机械控制工程复习提纲
机械工程控制基础(复习要点)
1
1
2）峰值时间：响应曲线达到第一个峰值所需 的时间。
tp d 1 2 n
3）最大超调量 M p ：常用百分比值表示为：
Mp x0 (t p ) x0 () x0 ( )
( / 1 2 )
第四章 频率特性分析
1、频率响应与频率特性
频率响应：线性定常系统对谐波输入的稳态响应。 幅频特性：线性定常系统在简谐信号激励下，其稳 态输出信号和输入信号的幅值比，记为A(ω)； 相频特性：线性定常系统在简谐信号激励下，其稳 态输出信号和输入信号的相位差，记为φ(ω)； 频率特性：幅频特性与相频特性的统称。即：线性 定常系统在简谐信号激励下，其稳态输出信号 和输入信号的幅值比、相位差随激励信号频率 ω变化特性。记为
G B s 1 Gk s G q s
第三章 时间响应分析
1、时间响应及其组成 时间响应：系统在激励作用下，系统输出随 时间变化关系。 时间响应可分为零状态响应和零输入响应或 分为自由响应和强迫响应。 零状态响应：“无输入时的系统初态”为零 而仅由输入引起的响应。 零输入响应：“无输入时的系统初态”引起 的自由响应。 控制工程所研究的响应往往是零状态响应。
K 增益 T 1Fra bibliotekn 时间常数 n 固有频率
阻尼比
6)一阶微分环节： G s s 1 7)二阶微分环节： G s s 2 s 1
2 2
8)延时环节： G s e s
7、系统各环节之间的三种连接方式：
串联：
G s Gi s
G ( j ) A e
j
频率特性又称频率响应函数，是激励频率ω的函数。 频率特性：在零初始条件下，系统输出y(t)的傅里叶 变换Y(ω)与输入x(t)的傅里叶变换X(ω)之比，即 Y j G ( j ) A e X
机械工程控制基础总复习
闭环系统环传递函数都只只 是闭环系统部分环节（或环节组合）的传递 函数，而闭环传递函数才是系统的传递函数； • 相加点B(s)处的符号不代表闭环系统的反馈 是正反馈还是负反馈。（在可能的情况下，应
尽可能使相加点的B(s)处的正负号与反馈的正负相 一致）。
• 传递函数的化简方法
会看图！
Mp
xo (t p ) xo () xo ()
100%
注意
• 二阶系统的标准形式：
n G( s) 2 2 s 2 n s n
2
• 如果单位阶跃输入下的稳态输出为K,则 二阶系统的标准形式前要乘以K。
1 反映系统快速性的指标是：tr，tp，ts 反映系统平稳性的指标是：MP%，N 2 n↑时，tr(tP ,ts)↓ (r ,b,c) ↑时，MP%(N)↓ ----MP的大小反映系统的阻尼特性 3 tr , MP 两项指标间存在矛盾
系统的稳态偏差为：（终值定理法）
ss lim (t ) lim sE ( s )
t s 0
1 lim s X i (s) s 0 1 G ( s ) H ( s )
单位反馈系统：
e ss
1 lim s X i ( s) s 0 1 G K ( s)
控制系统的基本要求：稳定性——先决 条件；快速性；准确性。
第二章 系统的数学模型
• • • • • 拉氏变换及其相关定理 系统微分方程的列写（难点） 传递函数的概念、特点及求法；（重点） 典型环节的传递函数； 传递函数方框图的绘制及简化；（难点）
一 微分方程的列写 • 典型元件所遵循的物理定律
根据校正前后的对数幅频特性图求校正环 节的传递函数！
3 稳态误差e ss 3.75 Kv
机械工程控制基础 复习
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月25日 星期日1 时41分 7秒Sun day , October 25, 2020
相信相信得力量。20.10.252020年10月 25日星 期日1 时41分7 秒20.1 0.25
谢谢大家！
复习 – 劳 斯 阵 列
sn a n a n-2 a n-4 a n-6 ...... sn-1 a n-1 a n-3 a n-5 a n-7 ...... sn-2 b1 b2 b3 ....... sn-3 c1 c2 ...... ...... ......
