机械工程控制基础简答题最新版本
机械工程控制基础-----填空简答题知识点
1、反馈：输出信号被测量环节引回到输入端参与控制的作用。
2、开环控制系统与闭环控制系统的根本区别：有无反馈。
3、线性及非线性系统的定义及根本区别：当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统的称为线性系统。
非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。
根本区别：线性系统遵从叠加原理，而非线性系统不然。
4、传递函数的定义及特点：零初始条件下，系统输出量的拉斯变换与输入量的拉斯变换的比值。
用G〔s〕表示。
特点：1〕、传递函数是否有量纲取决于输入与输出的性质，同性质无量纲。
2〕、传递函数分母中S的阶数必n不小于分子中的S的阶数m，既n=>m ,因为系统具有惯性。
3〕、假设输入已给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。
4〕、物理量性质不同的系统，环节和元件可以具有相同类型的传递函数。
5〕、传递函数的分母与分子分别反映系统本身与外界无关的固有特性和系统同外界的关系。
5、开环函数的定义：前向通道传递函数G〔s〕与反馈回路传递函数H(s)之积。
6、时间响应的定义和组成：系统在激励信号作用下，输出随时间的变化关系。
按振动来源分为：零状态响应和零输入响应。
按振动性质：自由响应和强迫响应。
7、瞬态性能指标以及反映系统什么特性：性能指标：上升时间tr、峰值时间tp、最大超调量Mp、调整时间ts、振荡次数N。
这些性能指标主要反映系统对输入的响应的快速性。
8、稳态误差的定义及计算公式：系统进入稳态后的误差。
稳态误差反映稳态响应偏离系统希望值的程度。
衡量控制精度的程度。
稳态误差不仅取决于系统自身结构参数，而且与输入信号有关。
系统误差：输入信号与反馈信号之差。
9、减少输入引起稳态误差的措施：增大干扰作用点之前的回路的放大倍数K1，以及增加这一段回路中积分环节的数目。
10、频率响应的概念：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。
11、频率特性的组成：幅频特性和相频特性。
12、稳定性的概念：系统在扰动作用下，输出偏离原平衡状态，待扰动消除后，系统能回到原平衡状态〔无静差系统〕或到达新的平衡状态〔有静差系统〕。
机械工程控制基础考试题(卷)完整版
机械控制工程基础一、填空题1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。
2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。
3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。
4. 根据系统输入量变化的规律，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。
5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分程来描述。
6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。
7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 程来描述。
8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个面：稳定性、 快速性 和准确性。
9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分程 、传递函数等。
10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,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。
11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。
12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。
13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s 。
15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。
16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。
17. I 型系统G s Ks s ()()=+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。
18. 一阶系统11Ts +的单位阶跃响应的表达是T te --1。
19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼固有频率ωn 。
20. 二阶系统的典型传递函数是2222nn nw s w s w ++ξ。
机械工程控制基础简答题
机械工程控制基础简答题1、简述机械控制工程论的研究对象和研究任务。
【P2】答：工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题。
研究对象：广义系统研究任务：动力学问题2、什么是时间响应？时间响应由哪几部分组成？【P83】答：（1）系统在输入信号的作用下，其输出随时间的变化过程称为时间响应；（2）时间响应由瞬态响应和稳态响应两个部分组成。
3、任意列写物种典型环节的传递函数。
【P39-P45】答：（1）比例环节：G（s）=K；（2）惯性环节：G（s）=；（3）微分环节：G（s）=Ts；（4）积分环节：G（s）=；（5）振荡环节：G（s）=。
