机械工程控制基础 【0933】
机械工程控制基础
机械工程控制基础机械工程控制基础是机械工程中非常重要的一部分，它涉及到机械工程中的各种控制系统，包括机械控制系统、电气控制系统、液压控制系统、气动控制系统等。
机械工程控制基础是机械工程师必须掌握的基本知识，它对于机械工程的设计、制造、维护和改进都有着重要的作用。
机械控制系统是机械工程中最基本的控制系统之一，它主要是通过机械元件来实现对机械运动的控制。
机械控制系统的主要组成部分包括传动机构、运动控制机构、传感器和执行机构等。
传动机构是机械控制系统中最基本的部分，它主要是通过传动装置来实现机械运动的传递和转换。
运动控制机构是机械控制系统中的核心部分，它主要是通过控制机构来实现机械运动的控制。
传感器是机械控制系统中的重要部分，它主要是通过感应机构来实现机械运动的检测和反馈。
执行机构是机械控制系统中的最终部分，它主要是通过执行机构来实现机械运动的执行。
电气控制系统是机械工程中另一个重要的控制系统，它主要是通过电气元件来实现对机械运动的控制。
电气控制系统的主要组成部分包括电源、控制器、执行机构和传感器等。
电源是电气控制系统中最基本的部分，它主要是通过电源来提供电能。
控制器是电气控制系统中的核心部分，它主要是通过控制器来实现电气信号的控制。
执行机构是电气控制系统中的最终部分，它主要是通过执行机构来实现电气信号的执行。
传感器是电气控制系统中的重要部分，它主要是通过感应机构来实现电气信号的检测和反馈。
液压控制系统是机械工程中另一个重要的控制系统，它主要是通过液压元件来实现对机械运动的控制。
液压控制系统的主要组成部分包括液压泵、液压阀、执行机构和传感器等。
液压泵是液压控制系统中最基本的部分，它主要是通过液压泵来提供液压能。
液压阀是液压控制系统中的核心部分，它主要是通过液压阀来实现液压信号的控制。
执行机构是液压控制系统中的最终部分，它主要是通过执行机构来实现液压信号的执行。
传感器是液压控制系统中的重要部分，它主要是通过感应机构来实现液压信号的检测和反馈。
机械工程控制基础
机械工程控制基础导言机械工程控制基础是机械工程中不可或缺的一部分。
它涵盖了各种控制方法和技术，用于实现机械系统的运动和操作的精确控制。
本文将介绍机械工程控制基础的一些关键概念和技术，旨在为机械工程师和其他相关领域的专业人员提供一个了解和学习机械控制的起点。
1. 控制系统的基本原理控制系统是指通过传感器和执行器来实现对系统状态的监测和调节的一组设备和组件。
机械控制系统的基本原理是将系统的状态与期望的状态进行比较，并根据差异来调整执行器的输出。
控制系统通常由三个主要组成部分组成：传感器、控制器和执行器。
1.1 传感器传感器是用于测量物理量和状态的设备。
在机械控制系统中，传感器通常用于测量位置、速度、压力、温度等各种参数，以提供反馈信号给控制器。
常见的传感器有光电传感器、压力传感器、编码器等。
1.2 控制器控制器是控制系统的核心部分，它接收传感器的反馈信号，并根据预定的算法和逻辑进行计算和决策。
控制器的主要任务是将反馈信号与期望的状态进行比较，然后产生控制信号来调整执行器的输出。
常见的控制器包括PID控制器、逻辑控制器等。
1.3 执行器执行器是控制系统的输出部分，它根据控制器产生的信号来进行动作。
执行器可以是电动机、液压马达、气动马达等，用于实现机械系统的运动和操作。
2. 控制方法机械工程控制基础涵盖了各种控制方法和技术，下面将介绍一些常用的控制方法。
2.1 开环控制开环控制是一种基础的控制方法，它不考虑系统的实际状态和性能，只根据输入信号的设置来控制执行器的输出。
开环控制不具备反馈机制，容易受到外部干扰和系统参数变化的影响，因此在实际应用中使用较少。
2.2 闭环控制闭环控制是一种基于反馈的控制方法，它通过比较输入和反馈信号之间的差异来决定控制器的输出。
闭环控制可以根据实际的状态和性能调整执行器的输出，使系统更加稳定和准确。
常见的闭环控制方法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
