《机电系统控制基础》大作业一

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机电工程控制基础答案

机电工程控制基础答案

机电工程控制基础答案【篇一:机电工程基础作业答案】>第一章习题答案一、简答1.什么是自动控制?就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

2.控制系统的基本要求有哪些?控制系统的基本要求可归结为稳定性;准确性和快速性。

3.什么是自动控制系统?指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成4.反馈控制系统是指什么反馈?反馈控制系统是指负反馈。

5.什么是反馈?什么是正反馈?什么是负反馈?反馈信号(或称反馈):从系统(或元件)输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件)输入端,这就是反馈信号。

当它与输入信号符号相同,即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。

反之,符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

6.什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端,此类系统称为反馈控制系统(或闭环控制系统)。

7.控制系统按其结构可分为哪3类?控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。

8.举例说明什么是随动系统。

这种系统的控制作用是时间的未知函数,即给定量的变化规律是事先不能确定的,而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量)的变化,这样的系统称之为随动系统。

随动系统应用极广,如雷达自动跟踪系统,火炮自动瞄准系统,各种电信号笔记录仪等等。

9.自动控制技术具有什么优点?⑴极大地提高了劳动生产率;⑵提高了产品的质量;⑶减轻了人们的劳动强度,使人们从繁重的劳动中解放出来,去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作,如原子能生产,深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

在这种情况下,自动控制更加显示出其巨大的作用10.对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能有几种情况?单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程二、判断1.自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

机电控制工程制造形考作业一

机电控制工程制造形考作业一

机电控制工程基础第1次作业第1章一、简答1.什么是自动控制?是相对于人工控制而言的,就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

2.控制系统的基本要求有哪些?控制系统的基本要求:稳定性、快速性和准确性(稳态精度),即稳、快、准3.什么是自动控制系统?指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成。

4.反馈控制系统是指什么反馈?反馈控制系统是负反馈5.什么是反馈?什么是正反馈?什么是负反馈?从系统(或元件)输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件)输入端,这就是反馈。

当它与输入信号符号相同,即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。

反之,符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

6.什么叫做反馈控制系统?从系统(或元件)输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件)输入端,这样的系统称为反馈控制系统7.控制系统按其结构可分为哪3类?开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统8.举例说明什么是随动系统。

如雷达自动跟踪系统,火炮自动瞄准系统,各种电信号笔记录仪等9.自动控制技术具有什么优点?⑴极大地提高了劳动生产率;⑵提高了产品的质量;⑶减轻了人们的劳动强度,使人们从繁重的劳动中解放出来,去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作,如原子能生产,深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

在这种情况下,自动控制更加显示出其巨大的作用。

10.对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能有几种情况?单调过程、衰减振荡过程、持续振荡过程、发散振荡过程二、判断1.自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

正确2.系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量,稳态性能指标为稳态误差。

《机电一体化系统设计基础》课程作业(一)

《机电一体化系统设计基础》课程作业(一)

《机电一体化系统》形成性考核作业一一、填空题第一章1. 机电一体化是和相互融合的产物,是机械的、、和上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置与相关软件有机结合而构成系统的总称。