4、什么是最小相位系统？有何特点？与非最小相位系统的区别是什么？【P152】答：（1）在复平面【s】右半部分没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，具有最小相位传递函数的系统称为最小相位系统；（2）特点：①稳定系统中最小相位系统的相位变化范围最小；②在复平面【s】右半部分没有极点和零点；（3）区别：最小相位系统在复平面【s】右半部分没有极点和零点，非最小相位系统在复平面【s】右半部分有极点或零点；稳定系统中非最小相位系统的相位变化比最小相位系统的相位变化范围大。
5、对控制系统的基本要求是什么？【P15】答：①系统的稳定性②响应的快速性③响应的准确性（也可这样回答：对控制系统的基本要求一般归纳为稳定性、快速性和准确性。
）6、什么是传递函数的零点、极点和增益？【P38】答：系统传递函数G（s）是以复变数s作为自变量的函数，经因式分解写成一般形式G（s）（K为常数）上式中，当s=（j=1,2…，m）时，均有G（s）=0，故称,, …为G（s）的零点；当s=，G（s）的分母为均为0，即使G（s）取极值，故称为G（s）的极点。
K为系统增益。
7、什么是系统的频率特性？【P126】答：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率特性。
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机械工程控制基础考试题及答案
机械工程控制基础考试题及答案The pony was revised in January 2021填空题(每空1分，共20分)1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。
2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。
3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =∞___。
4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。
5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。
6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
7．函数te -at 的拉氏变换为2)(1a s +。
8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。
9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。
10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。
11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。
12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。
13．单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s 。
14. 根据系统输入量变化的规律，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. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、__快速性__和准确性。
16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰动量__的形式无关。
17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率w n 。
18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R 。
机械工程控制基础简答题答案(1)教学文稿
机械工程控制基础简答题答案(1)机械工程控制基础简答题答案1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。
开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。
2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。
幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。
3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。
5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。
6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。
7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。
答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。
列出劳斯数列：s44s363s236s1-25/3s06所以第一列有符号变化，该系统不稳定。
8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。
（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。
（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。
最新机械工程控制基础考试题完整版
机械控制工程基础考试完整篇一、填空题1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。
2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。
3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。
4. 根据系统输入量变化的规律，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。
