机电控制系统分析与设计复习题
机电系统控制试题及答案
机电系统控制试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机电系统中的执行器通常指的是什么？A. 传感器B. 控制器C. 执行机构D. 反馈装置答案：C2. 伺服系统通常用于实现哪种控制？A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 非线性控制答案：B3. 下列哪个不是机电系统控制中的常见干扰？A. 温度变化B. 湿度变化C. 重力D. 人为操作答案：C4. 以下哪种传感器不适合用于测量位移？A. 电位计B. 光电传感器C. 霍尔传感器D. 压力传感器答案：D5. 以下哪个不是PID控制器的组成部分？A. 比例（P）B. 积分（I）C. 微分（D）D. 增益（G）答案：D6. 伺服电机的控制方式通常包括哪两种？A. 电压控制和电流控制B. 速度控制和位置控制C. 电流控制和位置控制D. 电压控制和位置控制答案：B7. 以下哪种控制算法不适用于非线性系统？A. 线性控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 滑模控制答案：A8. 在机电系统中，以下哪种类型的传感器通常用于测量力？A. 应变片B. 光电传感器C. 温度传感器D. 压力传感器答案：A9. 以下哪种控制器不能实现自适应控制？A. PID控制器B. 模糊控制器C. 神经网络控制器D. 滑模控制器答案：A10. 以下哪种不是机电系统控制中的常见执行机构？A. 电机B. 气缸C. 电磁阀D. 传感器答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些是机电系统控制中常用的传感器类型？A. 位移传感器B. 速度传感器C. 温度传感器D. 压力传感器答案：ABCD2. 以下哪些是机电系统控制中常用的执行器类型？A. 直流电机B. 步进电机C. 伺服电机D. 液压缸答案：ABCD3. 以下哪些是机电系统控制中常用的控制方法？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 自适应控制答案：ABCD4. 以下哪些因素会影响伺服系统的稳定性？A. 控制器参数B. 系统负载C. 电源电压D. 环境温度答案：ABCD5. 以下哪些是机电系统控制中常用的反馈形式？A. 电压反馈B. 电流反馈C. 位置反馈D. 速度反馈答案：CD三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述PID控制器的工作原理。
机电控制系统分析与设计练习题B
机电控制系统分析与设计练习题Ｂ一、填空题1. 机电控制系统控制方式有 、 、 控制。
2. 开还控制是直接用 进行控制，与输出量 关系。
3. 闭环控制系统的开环增益值越 ，系统越不容易稳定。
4. 闭环控制系统中加入 的主要目的是消除系统的稳态误差。
5. 常用传感器输出的信号有 信号、 信号、 信号。
6. 反相放大器输入信号极性与输出信号极性 。
7. 如果输入到比较器的信号存在小波动，应选用 比较器。
8. 读取A/D 转换结果的3方法是： 。
9. 脉冲宽度调制的英文缩写是 。
二、 简答题1、光栅传感器的工作原理？TTL 电平与MOS 电平为什么要进行转换？3、在液压控制系统中，常在控制信号中加入颤振信号，其目的是什么？4、双路比例控制放大器中，常采用什么电路使两个比例电磁铁分别正常工作，画出电路图并说明工作原理。
5. 延迟环节对系统稳定性有何影响？三、计算题1、系统的特征方程为：S 5+3S 4+4S 3+6S 2+8S+5=0,试用劳斯判据判定系统的稳定性。
2、已知采用一带有位移检测的电液比例方向阀组成的电液比例方向控制系统，目标值为X 0，驱动器为一比例环节，增益为K 。
，电液比例方向阀的传递函数简化为二阶系统其传递函数为G 1(s)＝1(1)K S TS +，检测环节传递函数为α，执行机构简化为一阶系统其传递函数为G 2(s)＝12+TS K ，输出值为F ，画出系统控制框图并求解开环系统传递函数。
3、已知一电液比例流量闭环控制系统，目标值为U 0，驱动器为一比例环节，增益为0K ，电液比例调速阀的传递函数为1(s)11+=Ts K G ，执行机构传递函数为12(s)2222++=ζTs s T K G ，输出值为F ，检测环节传递函数为H(s)，画出系统控制框图并求解系统闭环传递函数。
4、如图所示电路的输出电压U 0为：2102.03U U U +=－，已知Ω=10k R 3，求R 1和R 2。
机电控制考试题及答案