b1
an1an2 anan3 an1
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2513 :41:071 3:41Oc t-2025- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。13:41:0713 :41:071 3:41Su nday , October 25, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2520.1 0.2513:41:0713 :41:07 October 25, 2020
典型环节的Nyquist图
典型环节的Nyquist图
典型环节的Nyquist图
例题1
例题1
已知系统的开环传递函数
G(s)
1 s(0.02s
1)
试绘制系统开环幅相特性与对数频率特性。
例题1
6 例题1
解：G( j)
1
j(0.02 j
1)
G( j)
1
(0.02)2 1
G( j) tg10.02
2.1系统的微分方程 2.2传递函数 2.3系统的传递函数方框图及其简化 2.4反馈控制系统的传递函数 2.5相似原理
机械工程控制基础复习提纲
控制工程基础复习提纲第一章 绪论1. 系统的定义及特性: p5.答:系统是由相互联系、相互作用的若干部分组成有一定的目的或一定的运动规律的一个整体。
系统具有如下特性： (1)系统的性能不仅与系统的要素有关，而且还与系统的结构有关； (2)系统的内容比组成系统的各要素的内容要丰富得多、复杂得多。
2. 模型、静态模型与动态模型：p6-8.答：模型——研究、认识、描述、分析系统的一种工具。
数学模型——用数学方法描述的抽象的理论模型，用来表达系统内部各部分之间或系统与外部环境之间的关系。
模型分为：静态模型与动态模型。
静态模型反映系统在恒定载荷或缓变载荷作用下或在平衡状态下的特性（用代数公式描述）；动态模型反映系统在瞬变载荷作用下或在不平衡状态下的特性（用微分方程或差分方程描述）。
3. 反馈(p8)、内反馈与外反馈（p8）、正反馈与负反馈.答：反馈——系统的输出部分或全部地被反过来用于控制系统的输入。
内反馈：在系统或过程中存在的各种自然形成的反馈，内反馈是系统处于运动状态的内因；外反馈：在自动控制系统中，为达到某种控制目的而人为加入的反馈（依靠外部反馈控制装置）。
负反馈：输出（被控量）偏离设定值（目标值）时，反馈作用使输出偏离程度减小，并力图达到设定值，即减小偏差；正反馈：输出偏离设定值时，反馈作用使输出偏离程度加剧，即加大偏差。
4.开环控制系统与闭环控制系统p13.答：开环控制系统没有反馈回路，系统的输出对系统没有控制作用；闭环控制系统系统有反馈回路，系统的输出对系统有控制作用。
5.对控制系统的基本要求p15.答：稳定性、快速性和准确性。
稳定性就是指系统抵抗动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。
这是系统正常工作的首要条件；快速性是指在系统稳定的前提下，当系统的输出量与给定的输入量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度；准确性是指调整过程结束后，输出量与给定的输入量之间的偏差。
第二章 系统的数学模型1.线性系统的性质p29.答：线性系统满足叠加定理，非线性系统不满足叠加定理。
机械工程控制基础复习
机械工程控制基础复习引言机械工程控制是机械工程学科中的核心内容之一，它涉及到机械系统的运动学、动力学以及对机械系统的控制。
掌握机械工程控制的基础知识对于机械工程师来说非常重要，因此本文将对机械工程控制的基础知识进行复习和总结。
机械系统的运动学机械系统的运动学研究的是机械系统的运动过程，其中包括位置、速度和加速度等参数的描述与计算。
机械系统的运动学一般分为直线运动和旋转运动两种。
直线运动对于直线运动，我们主要关注以下几个概念：•位移：表示物体从初始位置到某一位置的变化量，通常用符号Δs表示。
•速度：表示单位时间内位移的变化量，通常用符号v表示。
•加速度：表示单位时间内速度的变化量，通常用符号a表示。
直线运动中，位移与速度、加速度之间的关系可以用如下公式表示：Δs = v * Δtv = a * Δt其中，Δt表示时间的变化量。
旋转运动对于旋转运动，我们主要关注以下几个概念：•角位移：表示物体从初始角度到某一角度的变化量，通常用符号Δθ表示。
•角速度：表示单位时间内角位移的变化量，通常用符号ω表示。
•角加速度：表示单位时间内角速度的变化量，通常用符号α表示。
旋转运动中，角位移与角速度、角加速度之间的关系可以用如下公式表示：Δθ = ω * Δtω = α * Δt机械系统的动力学机械系统的动力学研究的是机械系统的运动过程中的力学关系。
机械系统的动力学一般分为直线运动的动力学和旋转运动的动力学两种。
直线运动的动力学对于直线运动，我们常用的动力学公式有：•牛顿第二定律：F = m * a其中，F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
•质量与惯性力：F = m * g其中，g表示重力加速度。
旋转运动的动力学对于旋转运动，我们常用的动力学公式有：•牛顿第二定律：τ = I * α其中，τ表示物体所受的合力矩，I表示物体的转动惯量，α表示物体的角加速度。
机械系统的控制机械系统的控制是指通过对机械系统施加适当的力或力矩，使得机械系统按照预定的要求进行运动。
机械控制工程基础总复习
1
2 Ts 1
二阶系统阻尼系数与特征根的关系
阻尼系数
特征根
极点位置 单位阶跃响应
0,无阻尼
o 1,欠阻尼 1，临界阻尼 1，过阻尼
