第一篇：機(jī)械控制工程基礎(chǔ)期末考試知識點

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)期末考試知識點

一：選擇判斷題

1, 控制工程的必要條件是什么？（快速性，準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性）

2，單位脈沖函數(shù)的拉式變換結(jié)果

3，什么叫系統(tǒng)閉環(huán)極點（算術(shù)題，選擇）

4，閉環(huán)函數(shù)公式（選擇）

5，一階系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形式（選擇）

6，傳遞函數(shù)不適合非線性定常系統(tǒng)（判斷）

7，傳遞函數(shù)有無量綱（有無都不對，判斷題）

8，一階系統(tǒng)的調(diào)整時間公式

9，一階系統(tǒng)的響應(yīng)速度與什么有關(guān)系？

10，超調(diào)量反映系統(tǒng)響應(yīng)的 小時增大）

11,終值定理計算，t趨近與無窮時，原函數(shù)的值，（會算）GB(S)

(0<§<1)

12，影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差因素（輸入信號…）

13，調(diào)整系統(tǒng)增益對系統(tǒng)有何影響？

14，增加微分環(huán)節(jié)能增加系統(tǒng)阻尼。

15，什么叫系統(tǒng)的型次（區(qū)別幾型系統(tǒng)）

16，利用穩(wěn)態(tài)計算穩(wěn)態(tài)誤差（有表格，必須為標(biāo)準(zhǔn)型）

17，頻率響應(yīng)的定義（判斷題，是正弦信號穩(wěn)態(tài)響應(yīng)）

18，延時環(huán)節(jié)標(biāo)坐標(biāo)圖（單位圓）

19，零頻反映系統(tǒng)的什么性能？（準(zhǔn)確性）

20，Bode高頻段反映系統(tǒng)的什么性能（高頻干擾能力）

21，頻率分析法用典型信號是什么？（正弦信號）

22，系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么？（判斷）

23，滯后校正使系統(tǒng)響應(yīng)過度快了還是慢了？（慢了）

24，會用勞斯判據(jù)判別穩(wěn)定性。2KWN?2 2S?2?WNS?WN

二：能力應(yīng)用題

1，化簡方框圖的傳遞函數(shù)（課件例題）

2，對質(zhì)量彈簧阻尼的機(jī)械系統(tǒng)會求傳遞函數(shù)（課件參考）

3，分別會算輸入和干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差的計算（看課件）

4，奈奎斯特圖會畫圖（－∽，＋∽）？會奈奎斯特判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性會分析（P=N-Z）5，深入理解掌握傳遞函數(shù)，頻率特性函數(shù)，幅頻特性，相頻特性，頻率響應(yīng)直接的轉(zhuǎn)換關(guān)系？

6，掌握超前，滯后校正和超前的設(shè)計

7，會用圖解法計算Wt WCrKt

8，掌握Bode圖畫法（正反都要掌握）

會對圖線疊加。

第二篇：機(jī)械控制工程基礎(chǔ)第二章答案

習(xí)

題

2.1

什么是線性系統(tǒng)?其最重要的特性是什么?下列用微分方程表示的系統(tǒng)中,表示系統(tǒng)輸出,表示系統(tǒng)輸入,哪些是線性系統(tǒng)?

(1)

(2)

(3)

(4)

解:

凡是能用線性微分方程描述的系統(tǒng)就是線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)的一個最重要特性就是它滿足疊加原理。該題中（2）和（3）是線性系統(tǒng)。

2.2

圖（題2.2）中三同分別表示了三個機(jī)械系統(tǒng)。求出它們各自的微分方程，圖中表示輸入位移，表示輸出位移，假設(shè)輸出端無負(fù)載效應(yīng)。

圖(題2.2)

解:

(1)對圖(a)所示系統(tǒng)，由牛頓定律有

即

(2)對圖(b)所示系統(tǒng)，引入一中間變量x,并由牛頓定律有

消除中間變量有

(3)對圖(c)所示系統(tǒng)，由牛頓定律有

即

2.3求出圖(題2.3)所示電系統(tǒng)的微分方程。

圖（題2.3）

解:(1)對圖(a)所示系統(tǒng),設(shè)為流過的電流,為總電流,則有

消除中間變量,并化簡有

(2)對圖(b)所示系統(tǒng)，設(shè)i為電流，則有

消除中間變量,并化簡有

2.4

求圖(題2.4)所示機(jī)械系統(tǒng)的微分方程。圖中M為輸入轉(zhuǎn)矩,為圓周阻尼，J為轉(zhuǎn)動慣量。

解：設(shè)系統(tǒng)輸入為M（即），輸出(即)，分別對圓盤和質(zhì)塊進(jìn)行動力學(xué)分析，列寫動力學(xué)方程如下：

消除中間變量,即可得到系統(tǒng)動力學(xué)方程

2.5

輸出y(t)與輸入x(t)的關(guān)系為y(t)=

2x(t)+0.5(t)。

（1）求當(dāng)工作點為=0,=1,=2時相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)時輸出值；

（2）在這些工作點處作小偏差線性化模型，并以對工作的偏差來定義x和y，寫出新的線性化模型。

解:

(1)

將

=0,=1,=2分別代入y(t)=

2x(t)+0.5(t)中,即當(dāng)工作點為=0,=1,=2時相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)輸出值分別為。

(2)

根據(jù)非線性系統(tǒng)線性化的方法有，在工作點附近,將非線性函數(shù)展開成泰勒級數(shù),并略去高階項得

若令,有

當(dāng)工作點為時,當(dāng)工作點為時,當(dāng)工作點為時,2.6已知滑閥節(jié)流口流量方程式為，式中．Q為通過節(jié)流閥流口的流量；p為節(jié)流閥流口的前后油壓差；為節(jié)流閥的位移量；c為疏量系數(shù)；w為節(jié)流口面積梯度；為油密度。試以Q與p為變量（即將Q作為P的函數(shù)）將節(jié)流閥流量方程線性化。

解：利用小偏差線性化的概念，將函數(shù)Q=F(，p)在預(yù)定工作點F(，)處按泰勒級數(shù)展開為

消除高階項，有

若令，將上式改寫為增量方程的形式

2.7

已知系統(tǒng)的動力學(xué)方程如下,試寫出它們的傳遞函數(shù)Y(s)/R(s)。

（1）

（2）

（3）

（4）

解：根據(jù)傳遞函數(shù)的定義，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，只需將其動力學(xué)方程兩邊分別在零初始條件下進(jìn)行拉式變換，然后求Y(s)/R(s)。

(1)

(2)

(3)

(4)

2.8

如圖（題2.8）為汽車或摩托車懸浮系統(tǒng)簡化的物理模型，試以位移x為輸入量，位移y為輸出量，求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Y(s)/X(s)。

2.9

試分析當(dāng)反饋環(huán)節(jié)H(s)=1,前向通道傳遞函數(shù)G(s)分別為慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)時，輸入、輸出的閉環(huán)傳遞函數(shù)。

解：由于慣性環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)分別為，,而閉環(huán)傳遞函數(shù)為,則

(1)當(dāng)反饋環(huán)節(jié)H(s)=1,前向通道傳遞函數(shù)G(s)為慣性環(huán)節(jié)時，(2)

當(dāng)反饋環(huán)節(jié)H(s)=1,前向通道傳遞函數(shù)G(s)為微分環(huán)節(jié)時，(3)當(dāng)反饋環(huán)節(jié)H(s)=1,前向通道傳遞函數(shù)G(s)為積分環(huán)節(jié)時，2.10

證明圖（題2.10）與圖（題2.3（a）所示系統(tǒng)是相似系統(tǒng)（即證明兩系統(tǒng)的傳遞函數(shù)具有相同形式）。

解：對題2.4(a)系統(tǒng)，可列出相應(yīng)的方程。

對以上三式分別作Laplce別換，并注意到初始條件為零,即

則,得,得,得

即

則

將(4)式中的代入(9)式

再用(4)式與上式相比以消去,即得電系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

而本題中，引入中間變量x,依動力學(xué)知識有

對上二式分別進(jìn)行拉式變換有

消除有

比較兩系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有

故這兩個系統(tǒng)為相似系統(tǒng)。

2.11

一齒輪系如圖（題2.11）所示。圖中，、、和分別為各齒輪齒數(shù)；、、和表示各種傳動軸上的轉(zhuǎn)動慣量，、和為各軸的角位移；是電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。試列寫折算到電動軸上的齒輪系的運動方程。

