机械工程控制基础串讲

机械工程控制基础串讲内容摘要：

o.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 10 电阻 R  Rti tu  RsI sU )( )( 电感 L    tudttdiL  sLsI sU )( )( 电容 C    tidttduC  sCsI sU 1)( )(  历年试题 12： （ 2020 年计 算题）写出图示系统的传递函数，并写出系统的ω n和ξ。 根据基尔霍夫电压定律可得：        tudt tdiLtRitu oi  电容 C 的微分方程为：    dt tduCti o 将其代入第一个方程式，得：        tudt tudLCdt tduRCtu oooi  22 取拉氏变换，得：        sUsULC ssR C s UsU oooi  2 得到传递函数：    112  R C sL C ssUsUio 参考教材第 34页。 （求出系统的ω n和ξ，应为第四章的内容，暂且不讲） 第三节 传递 函数 建国 60周年最具影响力远程教育品牌 、 最具诚信网络教育机构 、 十佳网络教育机构 自考 | 会计从业资格 | 会计职称 | 注册会计师 | 计算机等级考试 | PETS Copyright 169。 Dadi Distance Learning Services Co.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 11 一、 传递函数的基本概念 （考点 10） —— P35～ 36 传递函数的定义：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。 传递函数的主要特点： ① 传递函数反映系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与外界输入无关。 ② 对于物理可实现系统，传递函数分母中 s的阶次 n 必不小于分子中 s的阶次 m，即 n≥ m，因为实际的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入。 ③ 传递函数的量纲是根据输入量和输出量来决定。 传递函数不说明被描述系统的物理结构。 不同性质的物理系统，只要其动态特性类同，可以用同一类型 的传递函数来描述。 历年试题 13： （ 2020 年填空题）传递函数通过 ________与 ________之间信息的传递关系，来描述系统本身的动态特征。 【答案】 输入，输出 【解析】该题考查考生对传递函数定义的理解。 参考教材第 35页。 历年试题 14： （ 2020 年填空题）控制系统的传递函数定义为系统 与系统 之比。 【答案】 输出的拉氏变换，输入拉氏变换 【解析】该题考查考生对传递函数定义的掌握。 参考教材第 35页。 历年试题 15： （ 2020 年填空题）系统的传递 函数是指在 ____________条件下，系统输出的拉氏变换与引起该输出的输入的拉氏变换之比。 【答案】 零初始 【解析】该题考查了传递函数的定义。 参考教材第 35页。 历年试题 16： （ 2020 年简答题）传递函数的定义是什么。 一个物理可实现的系统，其传递函数有什么特点。 【答案】 线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。 一个物理可实现的系统，其传递函数分母中 s 的阶次 n必不小于分子中 s的阶次 m，即 n≥ m，因为实际的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入。 【解析】该题考查了 传递函数的定义和特点。 参考教材第 35～ 36 页。 历年试题 17： （ 2020 年填空题）系统传递函数只与 有关，与 无关。 【答案】 本身的参数和结构，外界输入 【解析】该题考查了传递函数的特点。 参考教材第 36页。 二、 传递函数的零点与极点 （考点 11） —— P36              nmpspsps zszszsKsX sYsG    21 21 将传递函数中分子与分母多项式分解因式： 当 s= iz （ i=1， 2，„， m）时， sG =0，故称 iz 为 sG 的零点； 建国 60周年最具影响力远程教育品牌 、 最具诚信网络教育机构 、 十佳网络教育机构 自考 | 会计从业资格 | 会计职称 | 注册会计师 | 计算机等级考试 | PETS Copyright 169。 Dadi Distance Learning Services Co.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 12 当 s= ip （ i=1， 2，„， n）时， sG =∞，故称 ip 为 sG 的极点。 历年试题 18： （ 2020 年选择题） 某系统的传递函数为2)1)(s(s 5 系统的零极点为 ( ) s1=1, s2=2,零点 s3=5 s1=1, s2=2 s1=1, s2=2 s1=1, s2=2,零点 s3=5 【答案】 C 【解析】该题考查了传递函数的零点与极点的求法。 