2.3 PID控制PID控制是一种基于比例、积分和微分的闭环控制方法，广泛应用于机械工程中。
西南大学2018年秋季[0933]《机械工程控制基础》参考资料
![西南大学2018年秋季[0933]《机械工程控制基础》参考资料](https://img.taocdn.com/s3/m/10459a3efc4ffe473368ab4a.png)
单项选择题2、一系统在干扰单独作用下的误差函数，在输入信号单独作用下的误差函数，则系统总的稳态误差为（）。
. 9/5. -9/5. 0.∞3、二阶系统当时，如果增加，则输出响应的最大超调量将（）。
.增加.不变.减小.不定4、某环节的传递函数为，该环节是（）。
.微分环节.一阶微分环节.惯性环节.积分环节5、当系统已定，并且输入知道时，求系统的输出（响应），并通过输出来研究系统本身的有关问题，称为（）。
. A. 最优控制.数学建模.系统校正.系统分析6、下列系统属于闭环系统的是（）。
.普通洗衣机.工业机器人.交通红绿灯.简易数控机床7、某系统的传递函数为，则影响系统时间响应快速性的因素是（）。
. K. K和T.输入信号大小. T.12、设系统的开环传递函数为，则该系统（）。
.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是不稳定的.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是不稳定的14、某系统的微分方程为，均为常数，则该系统是（）。
.线性定常系统.非线性系统.非线性时变系统.线性时变系统.17、控制论与工程技术的结合，派生出的新学科是指（）。
. C. 经济控制论.工程控制论.社会控制论.生物控制论..21、传递函数的极点是（）。
. 2，3. -2. -3. -2，-3.23、设系统的特征方程为，则该系统（）。
.稳定性不确定.不稳定.稳定.临界稳定.25、当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（）。
.最优控制.系统校正.自适应控制.系统辩识26、某系统的微分方程为，该系统是（）。
. B. 线性时变系统.线性定常系统.非线性时变系统.非线性系统27、以下指标中，不能反映系统瞬态性能指标的是（）。
.相位穿越频率.上升时间.调整时间.峰值时间.29、用以稳定控制系统，提高控制性能的元件，称为系统的（）。
机械工程控制基础
机械工程控制基础机械工程控制基础是机械工程专业的一门重要基础课程，主要涉及工程控制的基本概念、基本原理和基本方法。
下面将从几个方面展开，分别介绍机械工程控制基础的相关内容。
一、控制系统的基本概念1. 系统：指由若干元件、设备或部件组成的整体，可以接受人为或自然力的作用，从而完成某种功能。
2. 控制系统：指通过一定的被控对象和调节器的相互作用，将被控对象使之按照某一规定的要求进行运动或工作的系统。
3. 控制对象：指参与控制系统中的被控元件（或被控设备），其能够通过控制信号而改变某些物理量。
4. 调节器：指参与控制系统中的控制元件（或控制设备），其能够根据实际输出与期望输出之差来调整控制信号。
二、控制原理与分类1. 控制原理：指控制对象按照要求运动或工作的基本规律，包括开环控制原理和闭环控制原理两种。
- 开环控制原理：即在没有反馈的情况下实现对控制对象的控制，主要通过事先确定的控制规律对控制对象进行控制。
- 闭环控制原理：即通过对控制对象输出结果与设定值之间的比较，通过反馈作用对控制器进行调整，使得控制对象输出结果接近设定值。
2. 控制分类：按照被控对象的性质和控制方式的不同，可以将控制系统分为连续控制系统和离散控制系统两种。
- 连续控制系统：指控制对象输出结果的变化是连续变化的，如温度控制系统、速度控制系统等。
- 离散控制系统：指控制对象输出结果的变化是离散变化的，如开关控制系统、数字化控制系统等。
三、控制过程与控制常用方法1. 控制过程：包括调节过程和追踪过程两种。