2.12

求圖（題2.12）所示兩系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

圖（題2.12）

解：(1)由圖(a)中系統(tǒng)，可得動力學(xué)方程為

作Laplce別換，得

則有

(2)由圖(b)中系統(tǒng),設(shè)i為電網(wǎng)絡(luò)的電流，可得方程為

作Laplce別換，得

消除中間變量有

2.13

某直流調(diào)速系統(tǒng)如圖（題2.13）所示，為給定輸入量，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n為系統(tǒng)的輸出量，電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為系統(tǒng)的擾動量。各環(huán)節(jié)的微分方程：

比較環(huán)節(jié)

比例調(diào)節(jié)器

（為放大系數(shù)）

晶閘管觸發(fā)整流裝置

(為整流增益)

電動機(jī)電樞回路

(為電樞回路電阻,為電樞回路電感,為電樞電流)

電樞反電勢

(為反電勢系數(shù))

電磁轉(zhuǎn)矩

(為轉(zhuǎn)矩系數(shù))

負(fù)載平衡方程

(為轉(zhuǎn)動慣量，為負(fù)

載轉(zhuǎn)矩)

測速電動機(jī)

(為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù))

試根據(jù)所給出的微分方程，繪制各環(huán)節(jié)相應(yīng)的傳遞函數(shù)方框圖和控制系數(shù)的傳遞函數(shù)方框圖，并由方框圖求取傳遞函數(shù)和。

2.14

試?yán)L制圖（題2.14）所示機(jī)械系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。

2.15

若系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖為圖（題2.15）。

(1)

求以為輸入，當(dāng)時，分別以、、、為輸出的閉環(huán)傳遞函數(shù)；

(2)

求以為輸入，當(dāng)時，分別以、、、為輸出的閉環(huán)傳遞函數(shù)；

(3)

比較以上各傳遞函數(shù)的分母，從中可以得出什么結(jié)論？

圖(題2.15)

解:(1)求以為輸入，當(dāng)時:

若以為輸出,有

若以為輸出,有

若以為輸出,有

若以為輸出,有

(2)

求以為輸入，當(dāng)時:

若以為輸出,有

若以為輸出,有

若以為輸出,有

若以為輸出,有

(3)從上可知：對于同一個閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)輸入的取法不同時，前向通道的傳遞出數(shù)不同，反饋回路的傳遞函數(shù)不同，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)也不同，但系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的分母保持不變，這是因為這一分母反映了系統(tǒng)的固有特性，而與外界無關(guān)。

2.16

已知某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖為圖（題2.16），其中，為輸入，為輸出,N(s)為干擾，試問：G(s)為何值時，系統(tǒng)可以消除干擾的影響。

圖（題2.16）

解：方法一：根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，令,N(s)為輸入，系統(tǒng)的輸出為

其中

令

有

方法二：令，N(s)為輸入，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖可以表示成圖（題2.16.b）所示。

圖（題2.16.b）

根據(jù)相加點前后移動的規(guī)則可以將其進(jìn)一步簡化成圖（題2

.16.c）和圖（題2.16．d）所示的形式。

圖（題2.16.c）

圖（題2.16.d）

因此，系統(tǒng)在N(s)為輸入時的傳遞函數(shù)為

同樣可得時，系統(tǒng)可消除干擾的影響。

2.17

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖(題2.17)所示，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。

2.18

求出（題2.18）所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

圖(題2.18)

解：方法一：利用梅遜公式，可得

方法二：利用方框圖簡化規(guī)則，有圖（題2.18.b）

圖（題2.18.b）

2.19

求出圖（題2.19）所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

圖（題2.19）

解：根據(jù)方框圖簡化規(guī)則，有圖（題2.19.b）

圖（題2.19.b）

2.20

求出圖（題2.20）所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

圖（題2.20）

解：根據(jù)方框圖簡化規(guī)則，有圖（題2.20.b）

圖（題2.20.b）

2.21

設(shè)描述系統(tǒng)的微分方程為

(1)

(2)

試導(dǎo)出系統(tǒng)的狀態(tài)方程。

2.22

RLC電網(wǎng)絡(luò)如圖（題2.22）所示，u(t)為輸入，流過電阻的電流為輸出，試列寫該網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)方程及輸出方程。

2.23

系統(tǒng)傳函數(shù)方框圖為圖（題2.23），試列寫該系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程。