s1,2 jn
s1,2 n jn 1 2
s1,2 n (重根 )
s1,2 n n 2 1
一对共轭虚根 等幅周期振荡 一对共轭复根(左 衰减振荡
半平面）
一对负实重根 单调上升 两个互异负实根 单调上升
1，负阻尼
s1,2 n n 2 1 两个互异正实根
1 0，负阻尼
s1,2 n jn 1 2
一对共轭复根(右 半平面）
单调发散 发散振荡
四、时域分析性能指标
xo t
最大超调量：
xo
t
p
xo
xo
100%
Mp
1
2%或 5%
一、建立控制系统的数学模型
对于简单电路系统、机械系统，掌握列写微分方程 求取传递函数的方法。
二、数学模型的线性化（了解）
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。
三、传递函数及典型环节的传递函数
1.传递函数定义（掌握）
在零初始条件下，线性定常系统输出象函数 Xo s 与输入象函数Xi s 之比。
xt
y
t
t
0
xt
y
d
四、拉氏反变换（掌握）
公式 :
e xt 1
j
Xs
stds
2 j j
简记为：
xt L1 X s
大于X (s)所有奇异点实部的实常数。
利用部分分式展开法，然后再利用已知函 数的拉氏变换和拉氏变换的性质。
机械工程控制基础复习资料Word版
机械工程控制基础1.输入量: 给定量称为输入量。
2.输出量:被控量称为输出量。
3.反馈:就是指将输出量全部或部分返回到输入端，并与输入量比较。
4.偏差:比较的结果称为偏差。
5.干扰：偶然的无法加入人为控制的信号。
它也是一种输入信号，通常对系统的输出产生不利影响。
6.系统：相互作用的各部分组成的具有一定功能的整体。
7.系统分类：按反馈情况：开环控制系统和闭环控制系统；按输出量的变化规律：自动调节系统、随动系统和程序控制系统；按信号类型：连续控制系统和离散控制系统；按系统的性质：线性控制系统和非线性控制系统；按参数的变化情况：定常系统和时变系统；按被控量：位移控制系统、温度控制系统和速度控制系统。
8.机械工程控制论的研究对象：它研究的是机械工程广义系统在一定的外界条件（即输入或激励、干扰）作用下，从系统的一定的初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）所决定的整个动态历程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的动态关系——广义系统的动力学问题。
9.会分析简单系统的工作原理。
10.拉普拉斯变换：若一个时间函数ƒ（t），称为原函数，经过下式计算转换为象函数F(s)：,记为称F(s)为ƒ (t)的Laplace变换其中算子s=σ+ jω为复数。
11.常用的拉氏变换表12.拉氏变换的主要定理（特别是线性定理、微分定理）（1）比例定理（很重要，系统微分方程进行拉氏变换常用）输出量不失真、无惯性、快速地跟随输入量，两者成比例关系。
13.线性系统：系统的数学模型都是线性关系。
14.线性定常系统：用线性常微分方程描述的系统。
15.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。
叠加原理有两重含义：均匀性（齐次性）和可叠加性。
叠加原理有两重含义：均匀性（齐次性）和可叠加性。
这个原理是说，多个输入同时作用于线性系统的总响应，等于各个输入单独作用时分别产生的响应之和，且输入增大若干倍时，其输出亦增大同样的倍数。
机械工程控制基础考试大纲
机械工程控制基础考试大纲大连工业大学机械工程控制基础考试大纲第一章绪论重点掌握：自动控制系统的基本构成，反馈控制原理及控制系统基本要求。
掌握：控制系统基本概念，控制系统结构与分类，反馈控制系统的构成。
了解：机械控制工程控制论的基本含义和研究对象。
第二章系统的数学模型第一节引言了解：数学模型的基本概念，能够对线性和非线性系统建模。
第二节线性微分方程式的建立掌握：能够列写机械系统及电气系统的微分方程。
第三节非线性系统的线性化了解：非线性系统的线性化的一般方法。
第四节拉普拉斯变换重点掌握：拉普拉斯变换的定义、基本法则和反变换。
掌握：能够用拉普拉斯变换解微分方程。
第五节传递函数重点掌握：传递函数的概念、特点，各典型环节的特点，其传递函数的基本形式。
第六节方块图及其应用重点掌握：传递函数方块图的绘制及等效变换。
了解：系统传递函数的求法。
第三章时间特性分析法第一节时间响应与典型输入信号掌握：时间响应的概念，及典型输入信号和典型响应的特性。
第二节一阶系统的瞬态响应重点掌握：一阶系统时域响应特性的分析方法。
第三节二阶系统的瞬态响应重点掌握：二阶系统时域响应特性的分析方法及动态响应的性能指标。
第四章频率特性分析法第一节频率特性的基本概念掌握：掌握频率特性的基本概念，包括数学本质、物理意义和求法。
第二节频率特性表示法掌握：乃奎斯特图和伯德图的表示方法。
了解：尼柯尔斯图。
第三节典型环节的频率特性重点掌握：典型环节的频率特性及其曲线的绘制方法，包括乃奎斯特图和伯德图。
第四节控制系统开环伯德图和最小相位系统重点掌握：控制系统开环频率特性曲线的伯德图绘制方法。
掌握：最小相位和非最小相位系统的差别。
第五节闭环频率特性掌握：由开环频率特性估计闭环频率特性的方法，及闭环频率特性的性能指标，尤其要明确截止频率和带宽的概念。
第六章控制系统的稳定性分析第一节控制系统的稳定性的基本概念了解：系统稳定性的定义、系统稳定的条件。
第二节劳斯稳定判据掌握：劳斯判据的必要条件和充要条件，学会应用劳斯判据判断系统的稳定性。
机械工程控制基础__复习提纲-淮阴工学院
第 1页，总1页 机械工程控制基础 复习提纲一、问答题。
1.自动控制系统的工作的首要条件是什么？ 2.对自动控制系统的基本要求是什么？试举例来说明。
