自考《学前比较教育》复习资料

第一章绪论

第一节比较学前教育的概念和研究对象

1、比较学前教育发展历程。P29

比较教育的史前时代，比较教育的借鉴时代（比较教育时代的开始是以1871年《关于比较教育的研究计划与初步意见》为标志的），比较教育的因素分析时代（以1900年英国比较教育学家萨德勒发表的论文《我们从对别国教育制度的研究中究竟能学到什么有价值的东西》为标志；美国著名比较教育学家康尔德于1933年发表了《比较教育》提出了比较教育的三种目的：报道—描述，历史—功能，借鉴—改善；1947年，汉斯在《比较教育：教育的因素和传统的研究》中提出影响教育制度的三个因素：自然、宗教和世俗因素；施耐德因素分析法。）和比较教育的社会科学方法时代（诺亚与埃克斯坦的代表作：《比较教育的科学探索》）。

2、朱利安（P30）：法国教育家，比较教育学的创始人，1817年出版《比较教育的研究计划与初步意见》，首次提出比较教育这一概念。被称为“比较教育之父”。他认为比较教育首先应该研究各国兴办教育和公共教育所采取的各种不同的教育方式。

3、比较学前教育的概念。P32

比较学前教育是对当代世界各国、各地区的学前教育进行跨文化比较研究，揭示影响学前教育发展的主要因素及其相互之间的关系，探索学前教育发展的规律及其发展趋势，以促进学前教育的国际交流与合作，改进本国、本地区学前教育的一门科学。

4、比较教育的研究对象？P32

（1）从研究领域来看，比较学前教育学科研究学前教育的整个领域，包括学前教

育制度、学前教育行政、各级各类幼儿园的学前教育目的、学前教育课程、学前教育方法、幼小衔接等，学前教育制度和学前教育的基本问题（包括宏观问题与微观问题、理论问题与实践问题）是比较教育的研究重点。

（2）从研究时间来看，比较学前教育的研究以当代为中心。比较学前教育主要是为了借鉴其他国家的经验，解决本国存在的问题。

（3）从研究范围来看，比较学前教育既包括对世界各国、各地区学前教育的研究，还包括对国家与国家、地区与地区之间的比较研究。

（4）从研究深度来看，比较学前教育既包括对不同国家、地区的客观现象和学前教育问题的经验研究，还包括进一步分析各国、各地区学前教育的本质，研究其形成与发展的影响的因素，判明政治、经济、文化、社会因素对学前教育的制约关系，以及学前教育对各国、各地区的政治、经济、文化、社会发展的能动作用，揭示各国、各地区学前教育的特点和共同规律，探索学前教育的发展趋势。

第二节比较学前教育的目的和意义

1、比较学前教育的目的？P34

借鉴国际学前教育经验；探讨学前教育发展规律；促进本国学前教育的发展。

2、比较学前教育的意义？P35

（1）扩大学习者的眼界和视野，加深对学前教育的认识；

a通过对各国学前教育的比较研究，了解各国学前教育的现状、特点、问题和趋势，可增长知识，开阔视野，加深对各国学前教育的认识。

b通过探讨教深层次的学前教育规律等问题，掌握了世界学前教育发展的一般规律和特殊规律，加深对本国学前教育的认识。

（2）推动本国学前教育的变革与发展；

作为改革学前教育的工具，学前比较教育向人们提供一种可优化的理想的教育选择。改革和创新是学前比较教育的永恒理念，通过比较作出选择，是学前比较教育的当然职能。

（3）帮助世界各国、各地区制定学前教育政策；

（4）促进国际学前教育的交流与合作。

如今比较教育的研究已经超越了一个国家或一个民族的一己之利，很多比较教育学者对国际社会问题和教育方面国际关系研究，都以促进世界和平谋求人类未来福祉为主要目的。在现代性和国际化的全球背景下，比较教育的作用更是显而易见。比较教育学科存在的生命力就在于：通过教育的比较研究，为人类的教育活动提供另类思想。

