机械控制工程基础总复习

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机械工程控制基础(复习要点)

d tr tan ( ) d d
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

机械控制工程基础复习题及参考答案

一、单项选择题：1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 DA. 发散振荡B. 单调衰减C. 衰减振荡D. 等幅振荡2．一阶系统G(s)=1+Ts K的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的时间 BA ．越长B ．越短C ．不变D ．不定3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ CA.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 CA ．-270°B ．-180°C ．-90°D ．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)=s1，则其频率特性幅值M(ω)= C A.ωKB. 2K ωC. ω1D. 21ω6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。

当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 BA. a 1y 1(t)+y 2(t)B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t)C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t)D. y 1(t)+a 2y 2(t)7．拉氏变换将时间函数变换成 DA ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 AA.增加B.减小C.不变D.不定9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 DA ．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10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 CA.ω+s 1B.22s ω+ω C.22s s ω+ D. 22s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= AA. 90°B. -90°C. 0°D. -180°12. II 型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为 AA. -40(dB/dec)B. -20(dB/dec)C. 0(dB/dec)D. +20(dB/dec)13．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 BA ．代数方程B ．特征方程C ．差分方程D ．状态方程14. 主导极点的特点是 DA.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近15．采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为 CA ．)s (G 1)s (G + B ．)s (H )s (G 11+C ．)s (H )s (G 1)s (G + D ．)s (H )s (G 1)s (G -二、填空题：1．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 __。

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。

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。

机械工程控制基础复习资料

一、填空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。

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。

11.闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。

12.数学模型：是系统动态特性的数学表达式。

13.分析法：是依据系统本省所遵循的有关定律列写数学表达式。

14.实验法：是根据系统对某些典型输入信号的响应或其它实验数据建立数学模型。

15.线性系统：系统的数学模型表达式是线性。

16.非线性系统的最重要特性，是不能运用叠加原理。

17. 传递函数：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出地拉氏变换比输入的拉氏变换。

18. 传递函数：是通过输入与输出之间信息的传递关系，来描述系统本省的动态特性。

19.方块图：是系统中各环节的功能和信号流向的图解表示方法。

20.串联：各个环节传递函数一个个顺序连接。

21.并联：凡是几个环节的输入相同，输出相加或想减的连接形式。

22.反馈：是将系统或某一环节的输出量，全部或部分地通过传递函数回输到输入端，又重新输入到系统中去。

机械工程控制基础-机控复习考试资料

X i X 01. 什么是系统的反馈？一个系统的输出，部分或全部地被反过来用于控制系统的输入。

2. 一个系统的动力学方程可以写成微分方程，这一事实就揭示了系统本身状态变量之间的联系，也就体现了系统本身存在着反馈；而微分方程的解就体现了由于系统本身反馈的存在与外界对系统的作用的存在而决定的系统的动态历程。

3. 几何判据有奈奎斯特判据、波德判据两种；代数判据有劳斯判据、胡尔维茨判据两种。

4. 列写微分方程的步骤：（1）.确定系统或各元素的输入量输出量（2）.按照信号的传递顺序，从系统的输入端开始，根据各变量所遵循的运动规律列写出在运动过程中的各个环节的动态微分方程 (3).消除所列各微分方程的中间变量，得到描述系统的输入量输出量之间的关系的微分方程。

(4).整理所得微分方程。

5. 非线性系统有：本质非线性和非本质非线性两种，能进行线性化的是非本质非线性系统。

6. 给出两种传递函数的定义：1.传递函数是经典控制理论中对线性系统进行研究分析与综合的基本数学工具 2.在外界输入作用前，输入输出的初始条件为零时，线性定常系统环节或元件的输出（t ）与输入（t ）经Laplace 变换后与之比称为该系统环节或元件的传递函数。

7. 写出六种典型环节的名称、微分方程和传递函数、奈奎斯特图和波德图。

8. 方框图的基本元素由传递函数方框、相加点、分支点组成。

9. 二阶系统时间响应的性能指标是根据欠阻尼二阶系统在单位阶跃信号作用下得到的。

10. 系统稳定的充要条件是：系统所有特征根的实部为负。

11. 什么是系统的动柔度、动刚度、静刚度。

若机械系统输入为力，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;当W=0时系统频率特性的倒数为系统的静刚度12. 线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。