3.自动控制系统主要是由哪几大部分组成的？各组成部分都有些什么功能？ 4.闭环控制系统是怎样实现控制作用的？试举例来说明。
5.什么是传递函数？用传递函数作为数学模型来描述系统有些什么特点？ 6.什么是闭环系统的开环传递函数和闭环传递函数？ 7.自动控制系统在阶跃信号作用下的瞬态响应的基本特征取决于系统闭环零点还是闭环极点的分布？ 8.一阶系统的动态性能指标如何计算？闭环极点距离s 平面原点的远近对响应速度影响有何不同？ 9. 二阶系统阻尼比取值不同，则系统阶跃响应分别是什么形式？10. 控制系统闭环稳定条件是什么？掌握劳斯判据应用。
11. 系统稳态误差如何计算？12. 控制系统通常是由哪些典型环节构成的？13. 什么是控制系统的频率特性？14. 控制系统的频率特性都有哪些表示方法？二、由方框图求系统的传递函数。
教材54页图2-46 难度三、第三章习题3.7 、3.9劳斯判据判别系统的稳定性。
若如下图的系统, 能够使系统稳定的K 的取值是多少？四、二阶系统分析和性能指标计算。
掌握控制系统的参数阻尼比ξ，固有频率ωn ，计算系统在单位阶跃函数输入()t r =1时的动态性能指标s t ,00σ。
第三章习题3.12 、3.13、3.15五 画出奈奎斯特图，并用奈奎斯特稳定判据判断系统是否稳定。
第四章例题4.7、4.8 、4.10、六 、绘制系统开环的近似对数幅频特性曲线,并求取系统的相角裕度,判别系统的稳定性。
第四章习题4.9-（3）、（4）和4.10-(2)、(3)1.现有电阻1R 和2R ，电感L 和电容C ，连结成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法，并写出该电桥的平衡条件。
（设激励为i u ，输出为o u ）。
答：正确的接桥方法如图所示：（3’）电桥的平衡条件是：121L R R jwL jwC C =⋅=。
机械工程控制的基础复习资料
机械工程控制的基础复习资料1. 引言机械工程控制是机械工程领域中重要的研究方向之一，它涉及到实现机器的运动控制、位置控制、速度控制等方面的技术。
本文档旨在帮助读者回顾机械工程控制的基础知识，巩固相关概念和理论。
2. 控制系统基础知识2.1 控制系统简介控制系统是指为了实现特定的目标，对所控制对象进行影响和改变的系统。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
•开环控制系统：输出信号不受反馈信号的影响，只根据预先设定的输入信号进行操作。
开环控制系统的特点是简单、稳定性差，适用于一些简单的任务。
•闭环控制系统：输出信号根据反馈信号进行修正，使得系统输出更接近于期望的目标。
闭环控制系统的特点是稳定性好、精度高，适用于一些复杂的任务。
2.2 反馈控制系统反馈控制系统是一种常见的闭环控制系统，其中反馈信号对系统输出进行修正。
它由传感器、控制器、执行器和反馈环组成。
•传感器：用于测量所控制对象的状态或特性，并将其转换为电信号输出给控制器。
•控制器：根据传感器提供的反馈信号，与期望输出进行比较，产生控制信号输出给执行器。
•执行器：接受控制信号，并根据其进行相应的动作，实现对所控制对象的控制。
•反馈环：将所控制对象的输出信号反馈给控制器，用于控制器对输出信号进行修正。
2.3 控制系统的稳定性控制系统的稳定性是指系统在受到干扰或参数变化的情况下，最终是否能够达到稳定状态。
稳定性分为绝对稳定和相对稳定两种类型。
•绝对稳定：系统在干扰或参数变化的情况下，始终能够达到稳定状态。
•相对稳定：系统在一定范围内对干扰或参数变化不敏感，能够在一定时间内恢复到稳定状态。
控制系统的稳定性分析和设计是控制工程中重要的内容，涉及到稳定性判据、稳定边界和稳定裕度等概念。
3. 机械工程控制方法3.1 PID控制器PID控制器是一种常见的控制器，它根据系统的反馈信号实时计算出控制信号，使系统输出逼近期望值。
PID控制器由比例控制器、积分控制器和微分控制器组成。
机械控制工程基础复习课
例2：系统传递函数方框图简化
前向通道 ： G1G2G3
反馈回路： L1：G1、G2、G3 相加点处 "" L2：G1、G2、H1 相加点处 "" L3：G2、G3、H 2 相加点处 ""
各反馈回路有公共传递 函数方框
例3：求如图所示系统的传递函数
Gs
X O s 前向通道的传递函数之 积 X i s 1 （每一反馈回路的开环 传递函数之积）
自动控制系统的基本组成： 输 入 串联 校正 元件 输 对 出 象
给定 元件
+
-
+
-
放大 元件
执行 元件
反馈校正 元件
测量变送 元件
给定元件：其职能是给出与期望的输出相对应的 系统输入量，是一类产生系统控制指令的装置。
测量元件：其职能是检测被控量，如果测出的物 理量属于非电量，大多情况下要把它转换成电量，以 便利用电的手段加以处理。 比较元件：其职能是把测量元件检测到的实际输 出值与给定元件给出的输入值进行比较，求出它们之 间的偏差。 放大元件：其职能是将过于微弱的偏差信号加以 放大，以足够的功率来推动执行机构或被控对象。 执行元件：其职能是直接推动被控对象，使其被 控量发生变化。 校正元件：为改善或提高系统的性能，在系统基 本结构基础上附加参数可灵活调整的元件。工程上称 为调节器。常用串联或反馈的方式连接在系统中。
第三章
☆ ☆ ☆ ☆
时间响应分析
☆ ☆ ☆ ☆
本章主要内容 典型时间信号 一阶系统的时间响应 二阶系统的时间响应 系统的误差分析与计算 本章重点与难点 一阶系统的单位阶跃响应 二阶系统的单位阶跃响应 二阶系统的性能指标 稳态误差分析与计算
机械工程控制基础复习提纲
机械工程控制基础复习提纲第一章1. 机械工程控制论的研究对象与任务。