第三节比较学前教育的研究类型与方法

1、比较学前教育的研究类型？P36

（1）从比较的时间看，分为横向、纵向、综合比较研究；

（2）从比较对象相互影响的程度看，分为平行和影响比较研究；

（3）从比较研究的内容来看，分为专题和总体比较研究；

（4）从比较方法的性质来看，分为定性和定量比较研究；

（5）从比较的整体性和局部性来看，分为宏观和微观比较研究；

（6）从比较的范围来看，分为区域和问题比较研究。

2、横向比较研究（36）：是指同一时期不同国家、不同地区学前教育的比较研究。

3、纵向比较研究（37）：是指同一国家、同一地区不同发展阶段学前教育的比较研

究。

4、综合比较研究（37）：综合了横向和纵向比较研究，一般是指对两个或两个以上的国家、地区不同发展阶段学前教育的比较研究。

5、平行比较研究（37）：是指对两个或多个假设维护无影响的国家、地区的学前教育进行比较的研究。

6、影响比较研究（37）：是指两个或多个在社会经济文化，尤其是在学前教育方面相互影响较大的国家、带去的学前教育进行的比较研究。

7、专题比较研究（37）：是把各个国家的同一类教育问题并列在一起进行研究，就这一类问题从比较中找出各国的不同特点和共同趋势。

8、总体比较研究（37）：是对国际学前教育的现状和趋势进行全面、综合的比较研究，目的在于揭示各国学前教育制度和学前教育实施的总特征发展趋势，研究学前教育与政治、经济与社会发展的关系等问题。

9、定性比较研究（37）：指从各方面揭示和把握学前教育的本质，利用各种技术和手段阐述学前教育现象、问题的性质的和程度的研究。

10、定量比较研究（38）：指运用量化理论，着重利用统计测量手段和数据分析方法，对学前教育中的各种数据进行统计处理，以此推断学前教育的发展状况，并进行比较分析的研究。

11、宏观比较研究（38）：是指对学前教育系统或其与外部关系的整体研究。

12、围观比较研究（38）：是指对学前教育系统内部具体的、局部的研究。

13、区域比较研究（38）：是指按地理区域、社会制度、民族传统、政治背景、经济状况、语言习惯等不同标准，把世界不同国家、不同地区分成不同的国家群、区域群，然

后再对它们之间的学前教育进行总体比较的研究。

14、问题比较研究（38）：也称个案研究或命题比较研究，主要是把不同国家、不同地区的学前教育理论或实践按问题分类，进行相应比较分析的研究

15、比较学前教育的研究方法？P38

调查法（参观访问、问卷）、文献法、比较法、分析法。

16、调查法（38）：是指通过交谈、答卷等形式获得原始资料，并对所的资料进行分析、讨论，从而获得关于研究对象的认识的一种研究方法。

17、文献法（39）：也称历史文献法，是搜集和分析研究各种现存的有关文献资料，从中选取信息，以达到某种调查研究目的的方法。

18、比较法：是根据一定的标准对不同国家或地区的教育制度和教育实践进行比较研究，找出各国教育的特殊规律和普遍规律的方法。

19、分析法：是通过运用因素分析、质量分析、数量统计等方法，对比较研究的结果进行分析、说明和概括，达到对所研究问题的实质性认识，从而得出有价值的结论的方法。

第二章美国学前教育

第一节美国学前教育的发展历史

1、在美国，学前教育专指婴幼儿在入学前所接受的各种教育，早期教育（幼儿教育）指的是所有针对从出生到8岁儿童（即小学三年级）的各种教育活动的总和。从范围上来说，学前教育是早期教育的一部分。P43