机电控制考试题及答案一、选择题1. 机电控制系统中，PLC的全称是什么？A. Programmable Logic ControllerB. Power Line CommunicationC. Personal Learning CenterD. Product Life Cycle答案：A2. 伺服电机与步进电机相比，具有哪些优势？A. 价格更低B. 精度更高C. 体积更小D. 维护更简单答案：B3. 以下哪个不是传感器的类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 电流传感器答案：D（电流传感器是传感器的一种，但题目中未明确指出电流传感器的类型）4. 什么是闭环控制系统？A. 只有一个反馈环节的系统B. 没有反馈环节的系统C. 有多个反馈环节的系统D. 有反馈环节，但反馈信号不参与控制的系统答案：A5. 在机电控制系统中，以下哪个不是执行元件？A. 电机B. 液压缸C. 传感器D. 气动元件答案：C二、简答题1. 简述机电控制系统的基本组成。
答案：机电控制系统通常由传感器、控制器、执行器和反馈环节组成。
传感器用于检测系统状态，控制器根据检测到的信息进行处理并发出指令，执行器根据指令执行相应的动作，而反馈环节则将执行结果反馈给控制器，形成闭环控制。
2. 描述伺服系统和步进系统的工作原理。
答案：伺服系统通过接收控制器的指令信号，控制电机的转速和方向，实现精确的位置控制。
步进系统则通过脉冲信号控制电机的步进角，通过步数的累加实现位置控制，但精度和响应速度通常不如伺服系统。
三、计算题1. 已知一个直流电机的额定功率为1kW，额定电压为220V，求其额定电流。
答案：根据功率公式 P = V * I，可得 I = P / V = 1000W / 220V ≈ 4.55A。
2. 如果一个伺服电机的控制精度为0.01mm，其控制周期为1ms，求该电机在一分钟内能移动的最大距离。
答案：一分钟内伺服电机的控制周期数为 60秒 * 1000ms/秒 = 60000个周期。
09机电系统设计与分析考试试题
A、坦克的备用发动机 C、车床丝杠上的安全销
4、为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,在设计中需满足以下要求( A、无间隙 B、低摩擦 C、高刚度 D、高谐振频率 E、大阻尼
5、三角胶带靠强力绳芯来承受拉力，靠胶带体改善挠性，这属于任务分配原理中的（ A、一载一功能 B、多载一功能 C、多载多功能 D、一载多功能
13、某传动系统，其传动比为 i=1235，可选用的传动机构是( A、行星齿轮传动 C、渐开线少齿差齿轮传动 B、摆线针齿轮传动 D、谐波齿轮传动 ) D、加工方便
五、分析题（12 分）
如图 2 所示为某数控车床进给系统，采用电枢控制式直流电动机，电枢两端的端电压 为 u a ，电阻、电感分别为 Ra 、 La ，此外， J 、 B 分别为折算到电机轴上的等效转动惯量和 等效回转粘性阻尼系数，电机转角为 ，转矩为 M ，试回答： （1）根据基尔霍夫电压定律，写出电枢回路微分方程； （4 分） （2）写出转矩 M 与电枢电流 i a 间的关系式； （4 分） )最符合要求。 （3）求出该机电系统的传递函数 G ( S )
14、以下关于滑动丝杠螺母机构的说法错误的是( A、摩擦力矩大 B、传动效率高 C、结构简单 )中
15、丝杠转动、螺母移动机构通常用于( A、千斤顶 B、车床刀架移动装置
C、铣床移动装置 )
D、显微镜
16、以下导轨中，承载能力最差的是( A、燕尾导轨 B、滚动轴承导轨
C、液体较大的场合 D、机床进给运动的传动链中
A、增大系统的固有频率 C、减小系统的阻尼
B、增大系统的阻尼 D、施加预加载荷 )的要求
2、如图 1 所示的两种轴向定位方案，哪个方案是合理方案？为什么？该方案满足结构方案 设计的什么原则？（6 分）
机电传动控制复习题-设计题-河南工业大学
1.设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。
说明其工作原理。
2.采用PLC控制两台三相异步电动机M1、M2的运行，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。
请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
3.某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护。
试采用PLC控制，请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
4.一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止。
2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。