P.2：系统、输入、输出之间的动态关系。
2. 反馈控制原理和反馈控制系统。
P.8：“测偏与纠偏”。
3. 控制系统的分类方法。
P.12：按控制系统有无反馈分（开环系统、闭环系统）；按输出变化规律分（恒值控制系统、程序控制系统、随动系统）。
4. 输入信号、输出信号、反馈信号、误差信号的概念。
P.5：5. 典型闭环控制系统的组成。
P.14：控制元件（拥有产生控制信号）、反馈元件（主要指置于主反馈通道中的元件）、比较元件（用来比较输入及反馈信号）、放大元件（把弱的信号放大以推动执行元件动作）执行元件（根据输入信号的要求直接对控制对象进行操作）、控制对象。
6. 控制论的中心思想P.15：通过信息的传递、处理与反馈来进行控制。
7. 开环和闭环控制系统的特点。
开环优点（结构简单，容易实现）；闭环优点（抗干扰能力强、精度高） 8. 对控制系统的基本要求稳定性、准确性、快速性（稳、准、快）第二章1. 数学模型的概念和种类。
P.26：是数学表达式，微分方程、差分方程、统计学方程、传递函数、频率特性式以及各种响应式等等。
2. 线性系统线性性质的两个重要条件。
P.10：叠加性、均匀性。
3. 线性定常系统的定义P.10：微分方程的系数是常数。
4. 列写微分方程的一般方法。
P.27：5. 机械系统中一些常见的非线性特性 P.11：传动间隙、死区、摩擦力。
6. 系统传递函数的定义与求法P.34：当输入和输出的初始条件为零时，输出量)(t x o 的拉氏变换与输入量)(t x i 拉氏变换之比即系统的传递函数。
传递函数的零点、极点和放大系数。
7. 传递函数的性质P.35：传递函数的分母是系统的特征多项式，代表系统的固有特性，分子代表输入与系统的关系。
传递函数表达了系统本身的动态性能而与输入量的大小及性质无关。
分子多项式阶次m 不高于分母多项式阶次n ，即n m 。
08机械《控制工程基础》复习提纲
08本《控制工程基础》复习题集1、 求下列函数f(t)的拉氏变换。
0, t<0（1）f(t)= （2）te-3tt>=00, t<0(3) f(t) =)sin(θω+t t>=0其中，θ为常数。
(4)2、试简化下图所示系统方框图求其传递函数。
由Mason 公式得闭环传函∆∆=Φ∑=nk kk P s 1)(由方框图得，系统共有两条前向通道，即2=n ， +-+-=∆∑∑∑3211ll l221121H G G H G l+-=∑，032===∑∑ l l所以得221121H G G H G -+=∆211G G P =，11=∆，231G G P =，12=∆所以系统传递函数221123221211)(H G G H G G G G G P s k kk -++=∆∆=Φ∑=3、试求下图所示系统的其传递函数（设初始条件为零）4、设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如右图所示，若该系统为单位负反馈控制系统，试确定其开环传递函数。
5、某系统结构图如图3.3所示，R(s)为输入，P(s)为扰动，C(s)为输出。
试：（1） 画出系统的信号流图；（2） 用梅逊公式求其传递函数C(s)/R(s)；（3） 说明在什么条件下，输出C(s)不受扰动P(s)的影响。
参考答案 6、3513432123221514321H G G H G G G G H G G H G G 1G G G G G G )s (R )s (C +++++=7、若某系统的结构图如图所示3，求1） 系统的单位阶跃响应和调节时间t s 。
2） 若要求系统的t s ≤0.1s 试求k t （k t ≥0）由系统的结构图得到闭环传递函数Ф(s)=C(s)/R(s)=(100/s)/[1+100s*K t ]=(1 /K t 由闭环传递函数可得：T ＝s/100 Kt 及该系统的单位阶跃响应 h(t)=(1-e-t/T) / Kt=(1-e-100 *Kt *t) / Kt 调节时间ts=3T=0.03/ Kt (s) 由题意，要求ts ≤0.1s ，则0.03/ Kt ≤0.1 ∴ Kt ≥0.38、某单位反馈随动系统的开还传递函数为试计算闭环系统的动态性能指标σ﹪和tS 。
机械工程控制基础复习
机械工程控制基础复习 第一章 绪论1.控制理论在工程技术领域中体现为工程控制论，在机械工程领域则体现为机械工程控制论。
2.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。
具体地说，它研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件（即输入或激励，包括外加控制与外加干扰）作用下，从系统的一定的初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）所决定的整个动态历程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
3.y(t)称为系统的输出，显然，y(t)（它就是微分方程的解）是由系统的初始状态、系统的固有特性、系统与输入之间的关系以及输入所决定的。
4.工程控制论（包括机械工程控制论）的内容大致可归纳为如下五个方面： ⑴当系统已定、输入（或激励）已知时，求出系统的输出（或响应），并通过输出来研究系统本身的有关问题，此即系统分析问题；⑵当系统已定，确定输入，且所确定的输入应使得输出尽可能符合给定的最佳要求，此即最优控制问题；⑶当输入已知时，确定系统，且所确定的系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求，此即最优设计问题；⑷当输出已知时，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤波与预测问题； ⑸当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问题。