5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。
6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。
7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。
8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。
9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。
10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,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。
11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。
12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。
13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。
14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为21s 。
15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。
16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。
17. I 型系统G s Ks s ()()=+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态误差为 ∞ 。
18. 一阶系统11Ts +的单位阶跃响应的表达是Tte --1。
19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼固有频率ωn 。
20. 二阶系统的典型传递函数是2222nn nw s w s w ++ξ。
02240机械工程控制基础(简答汇总)
1.控制系统——输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。
2.稳态响应——系统受到外加作用激励后，时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。
3.叠加原理——系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。
4.串联校正——将校正装置串联在原传递函数方框图的前向通道中，来改变系统的结构，以达到改善系统性能的方法。
5.时间响应——机械工程系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应。
6.方块图——系统中各环节的功能和信号流向的图解表示方法。
7.稳定性——自动控制系统在受到扰动作用使平衡状态破坏后，经过调节能重新达到平衡状态的性能。
8.相位裕量——在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。
9.闭环控制系统——设有反馈环节的自动控制系统，系统的输出量对系统有控制作用。
10.数学模型——系统动态特性的数学表达式，系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。
11.叠加原理——系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。
12.复合控制——把顺馈补偿和反馈控制结合起来的控制方式称为复合控制。
13.反馈——把一个系统的的输出信号不断直接地或经过中间变换或部分地返回，再输入到系统中去。
14.脉冲响应函数——当一个系统受到一个单位脉冲激励时，它所产生的响应称为脉冲响应函数。
15.频率特性——不断改变系统的入正弦信号的频率（由0变化到无穷大）时，输出信号与输入信号的幅值比和相位差的变化情况。
16.幅频特性——输出信号与输入信号的幅值比。
反馈控制原理：用反馈检查到偏差再去校正消除偏差。
控制系统基本要求：稳定性，快速性，准确性。
频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波函数，则其稳态输出一定是同频率的谐波函数，将输出的幅值与输入的幅值之比定义为系统的幅频特性。
将输出的相位与输入的相位之差定义为系统的相频特性。
(完整版)机械工程控制基础简答题汇总
控制论两个核心：信息和反馈控制论与机械工程控制关系：机械工程控制论是研究控制论在机械工程中应用的一门技术学科。
控制论发展阶段及特点：第一阶段的自动控制理论，即经典伺服机构理论，成熟于40~50年代。
针对工程技术运用控制论的基本原理建立起来的在复数域（频率域）内以传递函数（频率特性）概念为基础的理论体系，主要数学基础是拉普拉斯变换和傅里叶变换，主要研究单输入—单输出定常系统的分析和设计。
第二阶段的自动控制理论，即形成于20世纪60年代的现代控制理论。
主要以状态空间法为基础建立起来的理论体系，主要针对多输入—多输出（线性或非线性）系统研究其稳定性、可控性、可观测性等系统分析、综合以及最优控制和自适应控制等问题。
第三阶段的自动控制理论，即在20世纪70年代形成的大系统理论，主要针对规模特别庞大的系统，或者特别复杂的系统，采用网络化的电子计算机进行多级递阶控制。
第四阶段的自动控制理论，即始于20世纪70年代的智能控制理论。
使工程系统、社会、管理与经济系统等具有人工智能。
机械工程控制论研究对象：机械工程控制论是研究以机械工程控制技术为对象的控制论问题。
具体的讲，是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件（即输入与干扰）作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态过程，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