2、美国学前教育的发展历程？P44

19世纪、20世纪上半叶和20世纪下半叶美国学前教育的发展阶段。

19世纪美国学前教育的发展阶段：

3、美国最早的幼儿教育机构幼儿学校是欧文1816年在苏格兰的纽兰纳克创办的。1826年引入美国。P44

4、1837年，福禄贝尔在德国创办了一所学前教育机构，1840年将其命名为“幼儿园”。

5、1856年，福禄贝尔的学生，德国玛格丽特·迈耶·舒尔茨在威斯康星洲的沃克顿的家中开办了美国历史上第一所幼儿园。教学语言是德语。

6、1860年，伊丽莎白·皮博迪与妹妹玛丽·皮博迪在波士顿创办了美国第一所英语幼儿园。1868年她又创办了美国第一所幼儿教师培训机构。1873年创办杂志《幼儿园使者》。1877年，负责组建美国福禄贝尔协会，后更名为美国福禄贝尔联合会p44

7、1870年，美国第一所慈善幼儿园在纽约建立。广泛建立慈善幼儿园的作用表现在贫民儿童的生命安全和身体健康得到保护，犯罪率下降，社会治安转好；推动了美国幼儿园的发展，奠定了美国公立幼儿园系统的基础；为福禄贝尔教育方法的宣传与应用提供了实践基地。P45

8、1879年昆西·肖夫人创建了第一所幼儿师范学校。P45

9、1873年哈里斯和布洛在密苏里州圣路易斯市的德斯皮尔斯学校创建了美国第一所公立幼儿园。1878 年，已有53所；1903年增加到125所。p45

公立幼儿园的创立与发展在美国教育史上具整个公立学制系统的重要组成部分；它也促使人们从理论与实践上开始更为重视学前教育的作用，进而促进了学前

教育在美国的普及。

20世纪上半叶美国学前教育的发展

10、19世纪末至20世纪二三十年代，进步主义幼儿教育运动在美国蓬勃发展，美国心理学家和教育家霍尔领导的儿童研究运动为其开展提供了理论基础。代表人物是安娜·布莱恩、爱丽丝·坦普尔和帕蒂·希尔（反对福禄贝尔的呆板式教学，设计了“希尔积木”）。P45

11、进步主义幼儿教育运动的特点？P45

（1）主张幼儿教育不能脱离儿童生活，教育方法应以儿童为中心，让儿童通过各种活动累计直接的生活经验，教育活动应建立在儿童的生活经验的基础上（2）在教育活动中，教师要运用直观教学法，促进儿童感知能力的发展。

12、1912年，安妮·乔治建立了美国历史上第一所蒙台梭利学校并翻译出版了美国版的《蒙台梭利方法》。1916年以后降温。P46

13、1915年美国第一所保育学校由芝加哥大学教授夫人团体以集体经营的形式开办，1919年美国第一所公立常设保育学校诞生。1929年阿比盖尔·埃利奥特和帕蒂·希尔一起创办了“美国全国保育协会”，到1933年已有300多所，到1945年2月底，已有1481所。P46

14、20世纪20年代末至30年代初，美国爆发经济危机，1933年为了稳定证据和缓和矛盾，决定建立“应急托儿所”，儿童看护运动由此展开。P46

20世纪50年代到80年代美国学前教育的发展

15、“开端计划”是美国政府从1965年开始在全国实行的一项重要的学前教育计划，目的是对低收入家庭的儿童进行补偿教育，打破贫困循环，实现教育公平。P47 名

词解释

16、开端计划的背景？P47

第二次世界大战后，美国社会贫困差距日益加大，贫困群体子女没有机会接受教育，这些孩子进入小学后处于不利地位，为改变现状，签署《经济机会法》，在此基础上提出开端计划的教育方案。

17、开端计划的内容？P47

（1）开端计划是一项旨在为来自低收入家庭的孩子及其家长提供全面的幼儿早期教育、健康、营养和父母培训的早期教育方案。开端计划具有明确的目标、服务项目和实施办法。

（2）总体目标是：提高低收入家庭儿童的学习认知能力和社会性。

具体目标是：提高来自低收入家庭儿童的整体健康水平和机体能力；通过鼓励儿童的自信心、好奇心、自发性和自律行为来促进他们在情感和社会性方面的发展；通过关注儿童的概念和语言技能来促进他们的智力发展和技能进步；提高儿童与他人积极进行沟通的能力；通过培训家长，推动家长积极主动的参与到儿童的教育活动中来；鼓励贫困者于社会共同解决贫困问题。