- 调节过程：指通过对被控对象的调整，使其输出结果稳定在设定值附近的过程。
- 追踪过程：指通过对被控对象的调整，使其输出结果能够随着设定值的变化而相应变化的过程。
2. 控制常用方法：包括比例控制、积分控制、微分控制和 PID 控制等几种常用控制方法。
- 比例控制：根据被控对象实际输出结果与设定值的差异，通过调节控制信号使得差异减小的控制方法。
机械工程控制基础
机械工程控制基础1. 引言机械工程控制基础是机械工程中的重要内容，它涉及到机械系统的设计、控制和运行。
机械工程控制的目标是实现系统的自动化、智能化和精确控制，提高机械系统的性能和效率。
本文将介绍机械工程控制的基本原理、方法和技术，并探讨其在机械工程中的应用。
2. 基本原理机械工程控制的基本原理是通过传感器采集系统的状态信息，经过控制器的处理和计算，输出控制信号来调节执行器，以实现对机械系统的控制。
传感器负责将机械系统的动态参数转化成电信号，传递给控制器；控制器根据输入信号和设定的控制算法，计算出控制输出信号；执行器根据控制输出信号，执行相应的动作来控制机械系统的行为。
3. 主要方法机械工程控制的主要方法包括开环控制和闭环控制。
开环控制是指输出信号仅根据输入信号和设定的控制算法产生，不考虑系统的实际状态。
闭环控制是在开环控制的基础上，增加了对系统状态的反馈，通过与设定值进行比较，不断调节输出信号来实现系统的稳定性和精确控制。
3.1 开环控制开环控制是机械工程控制中最基础的控制方法。
它适用于系统的状态信息可以准确预测和计算的情况。
开环控制输出信号的计算仅依赖于输入信号和设定的控制算法，输出信号不受系统状态的影响。
开环控制的优点是实现简单、成本低，但缺点是对外界干扰和系统变化的抗干扰能力差。
3.2 闭环控制闭环控制是机械工程控制中常用的控制方法。
它通过对系统状态的反馈，实时调节输出信号，使系统更加稳定、精确。
闭环控制的基本原理是通过传感器采集系统的状态信息，与设定值进行比较，计算出误差，并根据设定的控制算法调节输出信号，使误差最小化。
闭环控制的优点是对系统变化和外界干扰具有一定的抗干扰能力，但缺点是实现复杂，成本较高。
4. 技术应用机械工程控制的技术应用非常广泛。
在制造业中，机械工程控制被广泛应用于机器人控制、自动化生产线、数控机床、自动驾驶等领域。
在航空航天领域，机械工程控制被应用于飞行器控制、航空发动机控制、导航系统等。
机械工程控制基础教案
授课章节第一章 绪论（1） 本次课学时数2本次课教学目的与要求了解机械工程控制的基本概念，研究对象和任务，明确学习该课程的目的和意义本次课重点与难点教学重点理解“系统”、“反馈”、“反馈控制”的概念教学难点理解机械系统，能够进行分析建立数学模型，掌握控制系统的分类及要求教学方法与手段PPT，板书教学内容 时间分配教学内容 课时分配（分钟） 引言 20 研究对象——系统 15研究任务——动力学问题 10 系统问题分类 20实例分析 25教学过程设计 以控制理论为基础，引入机械自动控制的概念，进行控制基础知识和实质内涵，以及组成结构，结合实际生活中的例子，加以分析，使学生充分理解，并且学生自己能举例说明生活中的控制问题。
思考题或预习题或作业题参考资料1.胡寿松等编《自动控制原理》，国防工业出版社2.李友善主编《自动控制原理》，国防工业出版社3.阳含和编著《机械控制工程》，机械工业出版社课后小结了解控制系统研究的对象与基本任务。
通过实际例子了解控制系统。
授课章节第一章 绪论（2） 本次课学时数2本次课教学目的与要求了解机械工程控制系统的分类，反馈控制系统组成，控制系统的要求等本次课重点与难点教学重点理解 “反馈”、“反馈控制”的概念，了解系统组成结构。
教学难点掌握控制系统的组成，性能指标，能对控制系统进行分析教学方法与手段PPT，板书教学内容 时间分配教学内容 课时分配（分钟）控制系统分类 5开环控制特点分析及实例讲解 15闭环控制特点分析及实例讲解 20 反馈控制系统分类 10控制系统性能指标 25机械制造发展及控制系统应用 15教学过程设计 以机械自动控制基本概念为基础，分析其分类及组成结构，结合实际生活中的例子，加以分析，使学生充分理解，并且学生自己能举例分析生活中的控制问题。