5.反馈：系统的输出不断地、直接或间接地、全部或部分地返回，并作用于系统。
负反馈：输出(被控量)偏离设定值(目标值)时，反馈作用使输出偏离程度减小，并力图达到设定值。
反馈的作用：消除偏离正反馈： 输出偏离初始值（或稳定值）时，反馈作用使输出偏离程度加剧。
反馈的作用：加剧偏离。
6.开环控制：只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与对系统的控制。
特点是 结构简单、维护容易、成本低、不存在稳定性问题；输入控制输出；输出不参与控制； 系统没有抗干扰能力。
适用范围：输入量已知、控制精度要求不高、扰动作用不大。
机械控制工程 概念复习
5. 系统识别或系统的辨识：当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。 6.信息传递：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地 传递，或称转换。 7.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。 8.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。 9.按系统是否存在反馈，将系统分为开环系统和闭环系统 。 10.开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说 系统中无反馈回路。
27.稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态。 28.主导极点：是指在系统的所有闭环极点中，距离虚轴 最近且周围没有闭环零点的极点，而其它极点都远离虚轴 。 29.主导极点对系统响应起主导作用，其它极点的影响在 近似分析中则可忽略不计。 30.闭环主导极点通常总是以共轭复数极点的形式出现。 32.系统的瞬态响应反映了系统本身的动态性能。 33.初始条件为零，即在单位阶跃输入作用前，系统处于 静止状态，输出量及其各阶导数均等于零。 34.超调量Mp只与系统的阻尼比ζ有关。
1.机械工程控制基础：是研究一机械工程技术为对象的控 制论问题；是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问 题，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系 。 2.系统分析：当系统已定， 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。
3.最优控制：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。 4.最优设计：当输入已知，且输出也是给定时，确定系统 应使得输出尽可能符合给定的最佳要求。
37.系统在扰动作用下的误差，反映可系统抗干扰的能力 。 38.若系统同时受到输入信号和扰动信号的作用，系统的 总误差等于输入信号和扰动信号分别作用时的稳态误差的 代数和。 39.频率响应时系统处于正弦输入的稳态响应；也就是给 线性系统输入某一频率的正弦波，经过充分长的时间后， 系统的输出响应仍是同频率的正弦波。 42.频率特性分析是通过分析不同谐波输入时系统的稳态 响应来表示系统的动态特性。 43g（t）是在时域中描述系统的动态性能，G（jw）则是 在频域中描述系统的动态性能，它仅与系统本身的参数有 关。
机械控制工程基础复习
主要特点：
控制方式：
反馈控制，反馈按反馈极性的不同分成两种形式：正反馈，负反馈。
控制器
被控制 对象
输入量
输出量
闭环控制 典型方框图
扰动
4.本书主要内容
01
输入信号
典型信号
02
系统
核心内容：输入与输出的关系
开环控制：开环控制是指控制器与被控对象之间只有顺向作用 而没有反向联系的控制过程。
主要特点：
控制方式：
控制器
被控制 对象
给定值
输出 量
按给定值 控制的原 理方框图
开环控制方式
输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰； 低精度元件可组成高精度系统； 因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很重要。
03
输出信号
建模
计算结果 时间响应 频率响应 稳定性分析
一、典型输入信号
为了便于对系统进行分析，设计和比较，根据系统常遇到的输入信号形式。在数学描述上加以理想化的一些基本输入函数，称为典型输入信号。
1
控制系统中常用的典型输入信号有：单位阶跃、单位斜坡（速度）函数、单位加速度（抛物线）函数、单位脉冲函数和正弦函数。
3.控制系统的分类
开环系统
闭环系统
按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合。
输出不影响输入，对输出不需要测量，通常容易实现； 组成系统的元部件精度高，系统的精度才能高； 系统的稳定性不是主要问题；
《机械控制工程》复习大纲
《机械控制工程》复习大纲
《机械控制工程》复习大纲
内容：
（一）、自动控制系统的反馈工作原理，控制系统的组成，具体的控制系统的系统方块图表示。
（二）、拉普拉斯变换（定义、基本性质定理、求取及求逆、应用）。
（三）、控制系统建模（运动方程、微分方程，传递函数，传递函数表示的系统方框图、方框图化简）。