要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
说明其设计思想。
5.设计一个PLC控制的三相异步电动机正反转控制线路。
请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
（有必要的保护措施）。
6.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
说明其设计思想。
7.某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
8.设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。
9.用PLC控制一个工作台运行，其动作程序为：工作台由原位开始前进，到终端后自动停止；在终端停留2min后自动返回原位停止；要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或再次起动；电网停电后再来电工作台不会自行运动。
10.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护。
机电控制系统设计复习题
一、选择题在下列每小题的备选答案中选出所有正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
注：每小题中，若选择结果错一个扣1分，全对给2分。
1.机电控制系统的数学模型有（）。
A.稳态误差B.频率特性C.稳定性D.状态方程E.幅频特性F.相频特性2.控制器的控制规律有（）。
A.PIB.DIC. PDD. PIDE. PF. PF3.影响机电控制系统的稳态误差的因素有（）。
A.系统稳定性B.系统稳态性C.稳系统开环增益D.系统开环积分环节个数 F.系统的类型4.可用来判别系统稳定性的方法有（）。
A.相位余量和幅值余量B.相位交界频率和幅值交界频率C.劳斯判据D.开环极点和开环增益5.可用于检测位移的传感器有（）。
A.光纤式传感器B.热电阻式传感器C.差动变压器式传感器D.电容式传感器6.可用于检测压力的传感器有( )。
A.差动变压器式传感器B.感应同步器C.电容式传感器D.光栅式传感器7.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系是( ) 。
A 幅频特性B 相频特性C 传递函数D 频率响应函数8.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )。
A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零9.热电偶检测温度的工作原理是基于（）。
A.热敏效应B.压电效应C.热电效应D.热电势10.差动变压器式位移传感器是利用（B、D）的变化。
A.线圈的自感将位移转换成感应电势B.线圈的互感将位移转换成感应电势C.线圈的自感将位移转换成感应电压D.线圈的互感将位移转换成感应电压11.电液比例溢流阀压力控制回路有（）。
A.直动式比例溢流阀调压回路B.先导式比例溢流阀调压回路C.调速式比例溢流阀调压回路D.节流式比例溢流阀调压回路12.电液比例速度调节方式有（）。
A.比例溢流调速B.比例换向调速C.比例节流调速D.比例容积调速13.机电控制系统响应的瞬态分量就是（）A.强迫运动解B.自由运动解C.零输入解D.控制输入解14.机电控制系统瞬态分量取决于（）A.系统闭环特征根B.系统的输入信号C.系统闭环极点D.系统输出信号15.机电控制系统响应的稳态分量就是（）A.强迫运动解B.自由运动解C.零输入解D.控制输入解16.机电控制系统瞬态分量取决于（）A.系统闭环特征根B.系统的输入信号C.系统闭环极点D.系统控制信号17.改善机电控制系统快速性采用（）A.顺馈校正B.前馈校正C. PD 校正D.超前校正 18.改善机电控制系统稳态性采用（ ）A.顺馈校正B.PI 校正C. PD 校正D.超前校正 19.PD 校正可以使系统的（ ）A.稳态误差减小B.快速性提高C.超调量减小D.精度提高 20.超前校正可以使系统的（ ）A.稳态误差减小B.快速性提高C.频带宽度增加D.精度提高 21.滞后校正使系统的（ ）A.稳定性增加B.快速性提高C.频带宽度增加D.频带宽度减小22.滞后校正使系统的（ ）A.稳定性增加B.快速性提高C.频带宽度增加D.频带宽度减小23.有一线性系统，其输入分别为u1(t)和u2(t)时，输出分别为y1(t)和y2(t)。
机电系统设计期末考试复习资料
《机电系统设计》课程综合复习资料一、问答题1、简述柴油机的工况一般分哪几类，并举例说明。
答案：⑴固定式工况:内燃机的转速由变速器保证而基本不变，垂直线1表示。
如驱动水泵、发电机。
⑵螺旋桨工况:整个稳定工况为曲线2，如驱动船用螺旋桨。