思考题或预习题或作业题1.14、1.15参考资料1.胡寿松等编《自动控制原理》，国防工业出版社2.李友善主编《自动控制原理》，国防工业出版社3.阳含和编著《机械控制工程》，机械工业出版社课后小结掌握控制系统的分类及组成，以及各种控制系统的优缺点。
西南大学机械工程控制基础【0933】高分答案
西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年秋季
课程名称【编号】：机械工程控制基础【0933】 A卷
考试类别:大作业满分：100分
一、简答题（本大题共2小题，必做，每小题10分，共20分）
1. 闭环控制系统由哪些元件组成？
2. 绘制系统奈氏图的步骤有哪些？
二、计算题（本大题共6小题，其中第1、2小题必做，第3、4小题任意选做1题，第5、6小题任意选做1题，共计做4小题，每小题20分，共80分）
1. 某单位反馈控制系统的开环传递函数，若要求时的稳态误差
，且时，调整时间秒，试求K和T的值。
解：需要答案加微boge30619，高分
2.某放大器的传递函数为，今测得其频率响应，当时，幅频特性，相频特性。
试问放大系数K和时间常数T各为多少？
3.设控制系统的特征方程为，试用劳思判据判断该控制系统的稳定性。
4.已知闭环控制系统的传递函数为，试求当系统稳定时K的取值范围。
5.设单位反馈系统的开环传递函数为，当系统的输入信号为
时，试求系统的稳态误差。
6. 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为，试确定使系统稳定且在单位斜坡输入下时K的值。
- 1 -。
机械工程控制基础-课件
0, t 0 I (t ) 1 , t 0
1 I (t )e dt s
, t 0 (t )} 0 , t 0
st
• 2 单位脉冲函数
L[ (t )] (t )e dt 1
0
• 3 单位斜坡函数
L[( t )]
t
0
f (t ) g ( )d f (t ) * g (t ) 叫做
of f (t ) and g (t ).
2-5 拉氏逆变换
• 1 拉氏逆变换的三种方法 • (1)查表法 由拉氏变换表直接查出与像函数 F(s)对应的原函数f(t). • (2)留数定理法 利用留数定理计算像函数的 原函数。 • (3) 部分分式法 先把像函数分解为部分分式，
L[ f (t )] F (s)
0
f (t )e st dt, t 0
• 2 拉氏逆变换 • 定义式
s j,
f (t ) 原函数，F (s) 像函数
2-3 典型时间函数的拉氏变换
• 1 单位阶跃函数
L[ I (t )}
st 0
其中， p1 , p 2 , p n 是极点， k1 , k 2 , k n 是待定常数 .则
• 例题2-6 p22
• （2）F(s)有重极点
F (S ) k11 B( S ) a n ( s p1 ) r ( s p r 1 ) ( s p n )
kn k12 k1r k r 1 r r 1 s p1 s p r 1 s pn ( s p1 ) ( s p1 ) 其中， p1 , p 2 , p n 是极点， k11 , k12 , k n 是待定常数 . k11 F ( s )(s p1 ) r k12
2019秋季西南大学网教-[0933]《机械工程控制基础》
![2019秋季西南大学网教-[0933]《机械工程控制基础》](https://img.taocdn.com/s3/m/1e343caf8bd63186bdebbc5e.png)
西南大学网络与继续教育学院课程代码： 0933 学年学季：20192单项选择题1、对数幅频特性的渐近线如图所示，它对应的传递函数为（）。
. 9/5. -9/5. 0.∞.增加.不变.减小.不定4、某环节的传递函数为，该环节是（）。
.微分环节.一阶微分环节.惯性环节.积分环节5、某系统的传递函数为，则影响系统时间响应快速性的因素是（）。