（四）、控制系统频率特性：基本概念、典型环节的频率特性——波德图、奈魁斯特图；开环系统的频率特性、闭环系统的频率特性、频率特性与
系统品质；系统频率特性的实验确定法。
（五）、控制系统稳定性：基本概念、稳定条件；劳斯稳定判据、奈魁斯特稳定性判据、对数判据，系统稳定裕量、控制系统结构稳定性。
（六）、控制系统的稳态误差分析与计算。
（七）、控制系统的瞬态响应指标；一阶系统、二阶系统瞬态响应。
（八）、控制系统的频域法设计与校正：控制系统设计的过程；常用校正装置及其对系统的影响；希望频率特性的绘制；系统常用校正装置的设计。
主要参考教材：
左健民主编，《机电控制工程基础》，北京：机械工业出版社，2002。
王显正等，《控制理论基础》，北京：科学出版社。
2001。
1 / 1。
机械控制工程基础 总复习
第一章绪论1-1 机械工程控制论的研究对象与任务1．什么叫被控对象、被控量、给定值或希望值（参考输入）？被控对象：工作的机器设备被控量：表征机器设备工作状态的物理量给定值：对物理参量（被控量）在运行过程中的要求。
2．自动控制的任务是什么？在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的被控量自动地按照预定的规律运行。
3．自动控制系统的组成控制装置和被控对象1-2 自动控制的基本方式1．控制装置必须具备哪三个职能部件？比较元件、执行元件、测量元件。
2．自动控制的三种基本控制方式是什么？①按给定值操纵的开环控制；②按干扰补偿的开环控制；③按偏差调节的闭环控制3．能画出按给定值操纵的开环控制的系统原理框图、按干扰补偿的开环控制的系统原理框图、按偏差调节的闭环控制的系统原理框图①按给定值操纵的开环控制②按干扰补偿的开环控制③按偏差调节的闭环控制4．什么叫开环控制？控制装置与被控对象之间只有单方向的联系，信号由给定值至被控量是单向传递的。
5．什么叫闭环控制？被控量要返回来与给定值进行比较，控制信号必须沿前向通道和反馈通道往复循环地闭路传送，形成闭合回路，故称闭环控制。
1-3 对控制系统的性能要求1．什么叫动态过程或过渡过程？通常把系统受到外作用后，被控量随时间变化的全过程，称为动态过程或过渡过程。
2．工程上常常从稳、快、准三个方面来评价自动控制系统的总体精度第二章 自动控制系统的数学模型1．什么叫数学模型？描述系统的输入、输出变量以及系统内部各个变量之间关系的数学表达式称为系统的数学模型。
2．建立数学模型有哪两种方法？ 解析法和实验法3．线性定常系统的数学模型的种类有哪些？ 微分方程、传递函数、频率特性等2-1 系统的微分方程1．什么是线性系统？其最重要的特性是什么？当系统的数学模型能用线性微方程描述时，该系统称为线性系统。
线性系统最重要的特性是可以运用叠加原理。
2．RC 网络相关系统的微分方程的建立（课件12年第2次课） 练习题1. 列写如图所示无源网络的微分方程。
机械工程控制的基础复习资料(ppt 45页)
第六章 校正
第六章 校正
第六章 校正
第六章 校正-PID调节器
第六章 反馈校正
第六章 前馈校正
我们很容易遭遇逆境，也很容易被一次次的失败打垮。但是人生不容许我们停留在失败的瞬间，如果不前进，不会自我激励的话，就注定只能被这个世界抛弃。自我激 组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都发挥着关键性的 有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励和支持。一个小男孩在自 对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”扔出棒球，挥动依旧没有 和球，然后用更大的力气对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”可是接下来的结果，并未如愿。男孩子似乎有些气馁，可是转念一想：我抛球这么刁，一定是个很 喊：“我是世界上最棒的挥球手！”其实，大多数情况下，很多人做不到这看似荒谬的自我鼓励，可是，这故事却深深反映了这个男孩子自我鼓励下的执著，而这执著
迹往往是执著者造成的。许多人惊奇地发现，他们之所以达不到自己孜孜以求的目标，是因为他们的主要目标太小、而且太模糊不清，使自己失去动力。如果你的主要 实现就会遥遥无期。因此，真正能激励你奋发向上的是确立一个既宏伟又具体的远大目标。实现目标的道路绝不是坦途。它总是呈现出一条波浪线，有起也有落，但你 你的时间表，框出你放松、调整、恢复元气的时间。即使你现在感觉不错，也要做好调整计划。这才是明智之举。在自己的事业波峰时，要给自己安排休整点。安排出 是离开自己挚爱的工作也要如此。只有这样，在你重新投入工作时才能更富激情。困难对于脑力运动者来说，不过是一场场艰辛的比赛。真正的运动者总是盼望比赛。 很难在生活中找到动力，如果学会了把握困难带来的机遇，你自然会动力陡生。所以，困难不可怕，可怕的是回避困难。大多数人通过别人对自己的印象和看法来看自 尤其正面反馈。但是，仅凭别人的一面之辞，把自己的个人形象建立在别人身上，就会面临严重束缚自己的。因此，只把这些溢美之词当作自己生活中的点缀。人生的 上找寻自己，应该经常自省。有时候我们不做一件事，是因为我们没有把握做好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时，往往会把必须做的事放在一边，或静等灵 些事你知道需要做却又提不起劲，尽管去做，不要怕犯错。给自己一点自嘲式幽默。抱一种打趣的心情来对待自己做不好的事情，一旦做起来了尽管乐在其中。所以， 要尽量放松。在脑电波开始平和你的中枢神经系统时，你可感受到自己的内在动力在不断增加。你很快会知道自己有何收获。