⑶车用工况：曲线3为各种转速下所输出的最大功率线。
它们的转速在最低稳定转速n min 和最大许用工作转速n max 之间变化。
如驱动载重汽车、坦克等。
2、简述电动机是如何分类的。
答案：电动机按电源不同，可分为：⎪⎩⎪⎨⎧→⎩⎨⎧→励、并励、串励、复励按励磁方式，分为：他直流电动机异步电动机同步电动机是否相同按电机转速与磁场转速交流电动机3、谈一谈你对内燃机万有特性的理解。
答案：表示柴油机各主要参数之间关系的综合特性称为万有特性。
柴油机的万有特性以转速n 为横坐标，平均有效压力e p 为纵坐标，作出的若干条等e e P g ,的曲线组。
它表示各种转速、各种负载下的燃油经济性以及最经济的负荷和转速。
4、简述何谓工作机械的工作制。
答案：一般用负载持续率FC 表示，FC ＝t w /(t w +t 0)×100%。
t w —机械工作时间；t 0—机械停歇时间。
5、简述衡量产品可靠性的指标。
答案：可靠度、失效概率、失效率、寿命指标、维修度、有效度等。
6、简述执行构件的运动形式。
答案：⑴平面运动，包括转动、移动；⑵空间运动。
7、试分析机械系统设计从有无样机可供参考的角度划分，哪种情况属于变型设计？请举例说明。
答案：可以分成开发性设计、变型设计以及仿型设计。
举例：变速自行车。
8、从系统的角度，简述人（操作者）-机械系统--环境之间的具体联系。
答案：具体体现在以下几个方面：⑴人（操作者）-机械系统；⑵振动；⑶噪声：机械系统产生的环境噪声影响人的身心健康，噪声也会对仪器设备产生影响。
9、简要说明闭环控制系统由哪些环节组成？答案：闭环控制系统包括给定环节、测量环节、比较环节、校正放大环节、执行环节。
控制工程专业的控制系统分析与设计试卷
控制工程专业的控制系统分析与设计试卷一、选择题（每题5分，共40分）1. 控制系统是指（）。
A. 电子系统B. 机械系统C. 综合系统D. 能量系统2. 哈理斯族开环传递函数是（）。
A. G(s) = K/(sT+1)B. G(s) = K/(sT^2+1)C. G(s) = K/(s^2T+1)D. G(s) = K/(s^2T^2+1)3. 根轨迹绘图适用于（）。
A. 一阶系统B. 二阶系统C. 三阶以上系统D. 所有系统4. 饱和环节的传递函数是（）。
A. G(s) = KB. G(s) = 1/(sT+1)C. G(s) = K/(sT)D. G(s) = K/(s+T)5. 工业现场常用的控制系统网络是（）。
A. 以太网B. 令牌环C. 总线D. 网络系统6. 超调量是衡量系统动态性能的重要指标之一，它的计算公式是（）。
A. Mt = (M-1) × 100%B. Mt = (M-1)/(M+1) × 100%C. Mt = (M-1)/(M+1)D. Mt = (M-1) × 10%7. 通信网络的传递函数是（）。
A. G(s) = KB. G(s) = 1/(sT+1)C. G(s) = K/(sT)D. G(s) = 1/(sT)8. 控制系统的Bode图是由（）和（）两种曲线组成。
A. 幅频曲线；相频曲线B. 根轨迹曲线；相频曲线C. 幅频曲线；频相曲线D. 微分曲线；相频曲线二、填空题（每题10分，共40分）1. 闭环控制系统中开环传递函数为G(s)=K/(sT+1)，设计参数为K=10，T=2，则闭环传递函数是（），根轨迹上的最大相位余度是（）°。
2. 控制系统的净增益交叉频率为29.3rad/s，相位裕度为45°，则该控制系统的相位裕度裕量是（）dB，闭环系统低频增益是（）dB。
3. 一个串联编码器系统，编码器比特率是2 Mbps，编码器效率是3/4，则编码器的码元周期时间是（）μs。
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机电控制系统分析与设计复习题
一、填空题
1.机电控制系统的执行器也称为，该执行器，常用有、、
等。
2.控制器的常用控制规律有、、。
3.获取系统数学模型主要有、验等方法。
4.闭环控制是将输出量到输入端，用经过运算进行控制。
5.闭环控制系统的开还增益越，系统越容易稳定。
6.闭环控制系统中加入控制规律的主要目的是提高系统的稳定性。
7.传感器的主要任务是将信号转换成信号
8.常用运算放大器构成放大器、放大器、放大器。
9.同相放大器输入信号极性与输出信号极性。
10.PWM是的英文缩写。
11.用在液压系统中供电为直流24伏中的伺服阀的最大电流约毫安。
12.读取A/D转换结果最快方法是、最慢方法是、中等是。
13.机电控制系统控制方式有、、控制。
14.开还控制是直接用进行控制，与输出量关系。
15.闭环控制系统的开环增益值越，系统越不容易稳定。
16.闭环控制系统中加入的主要目的是消除系统的稳态误差。
17.常用传感器输出的信号有信号、信号、信号。
18.反相放大器输入信号极性与输出信号极性。