因为， sG =0的解为 sG 的零点； sG =∞的解为 sG 的极点。 所有，该题没有零点，极点为 1， 2。 答案为 C。 参考教材第 36 页。 历年试题 19： （ 2020 年选择题）设系统的传递函数为)105)(12( )5)(10(50)(   SSS SSSG，则系统的零点 S S2和极点 S S4分别为（ ） A． S1= 10， S2=5 ， S3=1， S4=10 B． S1= 10， S2=5 ， S3=1/2， S4=2 C． S1= 10， S2=5 ， S3=1/2， S4=10 D． S1= 10， S2=5 ， S3=1/2， S4=2 【答案】 B 【解析】该题考查了传递函数的零点与极点的求法。 因为， sG =0的解为 sG 的零点； sG =∞的解为 sG 的极点。 所有，该题零点为 10， 5；极点为 1/2， 2。 答案为 B。 参考教材第 36页。 三、 传递函数的典型环节 （考点 12） —— P37 典型环节 传递函数 ① 比例环节 K ② 积分环节 s1 ③ 微分环节 S ④ 惯性环节 11Ts ⑤一阶 微分环节 1Ts 建国 60周年最具影响力远程教育品牌 、 最具诚信网络教育机构 、 十佳网络教育机构 自考 | 会计从业资格 | 会计职称 | 注册会计师 | 计算机等级考试 | PETS Copyright 169。 Dadi Distance Learning Services Co.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 13 ⑥ 振 荡环节 1T2122  ssT  ⑦二阶微分环节 1Ts2sT 22   ⑧ 延迟环节 se 历年试题 20： （ 2020 年填空题）传递函数为Ｋ、11Ts的环节分别称为 ______________和 _____________环节 【答案】 比例 ， 惯性 【解析】该题考查了传递函数的典型环节。 K 为比例环节，11Ts为惯性环节，所有答案为“比例”，“惯性 ”。 参考教材第37 页。 第四节 方块图及动态系统的构成 一、动态系统的构成（三种）： （考点 13） —— P42 1. 串联         sGsGsX 21sYsG  2. 并联         sGsGsX 21sYsG  Y(s) X(s) G1(s) G2(s) +（ ） + Y（ s） X（ s） G1（ s） G2（ s） 建国 60周年最具影响力远程教育品牌 、 最具诚信网络教育机构 、 十佳网络教育机构 自考 | 会计从业资格 | 会计职称 | 注册会计师 | 计算机等级考试 | PETS Copyright 169。 Dadi Distance Learning Services Co.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 14 闭环传递函数：        sHsG sGsX sY  1 开环传递函数：       sHsGsE sX 1 前向传递函数：     sGsE sY  反馈传递函数：     sHsY sX 1 误差传递函数：       sHsGsX sE  1 1 历年试题 21： （ 2020 年选择题）如果系统的闭环传递函数为)()()(1 )()( 21 21 SHsGSG SGSG  ，则系统的方框图为（ ） A． B. C. D. 【答案】 C G2（ s） H（ s） Xi(s) Xo(s) + G1（ s） G1（ s） G2（ s） H（ s） Xi(s) Xo(s) + + X1（ s） E（ s） Y（ s） X（ s） + （ +） G（ s） H（ s） G1（ s） G2（ s） H（ s） Xi(s) Xo(s) + G1（ s） G2（ s） H（ s） Xi(s) Xo(s) + G2（ s） 建国 60周年最具影响力远程教育品牌 、 最具诚信网络教育机构 、 十佳网络教育机构 自考 | 会计从业资格 | 会计职称 | 注册会计师 | 计算机等级考试 | PETS Copyright 169。 Dadi Distance Learning Services Co.,Ltd. All Rights Reserved 华夏大地教育网版权所有 咨询 热线： 4006100480 15 【解析】该题考查了方块图求传递函数。 由题目给出的闭环传递函数可知，系统是正反馈，因此必然选择 C。 历年试题 22： （ 2020 年选择题）系统方框图如图所示，则系统的闭环传递函数为 ( ) A.G(S)H(S)1 G(S)H(S) B.G(S)1 H(S)G(S) C. 1+G(S)178。 H(S) D.G(S)H(S)1 G(S) 【答案】 D 【解析】该题考查了方块图求传递函数。 答案为 D。 参考教材第 4345 页。 二、方块图的简化法则 （考点 14） —— P4647 1 分支点后移 2 分支点前移 3 相加点后移 4 相加点前移 5 消去反馈回路 + G G G R1 C R1 R2。