1、(1)何謂控制系統，開環系統與閉環系統有哪些區別?控制系統是指系統的輸出能按照要求的參考輸入或控制輸入進行調節的。開環系統構造簡單、不存在不穩定問題、輸出量不用測量；閉環系統有反饋、控制精度 高、結構復雜、設計時需要校核穩定性。(2)什么叫相位欲量？什么叫幅值裕量？相位裕量是指在乃奎斯特圖上，從原點到乃奎斯特圖與單位圓的交點連一直線，該直線與負實軸的夾角。幅值裕量是指在乃奎斯特圖上，乃奎斯特圖與負實軸交點處幅值的倒數。(3)試寫出PID控制器的傳遞函數？kp kD KI/s(4)什么叫校正(或補償)？所謂校正，就是指在系統中增加新的環節或改變某些參數，以改善系統性能的方 法。(5)請簡述順饋校

2、正的特點？順饋校正的特點是在干擾引起誤差之前就對它進行近視補償，以便及時消除干擾的影響。(6)傳遞函數的主要特點有哪些？傳遞函數反映系統本身的動態特性，只與本身參數結構有關，與外界輸入無關對于物理可實現系統，傳遞函數分母中s的階數必不少于分子中s的階數，傳遞 函數不說明系統的物理結構，不同的物理結構系統，只要他們的動態特性相同， 其傳遞函數相同(7)機械控制工程主要研究并解決的問題是什么？當系統已定，并且輸入知道時，求出系統的輸出，并通過輸出來研究系統本身的 有關問題，即系統分析當系統已定，且系統的輸出也已給出，要確定系統的輸入應使輸出盡可能符合給定的最佳要求，即系統的最優控制當輸入已知，且輸

3、出也已給定時，確定系統應使得輸出盡可能符合給定的最佳要 求，即最優設計當系統的輸入與輸出均已知時，求出系統的結構與參數，即建立系統的數學模型, 即系統的識別 當系統已定，輸出已知時，以識別輸入或輸入中的有關信息，即濾液與預測(8)在系統校正中，常用的性能指標有哪些？時域性能指標，包括瞬態響應指標(即上升時間、峰值時間、最大超調量、調整 時間)和穩態性能指標(即穩態誤差)頻域性能指標，包括相位裕量、幅值裕量、截止頻率、帶寬(9)求拉氏變換的方法有哪些？1 .查表法2 .有理函數法3 .部分分式法(10)簡述二階欠阻尼系數 ，Wn與性能指標MP(超調量)、Ts (調整時間)的 關系二階欠阻尼系統若

4、 不變，增大(或減小)Wn,則超調量MP不變，調整時間 Ts減小(或增大)；若 Wn不變，增大(或減小) ，則超調量MP減小(或 增大)，調整時間Ts減小(或增大)(11)簡述串聯超調校正環節的作用？作用：串聯超前校正環節增大了相位裕量， 加大了帶寬，這就意味著提高了系統 的相對穩定性，加快了系統的響應速度，使過渡過程得到了顯著改善。但由于系 統的增益和型次都未變化，所以穩態精度變化不大。(13)終值定理的應用條件是什么？若函數f (t)及其一階導數都是可拉氏變換的，并且除在原點處唯一的極點外，sF (s)在包含jw軸的右半平面內是解析的，(這就意味著當 t- 時，f (t) 趨近于一個確定的

5、值，)則函數 f (t)的終值為limt f limF(s) s o(14)什么叫系統分析？當系統已定，并且輸入知道時，求出系統的輸出響應，并通過輸出來研究系統本 身的有關問題，即系統分析(15)對數坐標圖的主要優點有哪些？可以將幅值相乘轉化為幅值相加，便于繪制多個環節組成的系統的對數頻率特性 圖可以采用漸近線近視的作圖方法繪制對數幅頻圖，簡單方便，尤其是在控制系統 設計、校正及系統識別等方面，優點更為突出對數分度有效地擴展了頻數范圍， 尤其是低頻段的擴展，對工程系統設計具有重要意思。(16)簡述拉氏變換中部分分式法的步驟？部分分式法是通過代數運算，先將一個復雜的象函數化為數個簡單的部分分式之

6、 和，冉分別求出各個分式的原函數，總的原函數即可求得(17)請寫出超前校正裝置的傳遞函數， 如果將它用于串聯校正，可以改善系統 的什么性能？GC(S) 1 Ts 1,1,可增加相位欲度，調整頻帶寬度Ts 1(18)影響系統穩態誤差的因數有哪些？影響系統穩態誤差的因數有系統的類型、開環增益和輸入信號(19)什么叫機械系統的動軟度和動剛度？若機械系統的輸入為力，輸出為位移，則機械系統的頻率特性就是機械系統的動 柔度；機械系統的頻率特性的倒數就是機械系統的動剛度(20)對控制系統的基本要求是什么？對控制系統的基本要求有系統的穩定性、響應的快速性和響應的準確性，其中系 統的穩定性是控制系統工作的首要條

7、件；在參數已知的情況下分析和評價系統的 穩定性、快速性和準確性(21)什么是數學模型？數學模型是系統動態特性的數學表達式。建立數學模型是分析、研究一個動態系 統特性的前提，一個合理的數學模型應以最簡化的形式， 準確地描述系統的動態 特性(22)線性系統的主要特征是什么？若系統的數學模型表達式是線性的，則這種系統就是線性系統。線性系統重要的 特征是可以運用疊加原理，所謂疊加原理，就是系統在幾個外加力作用下所產生 的相應，等于各個外加作用單獨作用的響應之和(23)簡述系統時間響應的概念？機械工程系統在外加力作用激勵下其輸出量隨時間變化的函數關系稱之為系統 的時間響應，通過時間響應的分析可以揭示系統