控制系统研究涉及问题分类：1）系统确定，输入已知而输出未知，要求确定系统输出并分析系统性能，此类问题为系统分析。
2）系统确定，输出已知而输入未施加，要求确定输入使输出满足最佳要求，此类问题称为最优控制。
3)系统已确定，输出已知而输入已知但未知时，要求识别系统输入或输入中有关信息，此类问题即滤波与预测。
4）当输入与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题即系统辨识。
5）当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即最优设计。
(完整word版)机械工程控制基础---填空简答题知识点,推荐文档
1、反馈：输出信号被测量环节引回到输入端参与控制的作用。
2、开环控制系统与闭环控制系统的根本区别：有无反馈。
3、线性及非线性系统的定义及根本区别：当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统的称为线性系统。
非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。
根本区别：线性系统遵从叠加原理，而非线性系统不然。
4、传递函数的定义及特点：零初始条件下，系统输出量的拉斯变换与输入量的拉斯变换的比值。
用G（s）表示。
特点：1）、传递函数是否有量纲取决于输入与输出的性质，同性质无量纲。
2）、传递函数分母中S的阶数必n不小于分子中的S的阶数m，既n=>m ,因为系统具有惯性。
3）、若输入已给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。
4）、物理量性质不同的系统，环节和元件可以具有相同类型的传递函数。
5）、传递函数的分母与分子分别反映系统本身与外界无关的固有特性和系统同外界的关系。
5、开环函数的定义：前向通道传递函数G（s）与反馈回路传递函数H(s)之积。
6、时间响应的定义和组成：系统在激励信号作用下，输出随时间的变化关系。
按振动来源分为：零状态响应和零输入响应。
按振动性质：自由响应和强迫响应。
7、瞬态性能指标以及反映系统什么特性：性能指标：上升时间tr、峰值时间tp、最大超调量Mp、调整时间ts、振荡次数N。
这些性能指标主要反映系统对输入的响应的快速性。
8、稳态误差的定义及计算公式：系统进入稳态后的误差。
稳态误差反映稳态响应偏离系统希望值的程度。
衡量控制精度的程度。
稳态误差不仅取决于系统自身结构参数，而且与输入信号有关。
系统误差：输入信号与反馈信号之差。
9、减少输入引起稳态误差的措施：增大干扰作用点之前的回路的放大倍数K1，以及增加这一段回路中积分环节的数目。
10、频率响应的概念：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。
11、频率特性的组成：幅频特性和相频特性。
12、稳定性的概念：系统在扰动作用下，输出偏离原平衡状态，待扰动消除后，系统能回到原平衡状态（无静差系统）或达到新的平衡状态（有静差系统）。
机械工程控制基础试题
机械工程控制基础试题一、选择题1. 在开环系统中，系统的输出主要受_______ 的影响。
A. 输入信号B. 初始状态C. 系统参数D. 外部干扰2. 在控制系统中，通常用_______ 来表示系统对输入信号的响应。
A. 系统的传递函数B. 系统的开环传递函数C. 系统的闭环传递函数D. 系统的输出函数3. 在工程实际中，对系统的动态特性要求用_______ 来描述。
A. 一阶系统B. 二阶系统C. 高阶系统D. 低阶系统4. 对于线性定常系统，当输入信号为_______ 时，系统输出与输入信号成正比。
A. 单位阶跃函数B. 单位脉冲函数C. 单位斜坡函数D. 单位加速度函数5. 在自动控制系统中，如果系统的输出不能完全复现输入，就意味着系统_______ 。
A. 具有稳定性B. 不稳定C. 具有快速性D. 具有准确性6. 在开环控制系统，输入信号不受输出信号影响的控制方式是( )。
A. 位移控制B. 速度控制C. 流量控制D. 开环控制7. 在闭环控制系统中，控制器的作用是( )。
A. 输出信号B. 输入信号C. 放大信号D. 调节系统输出量与给定值之间的偏差8. 在机械工程中，常用的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制，其中闭环控制系统的优点是( )。
A. 系统结构简单B. 控制精度高C. 对干扰和参数变化不敏感D. 不需要反馈装置9. 在机械工程中，为了提高系统的稳定性，通常采用的方法是( )。
A. 增大开环增益B. 引入负反馈C. 减小系统阻尼比D. 提高系统刚度10. 在机械工程中，为了减小系统的稳态误差，通常采用的方法是( )。
A. 增大开环增益B. 减小系统阻尼比C. 提高系统刚度D. 减小系统干扰二、填空题1. 控制系统的基本组成包括_______ 、_______ 、_______ 和_______ 。
2. 在控制系统中，通常用_______ 来描述系统的动态特性。
3. 如果系统的输出量与输入量成正比，则该系统称为_______ 系统。
机械工程控制基础试题 (1)
一、填空题（20分）1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。
2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。
3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。
5、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。
6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。
7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。
8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。
9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。