2. 机电一体化正朝着、、、和系统化方向发展。

3. 机电一体化系统主要由5个子系统构成、、、和。

4. 常用的机电一体化设计方法有、和。

第二章5. 机械系统一般由、、、和组成。

6. 机械系统的功能是。

在整个机械系统中,控制、和组成的子系统完成单一的机械运动,若干个子系统通过计算机协调完成完整的机械运动。

7. 机械传动要完成机械运动,、、要相互影响、相互作用。

8. 按传递力的方法分类,机械传动装置可分为装置和装置。

9. 常见的传动装置有和装置。

10. 滚珠丝杆副传动装置由、、以及滚珠循环装置。

11. 滚珠丝杆副可将变为直线运动,又可将直线运动变为。

12. 滚珠丝杆副中滚珠的循环方式有和两种。

13. 滚珠丝杆副的螺纹滚道截面型式有和两种。

14. 滚珠丝杠副的轴向间隙是工作时与接触点的弹性变形引起的螺母位移量。

15. 齿轮传动装置是、和的变换器。

16.齿轮传动消除间隙的方法有和两种。

17.在双螺母垫片式调隙法中,调整使两个螺母产生,从而消除几何间隙和轴向间隙。

18. 滚珠丝杆的支撑常采用以为主的轴承组合。

19.求体积小、重量轻的齿轮传动系统常采用的原则。

20. 以提高传动精度和减小回程误差为主的降速传动齿轮系采用原则。

21. 导轨副是导向装置的常见件,由和两部分组成。

22. 滚动直线导轨的运动方向为,支承导件与运动件的两接触面见为,中间介质为滚动体。

二、简答题第一章1.简述机电一体化技术的特征。

2.简述机电一体化技术的重要性。

3.简述与机电一体化系统相关的技术。

4.简述机电一体化系统的设计原则。

5.简述机电一体化系统的设计步骤。

第二章6.简述机电一体化的机械系统的涵义。

7.简述机械传动装置在机电一体化产品中的性能要求。

8.简述机电一体化机械系统设计应该注意哪些问题。

2023年秋国开《机电一体化系统设计基础》形考作业1-3和专题报告参考答案

2023年秋国开《机电一体化系统设计基础》形考作业1-3和专题报告参考答案

形考一一、判断题1.机电一体化系统是以机械装置为主体,微电子技术为核心,强调各种技术的协同和集成的综合性技术。

(√)2.机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。

(√)3.机电一体化系统的主功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

(×)4.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

(×)5.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。

(√)6.产品的组成零部件和装配精度高,系统的精度一定就高。

(×)7.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响,机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍,同时,传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率,以免系统产生振荡而失去稳定性。

(×)8.进行机械系统结构设计时,由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响,因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

(×)9.在闭环系统中,因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡,采用消隙装置,以提高传动精度和系统稳定性。

(×)10.选择滚珠丝杠副的过程中,当系统的加工精度要求较高时,导程就大一点;加工精度较低时,导程就选小一些。

(×)11.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

(√)12.传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量。

(√)13.数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等,它们的共同特点是利用自身的物理特征,制成直线型和圆形结构的位移传感器,输出信号都是脉冲信号,每一个脉冲代表输入的位移当量,通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。

哈工大机电系统控制基础大作业Matlab时域分析

哈工大机电系统控制基础大作业Matlab时域分析

《机电系统控制基础》大作业一基于MATLAB的机电控制系统响应分析哈尔滨工业大学2013年12月12日1作业题目1. 用MATLAB 绘制系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。

2. 用MATLAB 求系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标:上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下:X i伺服电机原理图如下:LR(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1,减速器输出轴上的转动惯量为J 2,减速器减速比为i ,滚珠丝杠的螺距为P ,试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ;(2)假定工作台质量m ,给定环节的传递函数为K a ,放大环节的传递函数为K b ,包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ,电动机的反电势常数为K d ,电动机的电磁力矩常数为K m ,试建立该数控直线工作平台的数学模型,画出其控制系统框图;(3)忽略电感L 时,令参数K a =K c =K d =R=J=1,K m =10,P/i =4π,利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

源代码:t=[0:0.01:5];u=t;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);[y1,T]=step(G,t);y2=lsim(G,u,t);subplot(121),plot(T,y1);xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;subplot(122),plot(t,y2);grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');仿真结果及分析:源代码:t=[0:0.001:1];yss=1;dta=0.02;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);y=step(G,t);r=1;while y(r)<yss;r=r+1;endtr=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y);tp1=(tp-1)*0.001;mp=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y(s)>1-dta && y(s)<1+dta;s=s-1;endts=(s-1)*0.001;[tr tp1 mp ts]仿真结果及分析:C = 25ans = 0.4330 0.6860 0.2538 1.0000由输出结果知:上升时间为0.4330秒,峰值时间为0.6860秒,最大超调量为0.2538,调整时间1.0000秒。