（3）开端计划的服务项目具有多样性，包括教育服务、健康服务、社会服务及家长参与。

A、开端计划的教育服务，是指开端计划要符合儿童的个别需要及其不同种族与文化的多样性特点，同时还要满足社区需要。另外，开端计划针对残疾儿童特殊需要提供必要的调整性服务，为残疾儿童提供特殊教育与相关服务及技术援助。

B、开端计划的健康服务包括营养健康教育、心理健康辅导、牙齿保健、医疗检查、

早期测查等。

C、开端计划还帮助家庭获得重要的社区服务，如咨询、经济资助、工作培训、职业教育等。

D、家长参与及服务体现了开端计划重视家长作为儿童的第一任“老师”在幼儿的成长过程中的作用。

18、1981年，美国出台了《开端计划法案》，使“开端计划”得到了法律的保障。P48

19、开端计划的作用？P48―49

（1）开端计划以贫困儿童、低收入家庭，特别是处境不利家庭的儿童，残疾儿童为服务对象，为他们提供学前教育的机会，改变了以往只有中产阶级家庭的儿童才能接受学前教育状况，扩大了学前教育的对象，越来越多的儿童能够在平等的教育中得到发展。

（2）开端计划也促进了少数民族多远文化的发展。开端计划的重点服务项目之一是为少数民族的贫困儿童及其家庭提供服务。

（3）开端计划还促进了儿童及家长素质的提高。开端计划为贫困儿童的家长提供大量的参与儿童生长、健康、认知能力发展的机会，也为家长提供再学习和职业发展的机会。

（4）开端计划对儿童的影响也是长久的。

19、20世纪50年代末期，美国开始大力进行教育改革运动，皮亚杰的认知发现理论和布鲁纳的结构主义教育理论都对这场教育改革运动产生了重大影响。p49

20、1963年，美国出版了《科学教育见闻》。

21、20世纪50年代后期，蒙台梭利教育法在美国又重新引起人们的注意。

1958年，在康涅狄克州克林威治城，南希·兰布什创办了重新恢复的第一所蒙台梭利学校―菲特比学校。

1960年，美国蒙台梭利协会建立。到1972年美国蒙台梭利学校已经达到762所。1989年蒙台梭利教育法被60个地区的110所公立学校采用。到2000年，美国已有245所公立学校和大约50所特许学校实施蒙台梭利教育法。

20世纪80年代以来美国学前教育的发展

22、20世纪80年代以来，美国学前教育界人士开始反思过于注重儿童智力开发的教育实践，开始了一场遍及全国的教育整体改革运动。p50

23、1987年，全美幼儿教育协会出版了休·布里德坎普所著的《0-8岁儿童早期教育项目中的发展适宜性实践》一书。书中指出“发展适宜性”包括“年龄的适宜性”和“个体的适宜性”两个维度。被称为“绿色圣经”。

1991年，全美幼儿教育协会又与美国教育部早期专家协会共同发表了《3-8岁儿童教育方案的适宜课程内容与评价指南》。

1996年，全美幼儿教育协会出版了布里德坎普和科普尔合著的《0-8岁儿童早期教育项目中的发展适宜性实践》（修订版）。此次修订版将幼儿年龄阶段划分为婴儿和学步儿（0-3岁）、学龄前儿童和学前班儿童（3-5岁）、小学低年级儿童（5-8岁）三个阶段，讲“发展适宜性”的维度增加为三个：“年龄的适宜性”、“个体的适宜性”和“文化适宜性”。