. K. K和T.输入信号大小. T6、某控制系统的方框图如图所示，则该系统的稳态误差表达式为（.9、设系统的开环传递函数为，则该系统（）。
.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是稳定的.幅相特性曲线是一条与实轴平行的直线，所以闭环是不稳定的.幅相特性曲线是一条与虚轴平行的直线，所以闭环是不稳定的.线性定常系统.非线性系统.非线性时变系统.线性时变系统15、传递函数的极点是（）。
. 2，3. -2. -3. -2，-316、系统方框图如图所示，则该系统的传递函数为（..稳定性不确定.不稳定.稳定.临界稳定19、当系统的输入和输出已知时，求系统结构与参数的问题，称为（）。
.最优控制.系统校正.自适应控制.系统辩识20、某系统的微分方程为，该系统是（）。
. B. 线性时变系统.线性定常系统.非线性时变系统.非线性系统21、以下指标中，不能反映系统瞬态性能指标的是（）。
.相位穿越频率.上升时间.调整时间.峰值时间23、瞬态响应指标中，延迟时间的定义是（）。
.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间.单位阶跃响应从零开始第一次达到稳态值所需的时间25、若系统的传递函数的所有零点和极点都在复平面的左半平面，则该系统称为（）。
.最小相位系统.振荡系统.非最小相位系统.不稳定系统26、系统的静态加速度误差系数K a定义为（）。
.27、作为控制系统，一般（）。
机 械 工 程 控 制 基 础
1 σ + jω L [F(s)] = f (t ) = F(s)est ds（2-2） ） ∫σ jω 2π j
1
式中，σ为大于F(s)的所有奇异点实部的实常数。 式中， 为大于F 的所有奇异点实部的实常数。 所谓奇异点， 在该点不解析，也就是F 所谓奇异点，即F(s)在该点不解析，也就是F(s) 在该点及其邻域不处处可导。 在该点及其邻域不处处可导。
= 1 ∑ La + ∑ Lb Lc ∑ Ld Le L f + L
复习
自动控制原理及其应用
复习
1- 4
ub
ur
u
E
220
该系统中，炉子的温度需要被控制，因此，炉子为被控对象， 该系统中，炉子的温度需要被控制，因此，炉子为被控对象，炉子的实际 温度为被控制量（系统的输出量），希望的炉子的温度为系统的输入量， ），希望的炉子的温度为系统的输入量 温度为被控制量（系统的输出量），希望的炉子的温度为系统的输入量，而 炉子的散热量为系统的扰动输入量。 炉子的散热量为系统的扰动输入量。 炉子的温度是由给定的电压信号u0和热电偶输出的电压信号uf之间的偏差 控制的。当炉子的实际温度等于希望的炉温时，此时系统不工作， 控制的。当炉子的实际温度等于希望的炉温时，此时系统不工作，当外界因 素引起箱内温度变化时，偏差经电压和功率放大后， 素引起箱内温度变化时，偏差经电压和功率放大后，使电机的转速和转向发 生变化，并通过传动装置拖动调压器的动触头。当温度偏高时， 生变化，并通过传动装置拖动调压器的动触头。当温度偏高时，动触头向着 减少电流的方向移动，反之加大电流，直到温度达到希望值为止。 减少电流的方向移动，反之加大电流，直到温度达到希望值为止。
2）闭环控制系统 ）
机械工程控制基础
机械工程控制基础机械工程控制基础机械工程控制是指通过各种手段和技术手段，对机械设备、生产流程和设备工艺进行监控、调控、保护和优化。
这样可以提高机械设备的工作效率，降低成本和消耗，提高生产质量和稳定性，还能延长机械设备的使用寿命。
机械工程控制的实现需要基础的控制技术和系统。
一般来说，机械工程控制分为自动控制和手动控制两种方式。
自动控制主要是指通过各种控制技术实现对机械设备的自动化操作。
而手动控制主要是指人工参与控制操作，通过人的经验和技能确保机械设备正常运行。
机械工程控制的要素包括传感器、控制器和执行器三部分。
传感器主要是负责采集机械设备的运行状态信息，通过传感器将这些信息传输至控制器。
控制器可以根据预设程序进行数据分析，并控制执行器实现对机械设备的控制和调节。