10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。
选择题（20分） 1、拉氏变换将时间函数变换成（ D ） A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数2、微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A )A. 90°B. -90°C. 0°D. -180° 3、设系统的传递函数为G(s)=255252++s s ，则系统的阻尼比为 （ C ）A.25B. 5C. 21D. 14、正弦函数sin t ω的拉氏变换是 （ B ）A.ω+s 1B.22s ω+ωC.22s s ω+D. 22s 1ω+ 5、比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C )A.90°B.-90°C.0°D.-180°6、一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡B.当时间常数T 较小时有振荡C.有振荡D.无振荡7、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的( C )A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.以上都不是8、时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是（ D ）A．脉冲函数B．斜坡函数C．抛物线函数D．阶跃函数9、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的( B )A．代数方程B．特征方程C．差分方程D．状态方程10、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ D ）A．系统输出信号与输入信号之比B．系统输入信号与输出信号之比C．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比简答题（20分）1、什么是反馈？为什么要进行反馈控制？答：反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈，闭环控制系统的工作是基于系统的实际输出与输入间的偏差之上的，在系统存在扰动的情况下，这种偏差就会出现。
完整版机械工程控制基础简答题汇总
控制论两个核心：信息和反馈控制论与机械工程控制关系：机械工程控制论是研究控制论在机械工程中应用的一门技术学科。
控制论发展阶段及特点：第一阶段的自动控制理论，即经典伺服机构理论，成熟于40~50 年代。
针对工程技术运用控制论的基本原理建立起来的在复数域（频率域）内以传递函数（频率特性）概念为基础的理论体系，主要数学基础是拉普拉斯变换和傅里叶变换，主要研究单输入—单输出定常系统的分析和设计。
第二阶段的自动控制理论，即形成于20 世纪60 年代的现代控制理论。
主要以状态空间法为基础建立起来的理论体系，主要针对多输入—多输出（线性或非线性）系统研究其稳定性、可控性、可观测性等系统分析、综合以及最优控制和自适应控制等问题。
第三阶段的自动控制理论，即在20 世纪70 年代形成的大系统理论，主要针对规模特别庞大的系统，或者特别复杂的系统，采用网络化的电子计算机进行多级递阶控制。
第四阶段的自动控制理论，即始于20 世纪70 年代的智能控制理论。
使工程系统、社会、管理与经济系统等具有人工智能。
机械工程控制论研究对象：机械工程控制论是研究以机械工程控制技术为对象的控制论问题。
具体的讲，是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件（即输入与干扰）作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态过程，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
控制系统研究涉及问题分类：1）系统确定，输入已知而输出未知，要求确定系统输出并分析系统性能，此类问题为系统分析。
2）系统确定，输出已知而输入未施加，要求确定输入使输出满足最佳要求，此类问题称为最优控制。
3）系统已确定，输出已知而输入已知但未知时，要求识别系统输入或输入中有关信息，此类问题即滤波与预测。
4）当输入与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题即系统辨识。
5）当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即最优设计。
机械工程控制基础答案(第七版)答案
机械工程控制基础答案(第七版)答案第一章简介1.什么是机械工程控制基础？机械工程控制基础是机械工程中涉及控制原理和方法的基础知识。
它主要包括控制理论、传感器与执行器、控制系统设计等内容。
2.机械工程控制的主要目标是什么？机械工程控制的主要目标是实现对机械系统的精确控制，以满足系统的性能要求。
通过对机械系统进行控制，可以提高系统的稳定性、响应速度和精度。
3.机械工程控制的应用领域有哪些？机械工程控制的应用领域非常广泛，主要包括制造业、航空航天、汽车工业、能源等领域。
在这些领域中，机械工程控制被用于控制机械系统的运动、力学特性以及能源转换等方面。
第二章控制系统的基本原理1.什么是控制系统？控制系统是由输入、输出和反馈组成的系统，通过对输入信号进行处理和调节，以产生希望的输出响应。
控制系统可以分为开环控制和闭环控制两种类型。
2.开环控制和闭环控制有什么区别？开环控制是指在控制过程中没有反馈信号进行调节，仅依靠输入信号控制输出。
闭环控制则通过将反馈信号与输入信号进行比较，对控制器进行调节，以达到期望的输出响应。
3.控制系统的基本组成部分有哪些？控制系统的基本组成部分包括输入信号、控制器和输出信号。
输入信号是系统的参考输入，控制器根据输入信号和反馈信号对输出进行控制。
第三章传感器与执行器1.什么是传感器？传感器是一种可以对某种物理量进行测量并将其转换为电信号输出的装置。
