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机械工程控制基础试卷及答案
三、 分析题(每题6分，共12分) 《机械工程控制基础》试卷(A卷) 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。(要求绘 出原理方框图)
分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 一、填空题(每空1分，共20分)
解:人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态(比如速度、方向、安全等)，人脑根据这个理想状态1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，
22使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s+1/s 或者(1+s)/s 。
理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 3、二阶系统的极点分别为s=?0.5,s=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 12
4、零频幅值A(0)表示当频率接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 , 干扰
实际状态 大脑 5、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，机械工程控制就是研究系统、输理想状态
+ 自行车 运动系统 入、输出三者之间的动态关系。 - 6、系统的频率特性求取有三种方法:根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的感觉器官 s换为 jw 来求取。 2、若系统传递函数方框图如图所示，求(1)以R(S)为输入,当N(S),0时,分别以C(S),Y(S)
为输出的闭环传递函数;(2)以N(S)为输入,当R(S),0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。
比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 递函数;(3)2,n,G(s),9、二阶系统的传递函数为，其中为系统的 无阻尼固有频率 ，当n22s，2,,s，,nn
时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时0,,,1
2的频率称谐振频率ωr,,1,2,。 n
10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 (1)以R(S)为输入,当N(S),0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数;
11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 C(s)G(s)G(s)12Y(s)G(s)G(s),,1 CG(s),,0YR(s)1，G(s)G(s)H(s)1212、对积分环节而言，其相频特性?G(jw)=-90。 R(s)1，G(s)G(s)H(s)12 二、名词解释(每个4分，共20分)
(2)以N(S)为输入,当R(S),0时,以C(S)为输出的闭环传递函数; 1、闭环系统:当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 G(s)C(s) 2,G(s)G(s)H(s)Y(s)2、系统稳定性:指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置12G(