8、本身的動態特性（ 24）在頻率特性的圖形表示方法中，常用的方法有哪幾種？共有三種：對數坐標圖或稱伯德圖極坐標圖或稱乃奎斯特圖對數幅- 相圖。（ 25）判斷定常系統是否穩定的方法有哪幾種？勞斯判據；胡爾維茨判據；乃奎斯特穩定性判據；根軌跡法（ 26）反饋校正和串聯校正相比，所具有的有點是那些？利用反饋能有效地改變被包圍環節的動態結構參數，甚至在一定條件下能用反饋完全取代包圍環節，從而大大減弱這部分環節由于特性參數變化及各種干擾給系統帶來的不利影響（ 27）什么是反饋（包括正反饋和負反饋）所謂信息的反饋，就是把一個系統的輸出信號不斷直接地或經過中間變化后全部或部分地返回，再輸入到系統中去，如果反饋

9、回去的信號與原系統的輸入信號的方向相反（或相位差180°）則稱之為“負反饋”；如果方向或相位相同，則稱之為“正反饋”（ 28）勞斯- 胡爾維茨穩定性判據的根據是什么？利用特征方程式的根與系數的代數關系，由特征方程中的已知系數間接判斷出方程的根是否具有負實部，從而判定系統是否穩定（ 29）采用何種方式可以同時減少或消除控制輸入和干擾作用下的穩態誤差？在干擾作用點至系統輸入口的前向通道中，提高增益和設置積分環節（ 31）系統的頻域性能指標有那些？相位裕量、幅值裕量、截止頻率及頻寬、諧振頻率和諧振峰值（ 32）頻率特性和傳遞函數的關系是什么？若系統的傳遞函數為G （s）,則相應系統的頻率特

10、性為G（jw）,即將傳遞函數中 的 s 用 jw 替代（ 33） 請寫出滯后校正裝置的傳遞函數，如果將它用于串聯校正，可以改善系統的什么性能？G（s）=Ts+1/aTs+1 ，提高系統的穩態精度（ 34）什么是系統頻率特性的截止頻率？系統閉環頻率特性的幅值下降到其零頻率幅值以下3dB時的頻率(35)系統時間響應的瞬時響應反映哪方面的性能？而穩態響應反映哪方面的性能？瞬態響應反映了系統的穩定性和響應的快速性等方面的性能，而穩態響應反映了系統響應的準確性(36)當系統的阻尼比滿足什么條件時，二階系統特征方程的根為兩個不相等的負實根？二階系統的特征方程為：s2 2 wn wn2 0,特征根為s1,2

11、 wn wn2 1, 要使根具有兩個不相等的負實根，必須滿足wn 0 2 101(37)請簡述拉斯變換的卷積定理？f(t )g( )d F(s).G(s)若 F(S) L f(t) ,G(S) L g(t), 則有L 0 t式中 0f(t)g( )df*g(t),稱作f (t)和g (t)的卷積(38)已知零初始條件下某系統的單位脈沖響應，能否求出該系統的閉環傳遞函數？若可以，如何求？可以，將零初始條件下單位脈沖響應求拉斯變換即為該系統的閉環傳遞函數(39)控制系統穩定性的定義是什么？系統在受到外界擾動作用時，其被控制量將偏離平衡位置，當這個擾動作用去除 后，若系統在足夠長的時間內能恢復到其原

12、來平衡狀態或者趨于一個給定的新的 平衡狀態，則該系統是穩定的(40)試從控制的觀點分析反饋校正的特點？反饋校正能有效地改變被包圍環節的動態結構參數，甚至在一定條件下能用反饋 校正完全取代包圍環節，從而大大減弱這部分環節由于特性參數變化及各種干擾 給系統帶來的不利影響(41)實現校正的方式有哪幾種？ t串聯校正、并聯校正和PID校正1. 已知零初始條件下某系統的單位脈沖響應，能否求出該系統閉環傳遞函數？如何求？答：可以。將零初始條件下單位脈沖響應求出拉氏變換即為該系統的閉環傳遞函 數。2. 一階系統的閉環極點越靠近S 平面原點，其單位階躍響應速度應越快還是越慢 ?為什么？答：一階系統越靠近S 平

13、面原點，其階躍響應速度越慢。3. 什么是主導極點？答： 主導極點就是所有閉環極點中距離軸最近的，而且周圍也沒有其他閉環零點的閉環極點，主導極點對系統的響應起主導作用。4. 采用何種方式可以同時減小或消除控制輸入和干擾作用下的穩態誤差？答：為了降低由擾動引起的誤差，可以增大擾動作用點前面的傳遞函數G( 0)的值，也可以再擾動點前加入積分環節。5. 最小相位系統和非最小相位系統的頻率特性有何異同？答： 兩者的幅值頻率相同，但是相位頻率不通非最小相位系統的相角變化絕對值比最小相位系統的相角變化絕對值大。6. 簡述相位超前，相位滯后校正的優缺點是什么？答：相位超前校正：加快系統響應速度，提高系統穩定性。穩態精度變化不大。相位滯后校正：提高穩態精度，提高系統穩定性。降低了系統響應速度。7. 試闡述繪制伯德圖的一般方法步驟。答： 1. 有傳遞函數求出頻率特性并將其化為典型環節特性相乘的形式。2. 求出各環