2.24

圖（題2.24）為某一級倒立擺系統(tǒng)示意圖?；_通過絲杠傳動，可沿一直線的有界導(dǎo)軌沿水平方向運動；擺桿通過鉸鏈與滑臺連接，可在沿直線平面內(nèi)擺動?；_質(zhì)量為M，擺桿質(zhì)量為m，擺桿轉(zhuǎn)動慣量為J，滑臺摩擦系數(shù)為c,擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度為L,加在滑臺水平方向上的合力為u,滑臺位置為x,擺桿與鉛直向上的夾角為。

(1)

以為輸入，為輸出，列寫系統(tǒng)的微分方程；

(2)

求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；

(3)

試列寫該系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程。

第三篇：控制工程基礎(chǔ)試卷

序號

一、試寫出圖示機(jī)械裝置（物體與地面無摩擦）在外力F作用下的運動（微分）方程，并求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Y0(s)/F(s)。

二、試求圖示框圖的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)（方法不限，10分）。

序號

三、某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)如圖。

（1）閉環(huán)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)；

（2）單位階躍響應(yīng)c(t)

（3）調(diào)整時間ts；

（4）最大超調(diào)量。

四、某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試用勞斯判據(jù)，確定系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。

五、某單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，試求（10分）

（1）靜態(tài)誤差系數(shù)、、的值；

（2）求輸入信號為時的穩(wěn)態(tài)誤差。

六、試畫單位反饋系統(tǒng)的根軌跡圖，求出根軌跡的漸近線和分離點，并求系統(tǒng)穩(wěn)定的K的范圍。

七、某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試畫出奈氏圖，并根據(jù)奈奎斯特判據(jù)判定該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

八、某系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如圖，求：（15分）

（1）系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)；

（2）相角裕量和幅值裕量；

（3）判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

第四篇：控制工程基礎(chǔ)大作業(yè)

控制工程基礎(chǔ)（B）大作業(yè)

一、查閱相關(guān)資料，撰寫讀書報告

通過廣泛的資料查閱，以論文形式就控制領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r提交相關(guān)讀書報告，以培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索和閱讀能力。

要求：至少閱讀5篇2008年以后的文獻(xiàn)資料，并在上交時附上相應(yīng)的參考文獻(xiàn)或網(wǎng)址，閱讀報告的字?jǐn)?shù)不得少于3000漢字。

二、應(yīng)用Matlab軟件繪制Nyquist圖及Bode圖

1、自己從教材上的例題或者課后作業(yè)中選擇一個系統(tǒng)，繪制其Bode圖。

2、已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)?100k，用Matlab分s(s?5)(s?10)

別繪制k=1,8,20時系統(tǒng)Nyquist 圖，并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。試分析k對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

三、控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)性能分析

熟悉Matlab軟件Simulink的基本使用方法，利用Simulink建立各典型環(huán)節(jié)的仿真模型，并通過仿真得到各典型環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)曲線，給出各典型環(huán)節(jié)相關(guān)參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)動態(tài)性能的影響。

要求：每個學(xué)生的文件名包括姓名、班級和學(xué)號（1~2位數(shù)字）。該部分主要是考察大家的自學(xué)能力，網(wǎng)上有很多資料可下載、查閱。

大作業(yè)以報告形式撰寫，由各班長(或者學(xué)習(xí)委員)負(fù)責(zé)收齊電子文檔，并于6月12日上交，其中電子文檔以班為單位打包后發(fā)送至郵箱：1534736079@qq.com

附：本課程成績評定方法

考勤、課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、實驗報告、大作業(yè)及期末考試相結(jié)合，其中：考勤、課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)與實驗報告占20%，大作業(yè)占20%，期末考試成績占60%。

任課教師：江老師

2013年5月

第五篇：機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識點總結(jié)

機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識點總結(jié)

一、機(jī)械零件的精度

1.了解極限與配合的術(shù)語、定義和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。理解配合制、公差等級及配合種類。掌握極限尺寸、偏差、公差的簡單計算和配合性質(zhì)的判斷。

1.1基本術(shù)語：尺寸、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、標(biāo)準(zhǔn)公差及等級（20個公差等級，IT01精度最高；IT18最低）、公差帶位置（基本偏差，了解孔、軸各28個基本偏差代號）。1.2配合制：