传感器的种类非常多，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
2.常用的执行器有哪些？常用的执行器包括电动机、气动执行器、液压执行器等。
这些执行器可以将电能、气体或液体能量转换为机械能，实现对机械系统的运动控制。
3.传感器与执行器在机械工程控制中的作用是什么？传感器可以将机械系统中的物理量转换为电信号，供控制器进行处理和调节。
而执行器则可以将控制器输出的信号转换为机械能，实现对机械系统的运动控制。
第四章控制系统设计1.控制系统设计的基本步骤是什么？控制系统设计的基本步骤包括系统建模、控制器设计、性能分析和调整等。
机械工程控制基础考试题及答案
机械工程控制基础考试1T5题及答案填空题（每空1分，共20分）1.线性控制系统最重要的特性是可以应用—叠加—原理,而非线性控制系统则不能。
2.反馈控制系统是根据输入量和—反馈量—的偏差进行调节的控制系统。
3 •在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差％=工_o4•当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是—负数—时，系统是稳定的。
5•方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和—反馈，连接。
6•线性定常系统的传递函数，是在一初始条件为零—时,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比°7•函数"血的拉氏变换为爲。
8.线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为_相频特性9•积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为—二20 dB / dec o10•二阶系统的阻尼比E为一2时，响应曲线为等幅振荡。
11•在单位斜坡输入信号作用下，II型系统的稳态误差e ss=—012. 0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为—0—dB/dec,高度为201gKp o13•单位斜坡函数t的拉氏变换为丄o14.根据系统输入量变化的规律，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.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、—快速性—和准确性。
16.系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与—输入量、扰动量—的形式无关。
17.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数E和一无阻匡自然振荡频率Wn o18 •设系统的频率特性G(j3)=R(3)+jI(3),则幅频特性IG(jOJ)l=x/>2(w) + /2(vv)o19.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的积分环节数来分类的。
20.线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的—左—部分。
机械工程控制基础简答题
1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。
开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。
2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。
幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。
3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。
5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。
6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。
7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。
答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。
列出劳斯数列：s4 4s3 6 3s2 3 6s1 -25/3s0 6所以第一列有符号变化，该系统不稳定。
8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。
（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。
（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。
（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。
机械工程控制基础填空简答题知识点.
机械工程控制基础填空简答题知识点.1、反馈：输出信号被测量环节引回到输入端参与控制的作用。
2、开环控制系统与闭环控制系统的根本区别：有无反馈。
3、线性及非线性系统的定义及根本区别：当系统的数学模型能用线性微分方程描述时，该系统的称为线性系统。
非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。
根本区别：线性系统遵从叠加原理，而非线性系统不然。
4、传递函数的定义及特点：零初始条件下，系统输出量的拉斯变换与输入量的拉斯变换的比值。
用G（s）表示。
特点：1）、传递函数是否有量纲取决于输入与输出的性质，同性质无量纲。
2）、传递函数分母中S的阶数必n不小于分子中的S的阶数m，既n=>m ,因为系统具有惯性。
3）、若输入已给定，则系统的输出完全取决于其传递函数。
4）、物理量性质不同的系统，环节和元件可以具有相同类型的传递函数。
5）、传递函数的分母与分子分别反映系统本身与外界无关的固有特性和系统同外界的关系。