北航《机电控制工程基础》在线作业一二三28页word文档

北航《机电控制工程基础》在线作业一二三28页word文档

北航《机电控制工程基础》在线作业一试卷总分:100 测试时间:--一、单选题(共20 道试题,共40 分。

)1. 当ω从0~+∞变化时,延迟环节频率特性极坐标图为(A)。

A. 圆B. 半圆C. 椭圆D. 双曲线满分:2 分2. 传递函数为G(s)=1/s的环节称为(B)环节。

A. 微分B. 积分C. 比例D. 惯性满分:2 分3. 描述线性离散系统运动状态通常用(C)。

A. 微分方程B. 传递函数C. 定常差分方程D. 信号流图满分:2 分4. 除受控对象之外自控系统中担负信号测量、变换、运算、放大、执行等功能的部分称为(C)。

A. 被控量B. 给定值C. 控制装置D. 扰动量满分:2 分5. 系统的开环传递函数为100/S2(0.1S+1)(5S+4),则系统的型次为(A)。

A. Ⅱ型B. Ⅰ型C. 0型D. 系统不稳定满分:2 分6. 系统的特征方程为s4+50s3+200s2+400s+1000=0,则该系统(A)。

A. 稳定B. 临界稳定C. 不稳定D. 无法确定满分:2 分7. 单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=5/(s2+6s+s),当输入为单位阶跃时,其位置误差为(C)。

A. 2B. 0.2C. 0.5D. 0.05满分:2 分8. 对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是(A)。

A. 减小增益B. 超前校正C. 滞后校正D. 滞后-超前满分:2 分9. 正弦函数f(t)=sinωt,其拉氏变换F(s)=(D)。

A. ω/(s+ω)B. ω2/(s+ω)C. ω2/(s2+ω2)D. ω/(s2+ω2)满分:2 分10. 若已知某串联校正装置的传递函数为G(s)=(s+1)/(10s+1),则它是(D)装置。

A. 反馈校正B. 相位超前校正C. 相位滞后-超前校正D. 相位滞后校正满分:2 分11. 就连续系统和离散系统的分析工具而言,以下说法正确的是(B)。

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案..

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案..

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题(正确的打√,错误的打×)1.机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

(×)2. 系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础,是机电一体化技术的方法论。

(√)3.信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。

(√)4.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

(×)5.产品的组成零部件和装配精度高,系统的精度一定就高。

(×)6.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响,机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍,同时,传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率,以免系统产生振荡而失去稳定性。

(×)7.传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。

(×)8.在闭环系统中,因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡,采用消隙装置,以提高传动精度和系统稳定性。

(×)9.进行机械系统结构设计时,由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响,因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

(×)10.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

(√)11.采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整,结构简单,且可以自动补偿侧隙。

(√)×12.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估,延长了产品开发周期,增加了产品开发成本,但是可以改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求能力。

(√)×二、单选题1.以下产品属于机电一体化产品的是(C )。

A.游标卡尺 B.电话C.全自动洗衣机 D.非指针式电子表2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率,应设法(A )。

国家开放大学《机电控制工程基础》形考任务1试题

国家开放大学《机电控制工程基础》形考任务1试题

国家开放大学《机电控制工程基础》形考任务1试题题目1:自动控制就是在人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。

题目2:反馈控制系统通常是指正反馈。

题目3:所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。

题目4:给定量的变化规律是事先不能确定的,而输出量能够准确、迅速的复现给定量,这样的系统称之为随动系统。

题目5:自动控制技不能提高劳动生产率。

题目6:对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加时,输出量的暂态过程一定是衰减振荡。

题目7:对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能出现单调过程。

题目8:被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

题目9:任何物理系统的特性,精确地说都是非线性的,但在误差允许范围内,可以将非线性特性线性化。

题目10:自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

题目11:一个动态环节的传递函数为1/s,则该环节为一个微分环节。

题目12:控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关,还和外输入有关。

题目13:控制系统的传递函数取决于自身的结构与参数,和外输入无关。

题目14:传递函数模型可以用来描述线性系统,也可以用来描述非线性系统。

题目15:系统的传递函数为则该系统有两个极点。

题目16:传递函数是物理系统的数学模型,但不能反映物理系统的性质,因而不同的物理系统能有相同的传递函数。

题目17:某环节的输出量与输入量的关系为y(t)=Kx(t),_K_是一个常数,则称其为比例环节。

题目18:对于同一系统,根据所研究问题的不同,可以选取不同的量作为输入量和输出量,所得到的传递函数模型是不同的。

题目19:在零初始条件下,传递函数定义为输出和输入之比。

题目20:控制系统传递函数分子中s的最高阶次表示系统的阶数。

题目21:开环控制系统的精度主要取决于。

: 反馈元件; 放大元件; 校正元件; 系统的校准精度题目22:反馈控制系统通常是指。

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案形考任务1一、判断题(共20道,每道2分)题目1自动控制就是在人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。