13. 相频特性和幅频特性的定义：相频特性是指：稳态输出信号与输入信号的相位差；幅频特性是指：稳态输出与输入的幅值之比。

机械工程控制基础-复习

03
3，通过开环Nyquist图定性分析系统稳定性
04
4，稳定裕度（定义，表达式）
05
3，通过开环Bode 图定性分析系统稳定性
控制工程基础
第6章：
1，基本概念：如校正的概念和实质、校正方式分类如串联校正、并联校正等
2，典型校正环节（相位超前、相位滞后以及相位滞后超前校正、增益校正、PID校正以及顺馈校正、反馈校正的特点）
一．基本概念：如数学模型、线性系统与非线性系统、典型环节、传递函数等。
二．拉氏变换、列微分方程、求传递函数： P132表1、物理系统（如mkc或 LRC系统）、反馈闭环等
三．传递函数框图的化简利用等效变换法则，移动比较点和引出点，消去交叉回路，变换成可以运算的简单回路。
控制工程基础
第3章
1、典型输入信号（5个）、时间响应分类和概念（瞬态响应与稳态响应）
2、系统固有特性（含义，与其他指标的关系）：
时间常数、无阻尼固有频率、阻尼比
3、系统时间响应的求法（一阶） 4、二阶系统特征参数的求法和分类，
5、系统时域性能指标（含义、计算）：
上升时间，调整时间，超调量，有阻尼固有频率，稳态误差（表 3-2）
控
总
制复
习
工程基础
控制工程基础
壹
考试型式：闭卷
○ ● ● ●
○
120min
貳
时间：
叁
题型：
考
单
试
项
选
择
综计填合算空题题题
控制工程基础
2014 2015
1.基本概念：
如控制系统的定义和分类（如开环与闭环）、反馈等

机械控制工程基础-总复习

推论：
d n xt n 0 sx n 2 0 x n 1 0 L n s X s s n 1 x0 s n 2 x dt
零初始条件
0 若：x 0 x x 0 x n 2 0 x n 1 0 0 d n x t n L s X s n dt
一、典型输入信号（掌握）
1. 阶跃函数 2. 斜坡函数 3. 加速度函数 4. 脉冲函数
5. 正弦函数
二、一阶系统的瞬态响应（掌握）
闭环传递函数输入信号输出响应
t 1 T e T
ess
0 0
(t )
(t 0)
1 Ts 1
1(t )
1e

t T
(t 0)
t T
t
t
1 2 t 2
t T Te
t 0
T
∞
1 2 2 t Tt T (1 e T ) t 0 2
等价关系：系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数；系统对输入信号积分的响应，就等于系统对该输入信号响应的积分。
三、二阶系统的瞬态响应
X i s
-
×
n ss 2 n
jV
0 2
G j
K U 0
0 0
jV
[G j ]
nm 3

nm 2
0
U
0 1
n m 1
乃氏图的终点
乃氏图的起点
三、频率响应的对数坐标图—伯德图
1.伯德图的定义（掌握）
由两张图组成。纵坐标分别为
对数幅频特性： L 20lg G j

机械工程控制基础复习课件

第二章传递函数
机械系统微分方程的列写
单击此处添加大标题内容
机械系统中部件的运动有直线和转动两种。机械系统中以各种形式出现的物理现象，都可简化为质量、弹簧和阻尼三个要素。列写其微分方程通常用达朗贝尔原理。即：作用于每一个质点上的合力，同质点惯性力形成平衡力系。
第二章传递函数
第二章传递函数
第二章传递函数
第二章传递函数
2.零点和极点
将G(s)写成下面的形式：
N(s)=a0(s-p1)(s-p2)…(s-pn)=0的根s=pj (j=1, 2, …, n)，称为传递函数的极点；决定系统瞬态响应曲线的收敛性，即稳定性
式中: M(s)=b0(s-z1)(s-z2)…(s-zm)=0的根s=zi (i=1, 2, …, m)，称为传递函数的零点；影响瞬态响应曲线的形状，不影响系统稳定性
3）若系统传递函数方框图内有交叉回路，则根据
相加点、分支点等移动规则消除交叉回路，然后按第2）步进行化简；
第二章传递函数
Ｘ0
Ｘi
+
A
+
B
G1
+
H2
H1
G2
G3
D
-
Ｅ
Ｆ
-
+
C
解：1）相加点C前移（再相加点交换）
Ｘi
+
A
+
B
G1
H1
G2
G3
D
-
Ｅ
Ｆ
Ｘ0
+
1 G1
H2
-
+
第二章传递函数
例1 ：
第二章传递函数
1．比例环节（放大环节）