（1）基孔制、基軸制；配合制選用；會區(qū)分孔、軸基本偏差代號。（2）了解配合制的選用方法。

（3）配合類型：間隙、過渡、過盈配合

（4）會根據(jù)給定的孔、軸配合制或尺寸公差帶，判斷配合類型。1.3公差與配合的標(biāo)注（1）零件尺寸標(biāo)注（2）配合尺寸標(biāo)注

2.了解形狀、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差帶。2.1幾何公差概念：

1）形狀公差：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。

2）位置公差：位置度、同心度、同軸度。作用：控制形狀、位置、方向誤差。3）方向公差：平行度、垂直度、傾斜度、線輪廓度、面輪廓度。4）跳動公差：圓跳動、全跳動。2.2幾何公差帶： 1）幾何公差帶 2）幾何公差形狀 3）識讀

3.正確選擇和熟練使用常用通用量具（如鋼直尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、萬能角尺等）及專用量具（如螺紋規(guī)、平面樣板等），并能對零件進(jìn)行準(zhǔn)確測量。3.1常用量具：

（1）種類：鋼直尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、萬能角尺。（2）識讀：刻度，示值大小判斷。

（3）調(diào)整與使用及注意事項：校對零點，測量力控制。3.2專用量具：

（1）種類：螺紋規(guī)、平面角度樣板。（2）調(diào)整與使用及注意事項 3.3量具的保養(yǎng)

（1）使用前擦拭干凈

（2）精密量具不能量毛坯或運動著的工伯（3）用力適度，不測高溫工件（4）擺放，不能當(dāng)工具使用（5）干量具清理

（6）量具使用后，擦洗干凈涂清潔防銹油并放入專用的量具盒內(nèi)。

二、金屬材料及熱處理 1.理解強(qiáng)度、塑性、硬度的概念。

2.了解工程用金屬材料的分類，能正確識讀常用金屬材料的牌號。2.1金屬材料分類及牌號的識讀： 2.1.1黑色金屬：

（1）定義：通常把以鐵及以鐵碳為主的合金（鋼鐵）稱為黑色金屬。

（2）鑄鐵：灰鑄鐵HT抗拉強(qiáng)度（σb）200（MPa）、可鍛鑄鐵KT（H黑心、Z珠光體）抗拉強(qiáng)度（σb）300-伸長率06、球墨鑄鐵QT抗拉強(qiáng)度（σb）400-伸長率18。（3）碳鋼：

按含碳量分：低、中、高碳鋼。

按質(zhì)量分：普通、優(yōu)質(zhì)、高級優(yōu)質(zhì)。按用途分：

普通：Q235A：一般工程用，屈服強(qiáng)度Q數(shù)值235等級A。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：45鋼：機(jī)械零件用，中碳鋼，含碳量0.45%）；

碳素工具鋼：T12：工具鋼，用于刃具、量具、模具用鋼，含碳量1.2%。鑄造碳鋼：鑄鋼ZG屈服強(qiáng)度不低于270-抗拉強(qiáng)度不低于500。（4）合金鋼： 按用途分：

合金結(jié)構(gòu)鋼：40Cr：合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量0.40%，合金含量小于1.5%不標(biāo)。合金工具鋼：9SiCr：合金工具鋼，含碳量0.9%，Si、Cr含量小于1.5%；

高速鋼（鋒鋼）W18Cr4V：含碳量0.7-0.8%，鎢含量18%，Cr含量4%，V含量小于1.5%。2.1.2有色金屬

（1）有色的定義：除黑色金屬以外的金屬材料，統(tǒng)稱為有色金屬。（2）了解鋁及鋁合金。（2）了解銅及銅合金。

3、了解退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)、時效處理的目的、方法及應(yīng)用。重點放在應(yīng)用上。

（1）退火：消除鑄件、焊接件、冷作件毛坯的應(yīng)力。（2）時效處理：長時間退火，消除毛坯的應(yīng)力。

（3）正火：消除鍛件毛坯的鍛造應(yīng)力。調(diào)整硬度，便于加工。

（4）調(diào)質(zhì)：淬火 回火，綜合機(jī)械性能。一般安排在粗加工后、精加工前。（5）回火：消除淬火應(yīng)力。溫度越高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。

4.了解金屬表面處理的一般方法。（1）表面淬火

（2）（表層）化學(xué)處理：電鍍

物理處理：防銹漆因在金屬表面外處理，不在此列。