选择一项:对错题目2反馈控制系统通常是指正反馈。

选择一项:对错题目3所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。

选择一项:对错题目4给定量的变化规律是事先不能确定的,而输出量能够准确、迅速的复现给定量,这样的系统称之为随动系统。

选择一项:对错题目5自动控制技不能提高劳动生产率。

选择一项:对错题目6对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加时,输出量的暂态过程一定是衰减振荡。

选择一项:对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能出现单调过程。

选择一项:对错题目8被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

选择一项:对错题目9任何物理系统的特性,精确地说都是非线性的,但在误差允许范围内,可以将非线性特性线性化。

选择一项:对错题目10自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

选择一项:对错题目11一个动态环节的传递函数为1/s,则该环节为一个微分环节。

选择一项:对错题目12控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关,还和外输入有关。

选择一项:对错题目13错题目14传递函数模型可以用来描述线性系统,也可以用来描述非线性系统。

选择一项:对错题目15系统的传递函数为则该系统有两个极点。

选择一项:对错题目16传递函数是物理系统的数学模型,但不能反映物理系统的性质,因而不同的物理系统能有相同的传递函数。

选择一项:对错题目17某环节的输出量与输入量的关系为y(t)=Kx(t),K是一个常数,则称其为比例环节。

选择一项:对错题目18对于同一系统,根据所研究问题的不同,可以选取不同的量作为输入量和输出量,所得到的传递函数模型是不同的。

选择一项:对错题目19在零初始条件下,传递函数定义为输出和输入之比。

hyq--机电控制系统大作业一

hyq--机电控制系统大作业一

《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一基于MATLAB 的直流电机 双闭环调速系统的设计与仿真1. 设置该大作业的目的在转速闭环直流调速系统中,只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护,缺少对电枢电流的精确控制,也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力,因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。

通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环,即按照快速起动和制动的要求,实现对电枢电流的精确控制,实质上是在起动或制动过程的主要阶段,实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。

此外,通过完成本大作业题目,让学生体会反馈校正方法所具有的独特优点:改造受控对象的固有特性,使其满足更高的动态品质指标。

2. 大作业具体内容设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:额定功率200W ; 额定转速48V ; 额定电流4A ; 额定转速=500r/min ; 电枢回路总电阻8=R Ω; 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nmU U 10V ; 两调节器的输出限幅电压为10V ;PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ; 放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计,设计指标: 稳态无静差; 电流超调量≤i σ5%;空载起动到额定转速时的转速超调量σ≤ 25%; 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

3. 设计计算1. 计算电流和转速反馈系数;根据双闭环系统静特性曲线可以看出,双闭环调速系统在稳态工作时,两个调节器都不饱和,其中各变量之间满足:*0n n U U n n αα=== *i i d dL U U I I ββ===所以可得:转速反馈系数:max 100.02(min/)500nm nm nom U U V r n n α**==== 电流反馈系数:m 101.25(/)I 24im im ax nom U U V A I βλ**====⨯ 2. 按工程设计法,详细写出电流环的动态校正过程和设计结果;电流环的结构如图1a (图148页)所示,对于反电动势E ,由于其对于电流环只是一个缓慢变化的扰动作用,所以在设计电流环时先暂时将反电动势的交叉反馈断开,不考虑其作用。

机电控制工程基础作业-1答案

机电控制工程基础作业-1答案

机电控制工程基础第1次作业第1章一、简答1.什么是自动控制是相对于人工控制而言的,就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。

2.控制系统的基本要求有哪些控制系统的基本要求:稳定性、快速性和准确性(稳态精度),即稳、快、准3.什么是自动控制系统指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成。