机械工程控制基础期末超级重点(收藏版)

1.2什么是内反馈？为什么说内反馈是使机械系统纷繁复杂的主要问题？
答：内反馈是指系统内存在着的各种自然形成的反馈。它主要由系统内部各个元素之间的相互耦合而形成。内反馈反应系统内部各参数之间的内在联系，其存在对系统的动态特性有非常敏锐的影响，而机械系统存在的内反馈情况千差万别、错中复杂，因此使得机械系统纷繁复杂。
（2）.随动系统---在外界条件作用下，系统的输出能相应于输入在广阔范围内按任意规律变化的系统。
（3）.程序控制系统---在外界条件作用下，系统的输出按预定程序变化的系统。
P15*对控制系统的基本要求：稳定性、快速性、准确性。
3.1什么是时间响应？由哪两部分组成？各部分的定义是什么？
答：1）时间响应是指系统的响应（输出）在时域上的表现形式，或系统的动力学方程在一顶初始条件下得解。
机械工程控制基础（期末复习试题总结）
一．简答题.（三个共15分）
1.1机械工程控制论的研究对象和源自务是什么？答：机械工程控制论实质上是研究机械工程中广义系统的动力学问题。具体的说，它研究的是机械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，所经历的其内部的固有特性（即由系统的结构和参数所决定的特性）所决定的整个动态历程：研究这一系统及其输入、输出三者之间的关系。
解：（1）对图a所示系统，由牛顿定律有
即；
Laplace变换：
∴传递函数
（2）对图（b）所示系统，引入一中间变量，并由牛顿定律有
即：
Laplace变换：
∴传递函数：
3、方框图化简，并写出传递函数G(S).(15分).
解：
化简步骤如下：
∴传递函数
四.计算题。（选考5道大题计算，共60分）

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

机械控制工程基础知识点总结

机械控制工程基础知识点总结一、知识概述《机械控制工程基础》①基本定义：机械控制工程呢，就是研究机械工程技术中的控制原理、方法等东西的学科。

简单说，就是让机械按照咱们想要的方式去工作，好比指挥一个机器人做出各种动作。

②重要程度：在机械学科里超重要啦。

如果机械没有好的控制，就像没了方向盘的汽车，瞎跑乱撞。

机械制造、机器人研发、自动化生产等好多领域都得用它。

③前置知识：需要先懂得一些基本的机械原理，像机械传动那些知识，还有物理里的动力学基础，也就是力和运动的知识。

比如说你想在机械控制中搞清楚一个部件怎么动得稳当，不知道动力学肯定不行。

④应用价值：在现代工业生产里，像汽车生产线自动化控制、数控机床里对刀具的控制，能让产品质量超稳定。

在智能家居里，控制窗帘开合、空调温度啥的也靠这方面的知识。

二、知识体系①知识图谱：它在机械学科里像个联络中心。

跟机械原理、力学、电子电路等知识都有紧密联系，是很多复杂机械系统的思维大脑。

②关联知识：和机械制造关系密切，因为制造出的机械部件要控制得好才能发挥好作用。

还有电气知识，现在机械很多都和电联系在一起，电机的控制就是典型。

③重难点分析：- 掌握难度：理解各种控制系统的原理有点难，像闭环控制、开环控制，概念不太好理解。

- 关键点：掌握不同控制方式的特点和适用场景是关键。

比如说开环控制简单但精度可能低，闭环控制精度高能自动调整不过成本高。

④考点分析：- 在考试中的重要性：蛮重要的，机械相关专业考试经常考。

- 考查方式：会有概念问答，像让你说说闭环控制系统的组成部分；也有计算，比如计算控制系统的传递函数之类的。

三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 控制系统：就是对机械的各种动作、性能等进行调节、管理的系统。

就好比训宠物，得让宠物听你的话，控制系统就让机械听指挥。

- 开环控制：简单说就是给个输入，机械就按照预定的程序工作，不管最终结果是不是准确。

就像咱定个闹钟，不管当时是白天黑夜，到点就响，不会看看外边天亮没亮来调整响铃时间。

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。

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闭环控制：是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程。
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；

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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。

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