机械工程控制基础考试重点整理

"这份资料是关于2021年机械工程控制基础考试的题目及答案，涵盖了填空题等多个类型的问题，主要涉及控制系统的基础概念、特性以及分析方法。" 本文将详细解释摘要中的关键知识点： 1. **叠加原理**：线性控制系统的一个核心特性是叠加原理，即系统中多个输入信号的效果可以分别计算，然后叠加起来得到总效果。非线性控制系统不遵循这一原则。 2. **反馈量**：在反馈控制系统中，系统会比较输入量和反馈量（即实际输出）的差异，然后调整控制信号以减小这种偏差。 3. **0型系统的稳态误差（ess）**：在单位斜坡输入下，0型系统的稳态误差通常是无穷大，但具体数值取决于系统的具体结构和参数。 4. **系统稳定性**：闭环控制系统稳定的条件是其特征方程的所有根的实部都为负，这保证了系统的响应不会发散。 5. **方框图连接方式**：方框图中的环节可以通过串联、并联或反馈连接组合，反馈连接涉及到将系统的输出信号的一部分反向传输回输入端。 6. **传递函数**：线性定常系统的传递函数定义为在初始条件为零时，输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。 7. **拉氏变换**：函数te^(-at)的拉氏变换为(1/(s+a))，这是控制系统分析中常见的转换。 8. **相频特性**：线性系统在正弦输入下的稳态输出与输入的相位差随频率变化的特性，反映了系统的相位响应。 9. **积分环节的对数幅频特性**：积分环节的幅频特性曲线斜率为-20 dB/dec，表示频率每增加一 decade，幅值减少20 dB。 10. **二阶系统**：阻尼比ξ为0时，系统表现为无阻尼自由振动，响应曲线呈现等幅振荡。 11. **Ⅱ型系统的稳态误差（ess）**：在单位斜坡输入下，Ⅱ型系统的稳态误差为0。 12. **0型系统对数幅频特性**：0型系统在低频段渐近线的斜率为0 dB/dec，高度为20lgKp，其中Kp是开环增益。 13. **单位斜坡函数的拉氏变换**：t的拉氏变换为1/(s^2)。 14. **控制系统类型**：控制系统按照输入量的变化规律可分为恒值控制系统（维持设定值不变）、随动控制系统（跟踪参考输入变化）和程序控制系统（按预定程序运行）。 15. **控制系统性能指标**：稳定性、快速性和准确性是衡量自动控制系统性能的三个关键指标。 16. **传递函数的独立性**：系统的传递函数只依赖于系统本身的结构和参数，与输入量和扰动量的具体形式无关。 17. **二阶系统参数**：阻尼系数ξ和无阻尼自然振荡频率wn决定了二阶系统的动态性能。 18. **幅频特性**：幅频特性|G(jω)|是系统频率特性的幅度部分，由系统频率响应的实部和虚部的平方和的平方根给出。 19. **系统分类**：按开环传递函数中的积分环节数，系统可以分为0型、I型、II型等。 20. **系统稳定条件**：线性系统稳定的充分必要条件是其特征方程的所有根都在复平面上的左半平面。 21. **惯性环节的频率特性**：在ω从0变化到+∞时，惯性环节的极坐标图位于第四象限，形状为半个圆，反映了其频率响应的特性。 22. **典型输入信号**：在频域分析中，正弦函数是最常用的输入信号，因为它可以揭示系统的频率响应特性。 以上知识点构成了机械工程控制基础的核心内容，包括控制系统的基本概念、系统稳定性分析、传递函数、频率响应和系统性能评估等方面。这些知识对于理解和设计自动化控制系统的性能至关重要。