4.反馈控制系统是指什么反馈反馈控制系统是负反馈5.什么是反馈什么是正反馈什么是负反馈从系统(或元件)输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件)输入端,这就是反馈。

当它与输入信号符号相同,即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。

反之,符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。

6.什么叫做反馈控制系统从系统(或元件)输出端取出信号,经过变换后加到系统(或元件)输入端,这样的系统称为反馈控制系统7.控制系统按其结构可分为哪3类开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统8.举例说明什么是随动系统。

如雷达自动跟踪系统,火炮自动瞄准系统,各种电信号笔记录仪等9.自动控制技术具有什么优点⑴极大地提高了劳动生产率;⑵提高了产品的质量;⑶减轻了人们的劳动强度,使人们从繁重的劳动中解放出来,去从事更有效的劳动;⑷由于近代科学技术的发展,许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的,还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作,如原子能生产,深水作业以及火箭或导弹的制导等等。

在这种情况下,自动控制更加显示出其巨大的作用。

10.对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能有几种情况单调过程、衰减振荡过程、持续振荡过程、发散振荡过程二、判断1.自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

正确2.系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量,稳态性能指标为稳态误差。

《机电控制工程基础》综合练习

《机电控制工程基础》综合练习

《机电控制工程基础》综合练习第一章 习题一、填空1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做。

2.有些系统中,将开环与闭环结合在一起,这种系统称为。

3.我们把输出量直接或间接地反馈到 ,形成闭环参与控制的系统,称作。

4.控制的任务实际上就是,使不管是否存在扰动,均能使 的输出量满足给定值的要求。

5.系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消失后,系统能自动恢复到原来的工作状态 这样的系统是系统。

6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质,可以分为和非线性控制系统。

7、为了实现闭环控制,必须对量进行测量,并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差,再由偏差产生直接控制作用去消除。

因此,整个控制系统形成一个闭合回路。

我们把输出量直接或间接地反馈到端,形成闭环,参与控制的系统,称作闭环控制系统。

8、题图由图中系统可知,输入量直接经过控制器作用于被控制对象,当出现扰动时,没有人为干预,输出量按照输入量所期望的状态去工作,图中系统是一个控制系统。

9、如果系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消失后,系统能自动恢复到原来的工作状态,这样的系统称为系统,否则为系统。

任何一个反馈控制系统能正常工作,系统必须是的。

二、选择1.开环与闭环结合在一起的系统称为。

( )A 复合控制系统;B 开式控制系统;C 闭环控制系统;D 连续控制系统2.当∞→t 时,闭环反馈控制系统输出的实际值)(∞y 与按参考输入所确定的希望值)(∞r y 之间的差值叫。

( )A 微分;B 差分;C 稳态误差;D 积分3.把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为。

( )A 反馈;B 负反馈;C 稳态差误;D 积分4.机器人手臂运动控制属于。

( )A 闭环控制;B 开环控制C 正反馈控制D 连续信号控制5.自动售货机控制属于。

( )A 闭环控制;B 开环控制C 正反馈控制D 连续信号控制三、判断题1. 若系统的输出量对系统没有控制作用,则该控制系统称为开环控制系统。

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考任务1作业及答案
形考任务1
一、判断题(共20道,每道2分)
题目1
自动控制就是在人直接参与的情况下,利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。

选择一项:

题目2
反馈控制系统通常是指正反馈。

选择一项:

题目3
所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。

选择一项:

题目4
给定量的变化规律是事先不能确定的,而输出量能够准确、迅速的复现给定量,这样的系统称之为随动系统。

选择一项:

题目5
自动控制技不能提高劳动生产率。

选择一项:

题目6
对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加时,输出量的暂态过程一定是衰减振荡。

选择一项:

题目7
对于一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加某一给定值时,输出量的暂态过程可能出现单调过程。

选择一项:

题目8
被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案..

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案..