在传感器方面，常见的有温度传感器、压力传感器、力传感器、流量传感器等。
这些传感器可以精准地感知机械设备的运行状态，比如是否过热、是否超负荷等，从而及时调整机械设备的运行状况，以达到最佳的运行性能。
在控制器方面，主要有PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（数字控制系统）和SCADA（监控和数据采集系统）等。
PLC主要是用于控制工业设备的控制器，能够快速响应各种信号，并控制执行器实现对机械设备的控制和操作。
DCS是对工厂生产流程的管理，可以集成多个控制器，提高生产效率和质量。
SCADA则可实现监控和数据采集，是对生产过程的实时监控和数据采集。
在执行器方面，常见的有电机、机械手和气动装置等。
这些执行器可以实现对机械设备的控制和调节，在机械工程控制中起着非常重要的作用。
机械工程控制也需要考虑到安全因素。
在生产过程中，机械设备的控制和操作必须在严格的安全规定下进行。
在控制系统中，加入安全元件和控制逻辑可以实现对机械设备的安全保护。
总之，机械工程控制是通过多种技术手段，对机械设备进行自动化监控和调节，以实现高效、安全和稳定的生产流程。
通过合理的控制和调节，机械设备的小故障可以得到及时解决，避免了停机时间的浪费和高昂的维修费用。
机械工程控制基础课件第1章
机械工程控制基础课件第1章第1章绪论什么是控制？控制：为达到某种目的，对某一对象施加所需的操作。
如温度控制、人口控制、压力控制等控制实例1：发电机供电发电机要正常供电，就必须维持其输出电压恒定，尽量不受负荷变化和原动机转速波动的影响。
发电机是被控制的设备称为控制对象。
输出电压是被控制的物理量称为被控制量。
额定电压称为输入量。
控制的基本任务：使控制对象的被控制量等于输入量。
控制实例2：水位人工控制期望水位：输入量实际水位：被控制量图1.1水位人工控制检测偏差实施控制消除偏差控制器进水阀浮球出水阀图1.2水位自动控制系统控制实例3：水位自动控制自动控制：在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵控制对象。
杠杆——水位控制器当水位处于平衡位置时，进水量=出水量当水位H下降时，进水阀门增大，进水量增大∴水位H上升自动控制系统:在无人直接操作的情况下，通过控制器使控制对象自动地按照给定的规律运行，使被控制量按照给定的规律变化。
问题：水位自动控制系统能准确的控制水位吗？系统存在振动现象，很难预测其何时停止控制使水位到达目标位置。
自动控制理论:以自动控制系统为研究对象，采用数学方法进行分析与综合。
自动控制理论的发展18世纪，JamesWatt为控制蒸汽机速度设计的离心调节器是自动控制领域的第一项重大成果；1877年，提出线性系统稳定性的判据;1932年，Nyquist提出了一种根据系统的开环频率响应，确定闭环系统稳定性的方法——Nyquist稳定性判据；1948年，出版《控制论》，标志这门学科的正式诞生。
1954年，钱学森出版《工程控制论》经典控制理论在复数域内利用传递函数研究单输入—单输出线性定常系统的稳定性、响应快速性与响应准确性的问题。
20世纪50年代及其以前的控制理论属于经典控制理论数学基础：拉普拉斯变换基本数学模型：传递函数主要的分析与综合方法：时域分析法、频率响应法现代控制理论在时间域内利用状态空间分析研究多输入—多输出系统的最优控制问题。
西南大学网络教育20.6月机械工程控制基础 【0933】答案
2.某开环控制系统的传递函数为()()
1
0025.020025.050
2
2++=
s s s s G ξ，分别求控制信号为()1=t r ，()t t r =，()25.0t t r =的稳态误差ss e 。
3. 已知系统的闭环传递函数为()2
37
+=
s s G ，当输入信号为
()⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=
4532sin 71t t x i 时，试求该系统稳态响应。
