机电一体化系统设计题目集锦.docx

第六章10 .一般说来,假如增大幅值穿越频率以的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（B）A.增大B.减小C.不变D.不定11 .已知f（t）=a+bt,则它的拉氏变换式为（B）aa,Ca、bbar、abA.一÷bB.IyC.IDI-SSSSS2Ss311.复合控制器必然具有（D）A.次序控制器B.CPUC.正反馈D.前馈控制器13.一般说来，假如增大幅值穿越频率外的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（B）A.产大B.减小C,不变D.不定10 .一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量（B）A.增长B.减小C.不变D.不定11 .在采样一数据系统中，执行实时算法程序所花费的时间总和最佳应不大于采样周期的（A）B.0.2C6.步进电机一般用于（A）控制系统中。A.开环B.闭环C.半闭环D.前馈ILPD称为（B）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分13.假如增长相位裕量m,则动态性能指标中的最大超调量。为（C）。A.增大B.不变C.减小D.不能确定10.若考虑系统克制干扰的能力，选择采样周期的一条法则是：采样速率应选为闭环系统通频带的DA.5倍B.8倍C.10倍D.10倍以上11.在数控系统中，软伺服系统日勺系统增益Ka为BA.(2-5)1/sB.(85O)lsC.(50-100)l/sD.(120-150)1/s10 .若考虑对系统响应速度的影响，采样一数据系统中的采样周期应选为系统最小时间常数R¾AA.(0.11)倍B.2倍C.5倍D.10倍11 .在串联校正的比例一积分一微分(PlD)控制器中，I的作用是CA.改善稳定性B.加紧系统响应速度C.提高无静差度D.增大相位裕量10.在最佳阻尼比条件下，伺服系统的自然频率Wn唯一取决于CA.速度环开环增益B.电动机机电时间常数C.速度环开环增益与电动机机电时间常数之比D.速度环开环增益与电动机机电时间常数之积11在伺服系统中，若要提高系统无静差度，可采用串联A.PI校正B.P校正C.PD校正D.D校正7. PID控制器中，P的作用是A.减少系统稳态误差B.增长系统稳定性C.提高系统无静差度D.减小系统阻尼7.采样一数据系统中，若考虑系统的克制干扰能力时,采样速率应为闭环系统通频带的AA . 10倍以上B. 5倍C .2倍D. (0. 11)倍8. PlD控制器中，P的含义是【D】A.前馈B.微分C.积分D.比例（202307）9. 在软伺服系统中，一般认为速度环的!闭环增益最佳为系统的I【1倍B.24倍C.5倍D.10倍1.PID控制器中，I的作用是AA.提高系统误差精度B.增长系统通频带C.加紧系统调整时间D.减小系统伺服刚度2.规定系统响应应以零稳态误差跟踪输入信号可采用(C )A.前馈控制器B.PI控制器C.复合控制器D.反馈控制器3 .一般说来，假如增大自然频率MFrJ数值，则动态性能指标中的调整时间将（B）A.增大B.减小C.不变D.不定4 .在伺服系统中，若要提高系统无静差度，可采用串联AA.PI校正B.P校正C.PD校正D.D校正5 .伺服系统的输入可认为（B）A.模拟电流B.模拟电压C.控制信号D.反馈信号6 .伺服系统一般包括控制器、受控对象、比较器和（D）等部分A.换向构造B.转化电路C.存储电路D.反馈测量装置7 .下列那一项是反馈控制系统（）A.次序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人8 .PD称为（B）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D上匕例积分微分9 .己知f（t）=6（t）+3,则它的拉氏变换式为3A. 1+ -Sn 13B. 一 十 一C.1D.-(B )10 .位置环采用Pl控制器,伺服系统对参照输入做到了A.一阶无静差B.二阶无静差C.三阶无静差D.不起作用二、简答题1、按照系统信号传递方式，伺服系统有哪几种类型？（2023）答：模拟式伺服系统、参照脉冲系统、采样一一数据系统（计算机闭环控制系统）（模拟电压、参照脉冲信号、二进制数字信号）2、闭环伺服系统由哪几部分构成?（2023）答：控制器、受控对象、比较器和反馈测量装置等部分3 .半闭环控制系统的定义及特点是什么？答：（1）伺服系统中，当位置传感器安装在伺服电动机轴上，用以间接测量工作台的位移时，这种间接测量的系统称为半闭环系统。（2）特点：可以防止传动机构非线性引起系统产生极限环和爬行振荡，比全闭环系统轻易实现，可节省投资。4 .在实际系统中，数字PID控制器的两种实现方式是什么？答：（1）在双传感器系统中，Pl由微处理器位置控制器实现，DH勺作用由测速机负反馈实现；（2）在单个位置传感器的系统中，PID由微型机单独实现。5 .全闭环控制系统的定义及特点是什么？