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机械⼯程控制基础简答题答案（1）[1]

1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？

答：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。开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出

量不⽤测量；闭环系统有反馈、控制精度⾼、结构复杂、设计时需要校核稳定性。

2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？

答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连⼀直线，该直线与负实轴的夹⾓。幅值裕量是指在

乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。

3.试写出PID控制器的传递函数？

答：GC(s)=KP+KDs+KI/s

4,什么叫校正（或补偿）？

答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的⽅法。

5.请简述顺馈校正的特点

答：顺馈校正的特点是在⼲扰引起误差之前就对它进⾏近似补偿，以便及时消除⼲扰的影响。

6.传函的主要特点有哪些？

答：（1）传递函数反映系统本⾝的动态特性，只与本⾝参数和结构有关，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的阶数必不少于分⼦中s的阶数；

（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。

7.设系统的特征⽅程式为

4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。

答：各项系数为正，且不为零，满⾜稳定的必要条件。列出劳斯数列：

s44

s363

s236

s1-25/3

s06

所以第⼀列有符号变化，该系统不稳定。8.机械控制⼯程主要研究并解决的问题是

什么？

答：（1）当系统已定，并且输⼊知道时，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，即系统分析。

（2）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，即系统的最佳控制。（3）当输⼊已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出⾦肯符合给定的最佳要求，此即最优

设计。（4）当系统的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。

（5）当系统已定，输出已知时，以识别输⼊或输⼊中得有关信息，此即滤液与预测。

9，在系统校正中，常⽤的性能指标有哪些？答：（1）在系统校正中，常⽤的性能指标按其类型可分为：(1)时域性能指标，

它包括瞬态性能指标（即上升时间、峰值时间、最⼤超调量、调整时间等）和稳态性能指标（即稳态误差）。（2）频域性能

指标，它包括相位裕量、幅值裕量、频宽等。

10.求拉⽒反变换的⽅法有哪些？

答：（1）查表法；（2）有理函数法；（3）部分分式法。

11.简述⼆阶⽋阻尼系数a，wn与性能指标

Mp(超调量)、ts(调整时间)的关系。

答：⼆阶⽋阻尼系统若a不变，增⼤或减⼩w(n)，则超调量t(p)不变，调整时间t(s)

减⼩（或增⼤）;若t(n)不变，增⼤（或减⼩）a，则超调量M(p)减⼩（或增⼤），调整时间t(s)减⼩（增⼤）

12.简述串联超前校正环节的作⽤。答：串联超前校正环节的作⽤是：串联超前

校正环节增⼤了相位裕量，加⼤了宽带，这

就意味着提⾼了系统的相对稳定性，加快了

系统的响应速度，使过度过程得到显著改

善。但由于系统的增益和型次都未变化，所

以稳态精度变化不⼤。

13.传递函数的典型环节主要有哪⼏种？

答：（1）⽐例环节K；（2）积分环节1/s（3）

微分环节s（4）惯性环节1/（Ts+1）（5）

⼀阶微分环节Ts+1（6）震荡环节

1/(T2s2+2aTs+1)（7）⼆阶微分环节

T2s2+2aTs+1（8）延时环节e-ts

14.终值定理的应⽤条件是什么？

答：若函数f（t）及其⼀阶导数都是可拉⽒

变换的，并且除在原点处唯⼀的极点外，sF

（s）在包括含jw轴的右半s平⾯内是解析

的，这就意味着当t趋近与⽆穷时f（t）趋

于⼀个确定的值，则函数f（t）的终值为

limf（t）=limF（s）。

15.什么叫系统分析？

答：当系统已定，并且输⼊知道时，求出系

统的输出（响应），并且通过输出来研究系

统本⾝的有关问题，即系统分析。

16.对数坐标图的主要优点有哪些？

答：（1）可以将幅值相乘转化为幅值相加，

便于绘制多个环节串联组成的系统的对数

频率特性图。（2）可采⽤渐近线近似的作⽤

⽅法绘制对数幅频图，简单⽅便，尤其是在

控制系统设计、校正及系统辨识等⽅⾯，优

点更为突出。（3）对数分度有效地扩展了频

率范围，尤其是低频段的扩展，对⼯程系统

设计具有重要意