案：
B
解答参考：
6. 若系统传递函数的所有 （ ）均在[s]平面的左半平面，则称其为最小相位系统。
（A） 零点
（B） 极点
（C） 零点和极点
正确答案：
C
解答参考：
7. 运算放大器具有_____的优点。
（A） 输入阻抗高，输出阻抗低
（B） 输入阻抗低，输出阻抗高
（C） 输入阻抗高，输出阻抗高
（D） 输入、输出阻抗都低
正确答案：
A
解答参考：
8. PID控制规律是____控制规律的英文缩写。
（ ）
（A） 比例与微分
（B） 比例与积分
（C） 积分与微分
（D） 比例、积分与微分
正确答案：
D
解答参考：
9. 如果系统中加入一个微分负反馈，将使系统的超调量σp（ ）
（A） 增加
（B） 减小
（C） 不变
（D） 不定
正确答案：
B
解答参考：
10. 对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（ ）
（A） 充分条件
（B） 必要条件
（C） 充分必要条件
（D） 以上都不是
正确答案：
C
解答参考：
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
）
四、主观题（共8道小题）
11. 根轨迹全部在根平面的______部分时，系统总是稳定的。
参考答案：
左半
12. 系统渐近稳定的充分必要条件是闭环控制系统传递函数的_____都具有____。
参考答案：
全部极点 负实部
13. 信号流图中，节点可以把所有____的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的___。
参考答案：
输入支路 输出支路
14. 增加极点对系统的_____性能是不利的。
参考答案：
动态
15. 剪切频率ωc不仅影响系统的____还影响动态过程的____。
参考答案：
相位裕量 调整时间
16. 自动控制、自动控制理论的概念及自动控制理论和自动控制系统的分类
参考答案：
答：
所谓自动控制，就是采用控制装置使被控对象的受控物理量能够在一定的精度范围内，按照给定的规律变化，达到控制的目的。
自动控制理论是关于自动控制系统的组成、分析和设计的理论。
自动控制理论划分为经典控制理论和现代控制理论两部分。
自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
17. 二阶系统域分析的性能指标
参考答案：
上升时间 系统响应曲线从零时刻至第一次到达稳定值所需的时间，定义为上升时间。
对于过阻尼系统的过渡过程来说，一般把稳态值的10%上升到90%所需的时间定义为上升时间。
峰值时间 响应曲线从零时刻达到第一个峰值所需的时间，定义为峰值时间。
最大超调量调整时间 系统输出与其对应于输入的终值之间的偏差达到容许范围所需的时间，定义为调整时间。
振荡次数
18. 频率响应、频率特性的概念
参考答案：
答：
在正统输入信号的作用，系统输出的稳态分量称为频率响应。
系统频率响应与正统输入信号之间的关系称为频率特性。
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