答：伺服系统中，当位置传感器安装于输出轴（工作台）上时，传感器直接测量工作台移动,这种直接测量的系统统称为全闭环系统。特点：对输出进行直接控制，可以获得十分良好H勺控制精度。但受机械传动部件的非线性影响严重，只有在规定高精度欧I场所，才使用全闭环系统。20236 .复合控制器答：在反馈控制器的基础上附加一种前馈控制器，两者的组合称为复合控制器。它的作用是使系统能以零稳定误差跟踪已知的输入信号。7 .伺服系统的刚度答：伺服系统的刚度定义为输出轴的单位位置误差做承受的负载转矩。8 .闭环技术答：将反馈控制技术与传感器相结合，可构成闭环测量系统。9 .半闭环伺服系统19.采样一一数据系统答：采样一一数据系统是指计算机参与闭环控制的伺服系统，其输入往往是由上位机生成并通过精插补的参照指令，输出是转轴肚）角位移或工作台肚）线位移。三、计算题1、设单位反馈系统的开环传递函数为G(三)=V½7,试求K、T的值，使闭环系统的s(Ts+1)极点为九=-5±a万。解:(I)闭环传递函数早"分) ÷ J » -G(三)-K()-I+CQ)-$6÷1)÷AT(2)闭环特征方程享？.工事.三.0TTTC. KsyK - 10(1/)(3分)闭环极点(2023)2.最小相位系统的开环对数幅频渐近特性如图所示。试求开环传递函数G(三)O22.某位置随动系统如题22图所示，当系统输入单位阶跃函数时,欲使系统的最大超调量%W5%,求：(1)微分反馈环节的时间常数 ；(2 )系统的调整时间IS (按5%误差)o22. (1 )由民大超词址： = IOOc ',r % 5% W 得 fM0.69 (2 分)闭环传递函数爪EE-J11-,1/f八（2）伺服刚度Kr。翁汽22某直流电机伺服系统构造如题22图所示，己知：Tm=-JRa=0.05s,Ra=4,KYKtKfKvKt=0.INmA,Kf=0.IVs/rad,Kp=IOV/rad,求：(1)Td=0.002Nm时,22.KfI-,Tj(s)=0.002,Gz+i)+",5!喳。（亦暧选初肃冬°詈R4.0.002L,ff4×0.0020.1x10-0.008(r«)(3分)(2)f司服刚度Klt=也匕=业U=02S(Nmrad)(2分)RQ422.某伺服系统构造如题22图所示，已知：Kp=60V/rad,Kt=0.24Vs/rad,Kn=2.5×103VV,Kt=7.INm/A求：（1）系统增益K,:（2）伺服刚度KroIU22.«：（I）系Sye益K、=KJKf=250（s"）（2分）（2） f眼弹je/.、:,%KN60x2.5x10'XZlS；八、Kr=三%.5'xl。（vrad）（；1.R.3U30.已知系统构造图如题30图所示。若K=25,K=0,求阶跃响应的最大超调量%（定义：。%=e"xl（X）%）和调整时间。（取Z=±005）.（2）当K=25,欲使系统为最佳阻尼，确定K/时值。题30图30.解：（1）闭环传函不/、C（s）Kla2（f0=K（s）=s（s÷3÷Kfj÷K1=S2+2ns7?其中a=K,=-=71（2分）2K1乙5（2）当Kl25,Kf=On=i=5,=0.3,.<%=e×W0%=eyrx100%±37%，"；二急55（2分）（3）当&=25,欲（=0.707口c3+&3+Kf3+Kf即一旺=-d=F1=07072K2/2510.Kf=4.07（2分）四、简朴应用题29.题29图为某数控机床位置随动系统的结构图,试求：(1)系统的自然频率3。及阻尼比&(2)系统对单位阶跃响应的最大超调垃%及调整时间t(¾=±5%)；(3)系统的静态误差系数Kp、K,。R(S+I)C(S)T题29图29解:闭环传递函数MS)=ErE(1)自然频率孰二3(小)!/1-0.1672(2)%=le%=100e%=59%n0.167×3=6(三)(3)开环传递函数G(三)=五力为I型系统K"9五、综合应用题1、(2023)剪切频率A=宸=6.324 一(3分 CoS如sin 55、I'、cos 55, )0.819 + 1丫0.5736 )10(3 分)设单位反馈系统如题26图所示，已知系统的剪切频率生=6.324。，最大相位裕量%=55°,试确定,T值。、式联立，解得=05(s)(2分)T=0.05(s)(2分)P208(7 + l)-s2(0.k + l)'26.某控制系统的结构如题26图所示。已知：G(三)=GC(三)=K,0+7»,及系统在剪切频率c=4su处产生最大相位裕fit。试求参数Td和最大相位裕最°”。(1)系统开环传递函数GjtU)G(s)G(J).“1+3=。FU'-NS'(】)Jt(O.b÷l)产生最大相位格盘的警械率,”诘r六.Z=0625(I分)最大相位裕量M心停一同=J偿L底】IQ5(3分二八2分)26.控制系统的结构图如题26图所示.已知：G=GJs)=as'S().IS-r|)(1)O=O时.试确定系统的白然频率.阻尼比£.最大超调试“：(2)欲希用系统成为最传阻尼比状态.求确定a的值;(3)校正后.系统的开环增益和单位读度输入时的旗态误差ew.题26图26(I)给定系沆的闭环传递函数Ws)=G=5Rs2+10s÷169s?+2cs+;(%=J须=I3(ST)(I分)=-=声/捻