《机电一体化系统设计基础》作业1、2、3、4参考答案形成性考核作业1一、判断题(正确的打√,错误的打×)1.机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

(×)2.系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础,是机电一体化技术的方法论。

(√)3.信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。

(√)4.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

(×)5.产品的组成零部件和装配精度高,系统的精度一定就高。

(×)6.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响,机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍,同时,传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率,以免系统产生振荡而失去稳定性。

(×)7.传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。

(×)8.在闭环系统中,因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡,采用消隙装置,以提高传动精度和系统稳定性。

(×)9.进行机械系统结构设计时,由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响,因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

(×)10.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

(√)11.采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整,结构简单,且可以自动补偿侧隙。

(√)×12.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估,延长了产品开发周期,增加了产品开发成本,但是可以改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求能力。

(√)×二、单选题1.以下产品属于机电一体化产品的是(C )。

A.游标卡尺B.电话C.全自动洗衣机 D.非指针式电子表2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率,应设法(A )。

最新电大《机电一体化系统设计基础》形考作业任务01-05网考试题及答案

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最新电大《机电一体化系统设计基础》形考作业任务01-05网考试题及答案最近XXX的《机电一体化系统设计基础》形考作业任务01-05网考试题及答案已经100%通过了。

考试共有5个任务,其中任务1至任务4是客观题,任务5是主观题。

任务1至任务4需要在考试中多次抽取试卷,直到出现01任务_0001、02任务_0001、03任务_0001、04任务_0001试卷为止,然后按照该套试卷答题。

在做考题时,可以利用本文档中的查找工具,把考题中的关键字输入到查找内容框内,就可以迅速查找到该题的答案。

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任务101任务_0001一、判断题(共10道试题,共40分。

)1.齿轮传动的啮合间隙会造成一定的传动死区,若在闭环系统中,传动死区会使系统产生低频震荡。

B.正确2.为减少机械传动部件的扭矩反馈对电机动态性能的影响,机械传动系统的基本固有频率应低于电气驱动部件的固有频率的2~3倍,同时,传动系统的固有频率应接近控制系统的工作频率,以免系统产生振荡而失去稳定性。

B.正确3.系统的静摩擦阻尼越大,使系统的回程误差增大,定位精度降低。

B.正确4.进行机械系统结构设计时,由于阻尼对系统的精度和快速响应性均产生不利的影响,因此机械系统的阻尼比ξ取值越小越好。

A.错误5.采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估,延长了产品开发周期,增加了产品开发成本,但是可以改进产品设计质量,提高面向客户与市场需求能力。

B.正确6.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。

B.正确7.信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。

B.正确8.滚珠丝杠垂直传动时,必须在系统中附加自锁或制动装置。

B.正确9.在滚珠丝杠螺母间隙的调整结构中,齿差式调隙机构的精度较高,且结构简单,制作成本低。

机电控制系统分析与设计大作业安排

机电控制系统分析与设计大作业安排

机电控制系统分析与设计课程大作业指导书哈尔滨工业大学机电工程学院机电控制及自动化实验室2011年 6 月《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一基于MATLAB 的直流电机 双闭环调速系统的设计与仿真1. 设置该大作业的目的在转速闭环直流调速系统中,只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护,缺少对电枢电流的精确控制,也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力,因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。

通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环,即按照快速起动和制动的要求,实现对电枢电流的精确控制,实质上是在起动或制动过程的主要阶段,实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。

此外,通过完成本大作业题目,让学生体会反馈校正方法所具有的独特优点:改造受控对象的固有特性,使其满足更高的动态品质指标。

2. 大作业具体内容设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:额定功率200W ; 额定转速48V ; 额定电流4A ; 额定转速=500r/min ; 电枢回路总电阻8=R Ω; 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nmU U 10V ;两调节器的输出限幅电压为10V;PWM功率变换器的开关频率=f10kHz;放大倍数=K 4.8。

s试对该系统进行动态参数设计,设计指标:稳态无静差;电流超调量≤σ5%;i空载起动到额定转速时的转速超调量σ≤ 25%;过渡过程时间=t0.5 s。

s3. 具体要求(1) 计算电流和转速反馈系数;(2) 按工程设计法,详细写出电流环的动态校正过程和设计结果;(3) 编制Matlab程序,绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线;(4) 编制Matlab程序,绘制未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线;(5) 按工程设计法,详细写出转速环的动态校正过程和设计结果;(6) 编制Matlab程序,绘制经过小参数环节合并近似后的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线;(7) 编制Matlab程序,绘制未经过小参数环节合并近似处理的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线;(8) 建立转速电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真模型,对上述分析设计结果进行仿真;(9) 给出阶跃信号速度输入条件下的转速、电流、转速调节器输出、电流调节器输出过渡过程曲线,分析设计结果与要求指标的符合性;(10) 在布置作业后提交详细书面报告,要求单面打印并在左侧装订。