4. 某单位反馈控制系统的开环传递函数为()1
10
+=
s s G ，当系统在输入信号()()
30sin +=t t x i 时，试求系统的稳态输出。
5.某系统的特征方程为0
800
200
88
14
22
3
4
5=
+
+
+
+
+s
s
s
s
s，试用劳思判据判断该系统的稳定性。
6.已知某系统的传递函数为()
5
3
2
2
10
2
3
4
5+
+
+
+
+
=
s
s
s
s
s
s
G，试用劳思判据判断该系统的稳定性。
答：(1)令控制系统闭环传递函数的分母等于零，得到系统的特征方程式，即
s3+21s2+10s+10=0
特征方程式的各项系数均大于零，满足控制系统稳定的必要条件。
(2)由特征方程系数构成的劳斯数列为
劳斯数列中第一列元素均大于零，系统满足稳定的充分条件，因此，系统是稳定的。
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西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年春季
课程名称【编号】： 机械工程控制基础 【0933】 A 卷 考试类别:大作业 满分：100 分
一、简答题（本大题共2小题，必做，每小题10分，共20分）
1. 线性定常系统时间响应的性质是什么？
答：系统时域响应通常由稳态分量和瞬态分量共同组成，前者反映系统的稳态特性，后者反映系统的动态特性。
线性定常系统对输入信号微分的响应等于系统对该输入信号响应的微分，线性定常系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分。
2. 影响系统稳态误差的因素有哪些？
答：①原理性误差为了跟踪输出量的期望值和由于外扰动作用的存在，控制系统在原理上必然存在的一类稳态误差。
当原理性稳态误差为零时，控制系统称为无静差系统，否则称为有静差系统。
原理性稳态误差能否消除，取决于系统的组成中是否包含积分环节（见控制系统的典型环节）。
②实际性误差系统的组成部件中的不完善因素（如摩擦、间隙、不灵敏区等）所造成的稳态误差。
这种误差是不可能完全消除的，只能通过选用高精度的部件，提高系统的增益值等途径减小。
二、计算题（本大题共6小题，其中第1、2小题必做，第3、4小题任意选做1题，第5、6小题任意选做1题，共计做4小题，每小题20分，共80分）
1. 某单位反馈的位置控制系统，其开环传递函数为()()
14
+=s s s G ，试求
（1）该系统的特征参量n ω和ξ；
（2）系统的最大超调量p M 、上升时间r t 、峰值时间p t 、调整时间s t 。
2.某开环控制系统的传递函数为()()
1
0025.020025.050
2
2++=
s s s s G ξ，分别求控制信号为()1=t r ，()t t r =，()25.0t t r =的稳态误差ss e 。
3. 已知系统的闭环传递函数为()2
37
+=
s s G ，当输入信号为
()⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+= 4532sin 71t t x i 时，试求该系统稳态响应。
4. 某单位反馈控制系统的开环传递函数为()1
10
+=
s s G ，当系统在输入信号()()
30sin +=t t x i 时，试求系统的稳态输出。
5.某系统的特征方程为0800200881422345=+++++s s s s s ，试用劳思判据判断该系统的稳定性。
6. 已知某系统的传递函数为()5
32210
2
345+++++=
s s s s s s G ，试用劳思判据判断该系统的稳定性。
答：(1)令控制系统闭环传递函数的分母等于零，得到系统的特征方程式，即 s3+21s2+10s+10=0
特征方程式的各项系数均大于零，满足控制系统稳定的必要条件。
(2)由特征方程系数构成的劳斯数列为
劳斯数列中第一列元素均大于零，系统满足稳定的充分条件，因此，系统是稳定的。