19.如果输入到比较器的信号存在小波动，应选用比较器。
20.一个机电一体化系统中一般由、、、
和五大组成要素有机结合而成。
21.构成机电一体化系统的组成要素其内部及相互之间都必须遵循、、与四大原则。
22.机电控制技术的核心内容是。
23.从控制目标进行分类，机电控制技术可以分成和。
24.同一转轴上之间的函数关系，称为生产机械的机械特性。
25.多轴机电传动系统折算的原则遵循和。
26.机电传动系统产生过渡过程的原因是系统本身是一个惯性系统。
存在、和。
27.改善机电传动系统过渡过程的方法主要有和。
28.电机是一种基于和而实现机电能量转换的机械装置，发电机将机械能转换成电能，电动机将电能转换成机械能。
29.常用电机主要分为和两大类。
30.无论是直流发电机还是直流电动机，由于转子线圈在磁场中转动(作切割磁力线运动)，则线圈中必然产生。
其大小取决于、、电机的转速以及绕组导体数和连接方法。
二、简答
1、机电控制系统的基本要求？
2、机电控制系统的基本结构？画图说明
3、组成控制系统的基本环节有哪些？
4、什么是系统的频率特性？
5、什么是自动控制？
6、控制系统的基本要求有哪些？
7、什么是自动控制系统？
8、反馈控制系统是指什么反馈？
9、什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？
10、什么叫做反馈控制系统
11、控制系统按其结构可分为哪3类？
12、举例说明什么是随动系统。
13、自动控制技术具有什么优点？
14、对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出
量的暂态过程可能有几种情况？
15、差动变压器式位移传感器都是根据什么原理工作的？
16、电液比例流量控制的作用是什么？在顺序控制系统中采用比例控制技术
比传统液压控制技术有何优点？
17、自动控制系统有那些环节构成？并说明各环节的作用。
18、为了提高闭环控制系统的特性，控制器常采用什么控制规律？说明其控
制规律中的各个参数各起什么作用。
19、控制论的中心思想是什么？
20、机械工程控制论的研究对象及任务是什么?
21、什么是信息及信息的传递？试举例说明。
22、么是反馈及反馈控制？试举例说明。
三、分析题
1、系统的特征方程为：S5+3S4+4S3+6S2+8S+5=0,试用劳斯判据判定系统的稳
定性
2、最小相位系统的对数幅频特性如下图所示，试分别确定各系统的传递函
数。
(a)(b)
（c）
3、某典型二阶系统的单位阶跃响应如图所示。
试确定系统的闭环传递函数。
4、系统的特征方程为
054322345=+++++s s s s s 试用劳斯判据判断系统的稳定性。
5、已知单位反馈系统开环传函为)
11.0(10
)(+=
s s s G ，求系统的ξ、ωn 及性
能指标σ％、ts （5％）。
6、已知一个n 阶闭环系统的微分方程为
r b r b y a y a y a y a y a n n n n 0101)2(2)1(1)(+=+++++-- 1. 写出该系统的闭环传递函数； 2. 写出该系统的特征方程；
3. 当10=a ，5.01=a ，25.02=a ，0=i a )2(>i ，01=b ，20=b ，)(1)(t t r =时，试评价该二阶系统的如下性能：ς、n ω、%σ、s t 和)(∞y 。
四、
计算题
1、图题4－6为由穿孔纸带输入的数控机床的位置控制系统方块图，试求
图题4－6
（1）系统的无阻尼自然频率ωn 和阻尼比ζ。
（2）单位阶跃输入下的超调量M p 和上升时间t r 。
（3）单位阶跃输入下的稳态误差。
（4）单位斜坡输入下的稳态误差。
2、如图所示：A 1, A 2为理想运算放大器，参数如电路图所示，U i1=1.1V ,
U i2=1V 。
试求：接入U i1=1.1V ，U i2=1V 后，输出电压U o 由0V 上升到10V 所需的时间。
3、有一温度计插入100°C 水中测温，经3分钟后指示95°C ，如果温度计
视为一个一阶环节，并且K=1，求： （1）时间常数T
（2）写出温度计数学模型
（3）t=1分钟时单位阶跃响应是多少？ 4、求下列函数的拉氏变换。
（1） 33()232t f t t t e -=++
（2） 333()cos2sin 4(0)t t t f t t e e t e t t ---=++≥ （3） 22()51(2)(1)t f t t t e =⋅-+-
5、如图所示：运算放大器测量电路R 1、R 2和 R 3的阻值固定，R F 是检测电
阻。
设R 1＝R 2＝R ，R 3＝R F ，R>>R F 。
试求U 0与δ的线性关系表达式。
图中E 为一直流电源。
U U
6、如图所示电路的输出电压U 0为：2102.03U U U +=－，已知Ω=10k R 3，
求R 1和R 2。
R 3
(1+δ)R F。