《机电系统控制基础》大作业一

《机电系统控制基础》大作业一

《机电系统控制基础》大作业一基于MATLAB的机电控制系统响应分析哈尔滨工业大学2013年11月1作业题目1. 用MATLAB 绘制系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。

2. 用MATLAB 求系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标:上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下:X i伺服电机原理图如下:LR(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1,减速器输出轴上的转动惯量为J 2,减速器减速比为i ,滚珠丝杠的螺距为P ,试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ;(2)假定工作台质量m ,给定环节的传递函数为K a ,放大环节的传递函数为K b ,包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ,电动机的反电势常数为K d ,电动机的电磁力矩常数为K m ,试建立该数控直线工作平台的数学模型,画出其控制系统框图;(3)忽略电感L 时,令参数K a =K c =K d =R=J=1,K m =10,P/i =4π,利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

2 题目1解:1.利用Matlab绘制Bode图时先通过tf函数建立系统模型。

2.运用step函数对线性连续系统的时间响应进行仿真分析。

3.利用plot函数输出绘制结果。

Matlab程序如下:clearclct=0:0.01:2;num=[ 25];den=[1 4 25];den1=[1 4 25 0];G=tf(num,den);G1=tf(num,den1);[y1,T]=step(G,t);[y2,T]=step(G1,t);plot(T,y1,'--r',T,y2,'--b')ylabel('x(t)');xlabel('t(sec)')legend('--单位阶跃','--单位斜坡');grid on3题目2解:1.利用Matlab 绘制Bode 图时先通过tf 函数建立系统模型。

哈工大机电系统控制基础大作业一指导书

哈工大机电系统控制基础大作业一指导书
(2)并联 将两个系统按并联方式连接,如图 3(a)所示,在 MATLAB 中可用 parallel
函数实现,如图 3(b)所示。
R(S)
系统1 G1(s)
+
+
系统2 G2(s)
Y(S)
T (s) Y (s) num R(s) den
(a) num1
G1(s) den1
G2 (s)

num 2 den 2
仿真时间区段 三种τ值下的
系统模型 系统响应
生成图形
图 11 MATLAB 文本
对于任意输入,例如正弦输入,应用lsim函数可以求得 =0.025时系统的时 间响应及误差曲线,如图12所示。所用MATLAB文本如图13所示。
x(t)
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
t=[0:0.01:0.8];
nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG,dG);
y:输出响应
sys:由tf,zpk
x:状态响应
或ss建立的
(仅用于状态空间模型) 模型
u : 输入
t : 仿真时间 区段(可选)
[y, x] lsim[sys, u, t]
图 8 lsim 函数
2.4. 利用 MATLAB 绘制 Bode 图 在MATLAB中,可以用不带输出参数bode函数自动生成Bode图。而用带输
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《机电系统控制基础》大作业一
基于MATLAB的机电控制系统响应分析
哈尔滨工业大学
2013年11月
1
作业题目
1. 用MATLAB 绘制系统2
()25
()()
425
C s s R s s s Φ==
++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。

2. 用MATLAB 求系统2()25
()()425
C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标:上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下:
X i
伺服电机原理图如下:
L
R
(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1,减速器输出轴上的转动惯量为J 2,减速器减速比为i ,滚珠丝杠的螺距为P ,试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ;
(2)假定工作台质量m ,给定环节的传递函数为K a ,放大环节的传递函数为K b ,包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ,电动机的反电势常数为K d ,电动机的电磁力矩常数为K m ,试建立该数控直线工作平台的数学模型,画出其控制系统框图;
(3)忽略电感L 时,令参数K a =K c =K d =R=J=1,K m =10,P/i =4π,利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