5、开环函数的定义：前向通道传递函数G（s）与反馈回路传递函数H(s)之积。
6、时间响应的定义和组成：系统在激励信号作用下，输出随时间的变化关系。
按振动来源分为：零状态响应和零输入响应。
按振动性质：自由响应和强迫响应。
7、瞬态性能指标以及反映系统什么特性：性能指标：上升时间tr、峰值时间tp、最大超调量Mp、调整时间ts、振荡次数N。
这些性能指标主要反映系统对输入的响应的快速性。
8、稳态误差的定义及计算公式：系统进入稳态后的误差。
稳态误差反映稳态响应偏离系统希望值的程度。
衡量控制精度的程度。
稳态误差不仅取决于系统自身结构参数，而且与输入信号有关。
系统误差：输入信号与反馈信号之差。
9、减少输入引起稳态误差的措施：增大干扰作用点之前的回路的放大倍数K1，以及增加这一段回路中积分环节的数目。
10、频率响应的概念：线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。
11、频率特性的组成：幅频特性和相频特性。
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1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。
开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。
2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。
幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。
3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。
5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。
6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。
7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。
答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。
列出劳斯数列：s4 4s3 6 3s2 3 6s1-25/3s0 6所以第一列有符号变化，该系统不稳定。
8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。
（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。
（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。
（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。
（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。
9，在系统校正中，常用的性能指标有哪些？答：（1）在系统校正中，常用的性能指标按其类型可分为：(1)时域性能指标，它包括瞬态性能指标（即上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间等）和稳态性能指标（即稳态误差）。
（2）频域性能指标，它包括相位裕量、幅值裕量、频宽等。
10.求拉氏反变换的方法有哪些？答：（1）查表法；（2）有理函数法；（3）部分分式法。
11.简述二阶欠阻尼系数a，w n与性能指标M p(超调量)、t s(调整时间)的关系。
答：二阶欠阻尼系统若a不变，增大或减小w(n)，则超调量t(p)不变，调整时间t(s)减小（或增大）;若t(n)不变，增大（或减小）a，则超调量M(p)减小（或增大），调整时间t(s)减小（增大）12.简述串联超前校正环节的作用。
答：串联超前校正环节的作用是：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了宽带，这就意味着提高了系统的相对稳定性，加快了系统的响应速度，使过度过程得到显著改善。
但由于系统的增益和型次都未变化，所以稳态精度变化不大。
13.传递函数的典型环节主要有哪几种？答：（1）比例环节K；（2）积分环节1/s（3）微分环节s（4）惯性环节1/（Ts+1）（5）一阶微分环节Ts+1（6）震荡环节1/(T2s2+2aTs+1)（7）二阶微分环节T2s2+2aTs+1（8）延时环节e-ts14.终值定理的应用条件是什么？答：若函数f（t）及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处唯一的极点外，sF（s）在包括含jw轴的右半s平面内是解析的，这就意味着当t趋近与无穷时f（t）趋于一个确定的值，则函数f（t）的终值为limf（t）=limF（s）。
15.什么叫系统分析？答：当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出（响应），并且通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。
16.对数坐标图的主要优点有哪些？答：（1）可以将幅值相乘转化为幅值相加，便于绘制多个环节串联组成的系统的对数频率特性图。
（2）可采用渐近线近似的作用方法绘制对数幅频图，简单方便，尤其是在控制系统设计、校正及系统辨识等方面，优点更为突出。
（3）对数分度有效地扩展了频率范围，尤其是低频段的扩展，对工程系统设计具有重要意义。
17.简述拉氏反变换中部分分式法的步骤。
答：部分分式法是通过代数运算，先将一个复杂的象限函数化为数个简单的部分分式之和，再分别求出各个分式的原函数，总的原函数即可求得。
18.请写出超前校正装置的传递函数，如果将它用于串联校正，可以改善系统什么性能？答：G c(s)=1/a乘aTs+1/(Ts+1),a>1可增加相位裕量，调整频带宽度。
19.影响系统稳态误差的因素有哪些？答：影响系统稳态误差的因素有系统的类型、开环增益和输入信号。