自己能做的事，放松可以产生迎接挑战的 社会，面对工作，一切的未来都需要自己去把握。人一定要靠自己。命运如何眷顾，都不会去怜惜一个不努力的人，更不会去同情一个懒惰的人，一切都需要自己去努 一时的享受也只不过是过眼云烟，成功需要自己去努力。当今社会的快速发展，各行各业的疲软，再加上每年几百万毕业生涌向社会，社会生存压力太大，以至于所有 高自己。看着身边一个个同龄人那么优秀，看着朋友圈的老同学个个事业有成、买房买车，我们心急如梵，害怕被这个社会抛弃。所以努力、焦躁、急迫这些名词缠绕 变自己，太想早一日成为自己梦想中的那个自己。收藏各种技能学习资料，塞满了电脑各大硬盘；报名流行的各种付费社群，忙的人仰马翻；于是科比看四点钟的洛杉 早起打卡行动。其实……其实我们不觉得太心急了吗？这是有一次自己疲于奔命，病倒了，在医院打点滴时想到的。我时常恐慌，害怕自己浪费时间，就连在医院打点 浪费。想快点结束，所以乘着护士不在，自己偷偷的拨快了点滴速度。刚开始自己还能勉强受得了，过了差不多十分钟，真心忍不住了，只好叫护士帮我调到合适的速 就在想，平时做事和打点滴何尝不是一样，都是有一个度，你太急躁了、太想赶超，身体是受不了的。身体是革命的本钱，我们还年轻，还有大把的时间够我们改变， 前面的那个若是1都不存在了，后面再多的0又有什么用？我是一个急性子，做事风风火火的，所以对于想改变自己，是比任何人都要心急。这次病倒了，个人感觉完全 乎才导致的，病倒换来的努力根本是一钱不值。生病的那几天，我跟自己的大学老师打了一个电话，想让老师帮我解惑一下，自己到底是怎么了。别人也很努力啊，而 为啥他们反到身体倍棒而一无所获的自己却病倒了？老师开着电脑，给我分享了两个小故事讲的第一个故事是“保龄球效应”，保龄球投掷对象是10个瓶子，你如果每 而你如果每次能砸倒10个瓶子，最终得分是240分。故事讲完，老师问我明白啥意思没？我说大概猜到一点，你让我再努力点，对吗？不对！你已经够努力了，都累病了 在就是那个每次砸倒9个瓶子的人。你累倒的原因是因为你同时在几个场馆玩，每一个场馆得分都是90分，而有些人，则是只在一个场馆玩，玩多了，他就能砸倒10个瓶 却还是远远超过你。老师讲的第二故事是“挖水井”，一个人选择好一处地基，就在那里一直坚持不懈的挖下去，而另一个人则是到处选地基，这边挖几米，那边挖几 而另一个人则是直到累死也没有挖出一滴水。首先，你必须承认努力是必须的，只要你比别人努力了那么一点，你确实能超过一些人。只是人的精力也是有限的，你这 果只会是永远装不满水桶的半桶水。和老师通完电话后，我调整了几天，也对自己手头上的事物做一些大改变。将目前摆在面前的计划一一列出来，挑出最重要的、最 排完手中所有的计划。对于那些不是很急的，对目前生活和工作不是特别重要的，先果断放弃。我现在最迫切的目标是什么？当然是七月份的转行新媒体咯，那么学习 媒体所需学习的技能又有很多，那怎么办呢？先挑自己有点底子的，有点基础的，把巩固持续加强。个人感觉自己写还是有点小基础的，所以就给自己一个小目标，每 案�
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《控制工程基础》复习提纲
参考书：《机械控制工程基础》（第2版），朱骥北等主编，机械工业出版社。
考试范围：第一章—第六章（第七章系统辩识简介不做考试范围）
各章节复习要点
一、第一章绪论
1、要求了解内容1-1、1-4、1-6
控制理论的发展简史；控制系统的基本工作原理；以及本课程的性质任务。
2、要求掌握的内容1-2、1-
3、1-5
按不同的分类方法，控制系统的分类不同；开环系统、闭环反馈控制系
统的特点及控制方法；机械控制工程研究的对象。
二、物理系统的数学模型及传递函数
1、要求了解的内容2-1、2-3
线性连续系统：建立系统的数学模型；数学基础- Laplace变换及其性质；
典型函数的拉氏变换式；用拉氏变换求解微分方程初值问题的思路；非
线性系统线性化方法；传递函数的概念及性质。
2、要求掌握的内容2-2、2-4、2-6
控制系统微分方程的建立；典型环节的传递函数形式；线性系统传递函
数的求法；控制系统中方框图的等效变换并求传递函数；干扰信号下的
系统输出以及物理系统传递函数的推导。
三、瞬态响应及误差分析
1、要求了解的内容3-1、3-
2、3-3
了解时间响应的概念，瞬态响应、稳态响应的定义；一阶系统的脉冲响
应、单位斜坡响应的特点；二阶系统的脉冲响应、单位斜坡响应的特点。
2、要求掌握的内容3-4、3-5
一阶系统、二阶系统的瞬态响应性能指标计算方法；系统性能的参数-
时间常数T、阻尼比、无阻尼固有频率对系统性能的影响；正确理解系
统型次的概念；输入信号及干扰信号引起的稳态误差的计算方法。
四、频率特性分析
1、要求了解的内容4-1、4-5
频率特性的基本概念和表示方法、求解方法；典型环节的频率特性。
2、要求掌握的内容4-2、4-
3、3-4
极坐标图的绘制方法；典型环节的伯德图渐近线的绘制方法；系统伯德
图渐近线的绘制方法；由伯德图求取系统的传递函数的方法；最小相位
系统的概念；系统频域性能指标的计算方法。
五、系统的稳定性
1、要求了解的内容5-1
系统稳定性的基本概念。
2、要求掌握的内容5-2、5-
3、5-4
系统稳定的充要条件；代数判据—劳斯稳定判据、胡尔维茨稳定判据及
其应用；乃奎斯特稳定判据和对数频率稳定判据及其应用；相对稳定性
及其稳定裕量概念及计算方法。
注：（5-5 根轨迹不做考试内容）
六、系统的综合与校正
1、要求了解的内容6-1
了解校正的基本概念；校正的方式与实质。
2、要求掌握的内容6-2、6-3
运用低频、中频、高频三个频段概念对系统校正前后性能进行定性分析
与比较；串联校正、并联校正方法的特点和作用；PID调节器校正方法。