2 题目1
解:
1.利用Matlab绘制Bode图时先通过tf函数建立系统模型。

2.运用step函数对线性连续系统的时间响应进行仿真分析。

3.利用plot函数输出绘制结果。

Matlab程序如下:
clear
clc
t=0:0.01:2;
num=[ 25];
den=[1 4 25];
den1=[1 4 25 0];
G=tf(num,den);
G1=tf(num,den1);
[y1,T]=step(G,t);
[y2,T]=step(G1,t);
plot(T,y1,'--r',T,y2,'--b')
ylabel('x(t)');
xlabel('t(sec)')
legend('--单位阶跃','--单位斜坡');
grid on
3
题目2
解:
1.利用Matlab 绘制Bode 图时先通过tf 函数建立系统模型。

2.运用step 函数对线性连续系统的时间响应进行仿真分析。

3.以0.001为间隔逐点确定第一次达到稳态值所用的时间r t 。

4.利用max 函数找到超调量(p M )和其所对应的峰值时间(p t ),
5.找出第一次超过2%误差对应的调节时间s t
Matlab 程序如下: t=[0:0.001:5]; yss=1; r=1;
dt=0.02;
G1=[25];
G2=[1 4 25];
G=tf(G1,G2);
y=step(G,t);
while y(r)<yss;
r=r+1;
end
tr=(r-1)*0.001;
disp(tr);
[ymax,tp]=max(y);
tp=tp*0.001;
disp(tp);
mp=ymax-1;
disp(mp);
w=3501;
while y(w)>1-dt & y(w)<1+dt;
w=w-1;
end
ts=(w-1)*0.001;
disp(ts);
结果:
4
题目3
(1)工作台质量为m ,设其转换到输出轴上的转动惯量为
m J 2 ,设输出轴转换到
主动轴的转动惯量为
m J 1,则 m J 1,m J 2满足:
22
22221212
1212121mv J J J m m ++=ωωω 其中
πωωω2/,22
1
p v i ==
所以
2221/)(i J J J m m +=
可得电动机主轴上的总转动惯量为
22111/)2(i P m J J J J J m
⎥⎦⎤⎢⎣

++=+=π
(2)由伺服电机原理可得
a a a
a E Ri dt
di L u ++=
为由电动机产生的压降且
m d a w K E =
其中
m w 为主轴的转速
电动机上的电磁力
a m m i K M =
由机械关系可得到工作台的移动距离
)(0t x 与m M 的关系为
dt
dw J
M m
m =
进行拉式变换并联立可求出主轴转速 与伺服电机输入电压 之间的传递函数为
m
d m K K R Ls Js K s U s W ++=
)()()
(
P K K K K K K R Ls Js is P
K K K s X s X c m b a m d m b a i o +++=
))([2)()(π
(3)忽略电感L 时,令参数 ,得到传递函数为
b
b
i o K s s K s X s X 201020)()(2
++=
取输入函数为单位阶跃函数,
Matlab程序为:
(1)t=0:0.01:4;
kb1=0.7;
kb2=1.2;
num1=20*kb1;
kb2=1.2;
num1=20*kb1;
num2=20*kb2;
den1=[1,10,20*kb1];
den2=[1,10,20*kb2];
G1=tf(num1,den1);
G2=tf(num2,den2);
y1=step(G1,t);
y2=step(G2,t);
plot(t,y1,t,y2)
grid on
legend('kb=0.7','kb=1.2')
(2)
t=0:0.01:4;
kb1=1.25;
num1=20*kb1;
den1=[1,10,20*kb1]; G1=tf(num1,den1);
y1=step(G1,t);
plot(t,y1);
legend('kb=1.25')
(3)t=1:0.01:4;
kb1=3;
kb2=20;
num1=20*kb1;
num2=20*kb2;
den1=[1,10,20*kb1]; den2=[1,10,20*kb2];
G1=tf(num1,den1);
G2=tf(num2,den2);
y1=step(G1,t);
y2=step(G2,t);
plot(t,y1,t,y2);
grid on
legend('kb=3','kb=20')
机电系统控制基础
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