20.已知系统的调节器为G c(s)=(T1s+1)(T2s+1)/s,其中T1、T2>0，问是否可以称其为PID调节器，请说明理由。
答：可以称其为PID调节器。
G c(s)=(T1+T2)+T1T2S+1/S .G c(s)由比例部分(T1+T2) 、微分部分T1T2s及积分部分1/s相加而成。
21.什么叫机械系统的动柔度和动刚度？答：若机械系统的输入为力，输出为位移（变形），则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度；机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚度。
22.什么叫机械系统的基本要求？答：对控制系统的基本要求有系统的稳定性、响应的快速性和响应的准确性等，其中系统的稳定性是控制系统工作的首要条件。
在参数已知的情况下分析和评定系统的稳定性、快速性和准确性。
23.设开环传递函数Gs=100/s+10s+50,试说明开环系统频率特性极坐标图的起点和终点。
答：G（s）=0.2/（0.1s+1）（0.02s+1）G（jw）=0.2/(j0.1w+1)(j0.02w+1)G(jw)极坐标图起点：（0.2.j0）G(jw)极坐标图终点（0，j0）29.什么是数学模型？答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。
建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。
一个合理的数学模型应以最简化的形式，准确地描述系统的动态特性。
30.线性系统的主要特征是什么？答：若系统的数学模型表达式是线性的，则这种系统就是线性系统。
线性系统最重要的特征是可以运用叠加原理。
所谓叠加原理，就是系统在几个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用单独作用的响应之和。
31.简述系统时间响应的概念。
答：机械工程系统在外加作用激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过时间响应的分析可以揭示系统本事的动态特性。
32.在频率特性的图形表示方法中，常用的方法有哪几种？答：（1）对数坐标图或称伯德图（2）极坐标图或称乃奎斯特图（3）对数幅-相图。
33.判断定常系统是否稳定的方法有哪几种？答：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳定性判据；根轨迹法。
34.反馈校正与串联校正相比，所具有的优点是哪些？答：反馈校正比串联校正更有其突出的优点：利用反馈能有效地改变被包围环节的动态结构参数，甚至在一定条件下能用反馈校正完全取代包围环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。
35.什么是反馈（包括正反馈和负反馈）？答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。
如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。
36.劳斯-胡尔维茨稳定性判据的根据是什么？答：利用特征方程式的根与系统的代数关系，由特征方程中的已知系数间接判断出方程的根是否具有负实部，从而判断系统是否稳定。
37.采用何种方式可以同时减少或消除控制输入和干扰作用下的稳态误差？答：在干扰作用点至系统输入口的前通道中，提高增益和设置积分环节。
38.简述拉氏变换的线性性质。
答：拉氏变换是一个线性变换，若有常数KK，函数f(t1),f(t2),则L[K1f1(t)+K2f2(t)]=K1L[f1(t)]+K2L[f2(t)]=K1F1(s)+K2F2(s)39．系统的频域性能指标有哪些？答：相位裕量、幅值裕量、截止裕量及频宽、谐振频率及谐振峰值。
40.频率特性和传递函数的关系是什么？答：若系统的传递函数为G（s），则相应系统的频率特性为G（jw），即将传递函数中得s 用jw代替40.请写出滞后校正装置的传递函数，如果将它用于串联校正，可以改善系统什么性能？答：G(s)=Ts+1/9aTs+1)，提高系统的稳态精度。
41.什么是系统频率特性的截止频率？答：是指系统闭环频率特性的幅值下降到其零频率幅值以下3dB时的频率。
42.典型二阶系统（当0<a<1,a=0,a>或=1时）在单位阶跃输入信号作用下的输出响应的特性是什么？答：0<a<1时，输出响应为衰减振荡过程，稳态值为1；a=0时，为不衰减振荡过程；a>0或=1时，为非周期过程。
43.系统时间响应的瞬态响应反映哪方面的性能？而稳态响应反映哪方面的性能？答：瞬态响应反映了系统的稳定性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反映了系统响应的准确性。
44.当系统的阻尼比满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根？答：二阶系统的特征方程为：s2+2aw n s+w n2=0特征根为s=-aw+-√a2+1，要使根具为两个不相等的负实根，必须满足-aw n<0；A2-1>0；a>145.请简述拉氏变换的卷积定理。
答：若Fs=Lft，Gs=Lgt则有L∫ft-b46.已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应，能否求出该系统的闭环传递函数？若可以，如何求？答：可以。
将零初始条件下单位脉冲响应求拉氏变换即为该系统的闭环传递函数。
47.控制系统稳定性的定义是什么？答：稳定性的定义为:系统在受到外界扰动作用时，其被控制量将偏离平衡位置，当这个扰动作用去除后，若系统在足够长的时间内能恢复到其原来的平衡状态或者趋于一个给定的新的平衡状态，则该系统是稳定的。
48.判定系统是否稳定？答：相位裕量和幅值裕量大于零，则系统是稳定的，若相位裕量和幅值裕量为零，则系统为临界稳定，其他为系统不稳定。
49.试从控制的观点分析反馈校正的特点。
答：反馈校正能有效地改变被包围环节的动态结构参数，甚至在一定条件下能用反馈校正完全取代包围环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响。