2009年全美幼儿教育协会出版了布里德坎普和科普尔合著的《0-8岁儿童早期教育项目中的发展适宜性实践》（第三版），新版本除了重申“年龄的适宜性”、“个体的适宜性”和“文化适宜性”外，还重点提了“教师教学的有效性”。第三版特别强调，教师知

识的核心应该是关于儿童学习与发展的知识、儿童个体的知识、儿童社会文化北京的知识等。

24、发展适宜性的内涵？（p51）

（1）年龄适宜性，即早期教育必须要考虑儿童自身发展的年龄的特点和发展趋势，针对儿童发展的最近发展区对儿童进行因势利导；

（2）个体适宜性，既强调适宜的教育方案必须要考虑儿童个人的发展速度、认知方式、学习风格等个性特征；

（3）文化适宜性，既强调有效的早期教育需将教育对象的独有文化背景考虑进来，并使之成为有效的教育资源。

25、1990年美国政府颁布了由布什总统及一批州长构想的面向21世纪的《美国2000年教育目标》，提出了6项教育目标；1994年美国出台了《2000年目标：美国教育法》，将内容扩展为8条。

26、0-5岁教育计划具体内容？（p51）

（1）全面提升“开端计划”和“早期开端计划”；（2）设立幼儿早期教育挑战经费；

（3）支持亲子计划；（4）调整儿童保育发展拨款计划；（5）实施幼儿园普及计划；

（6）实施子女和抚养人照管税收优惠政策；（7）设立“总统早期学习咨询委员会”。

名词解释：

1、开端计划（p47）：是美国政府为实现幼儿教育机会均等的目标而实行的一项重要计划。1965年秋实施。至少以90%以上的生活在贫困线以下的家庭的3-5岁儿童为对象。“开端计划”目标：帮助儿童及其家庭发展社会有责任的态度，鼓励帮助穷人；增进儿童和家庭的自尊和尊严等7条。这一计划的实施大大促进美国学前教育的发展，

对欧美许多国家也产生了很大影响。

2、幼儿智力开发运动（p49）:是美国以科学教育改革为核心，旨在加强早期教育在儿童智力开发中的作用的教育改革运动。

3、芝麻街（p49）:是美国幼儿智力开发运动的重要组成部分，是一个专门针对儿童智力开发而设计的一档具有教育性的电视节目，1969年10月，在美国电视台播出。此节目的内容结合了教育和娱乐，首创了木偶和真人同台表演的形式，融合了动画，喜剧，纪录片等多种风格，也加入了很多流行的文化元素。

4、《发展适宜性实践》（p50）：是全美幼儿教育协会于1987年针对早期教育质量提升而颁布的一个文件。是啊在尊重儿童的基础上促进儿童学习与发展的一套教育哲学、理论框架、行动指南和评估标准，发展适宜性实践活动对美国乃至全世界的学前教育都产生了重要影响。

5、早期学习标准（p51）：是1994年美国国会通过的从幼儿园到12年级（k-12）各科课程标准，它规定了从学前班到12年级的学生在每个阶段结束时应该达到的学习结果。

6、0-5岁教育计划（p52）：是奥巴马政府在2009年为使弱势儿童做好入学准备而提出的教育计划。该项计划将重点放在幼儿的早期保育和教育方面，强调为儿童进入机构接受教育做好相应的准备。

第二节教育现状

1、美国学前教育机构的三个系统p52

开端计划系统，主要招收因家庭贫困而处境不利的儿童；以市场为导向的私立系统，招收0岁至义务教育前接受幼教机构和家庭服务的儿童；公立学校系统，招收5岁

机械工程控制基础(第六版)公式

机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率

机械工程控制基础实验

已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用series函数进行系统的串联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=series(sys1,sys2) sys = 2 s^2 + 21 s + 54 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-4 已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用parallel函数进行系统的并联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=parallel(sys1,sys2) sys= 6 s^3 + 54 s^2 + 109 s + 21 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-5 已知线性系统G（S）=2s+9/2s2+6s+5 应用feedback函数进行系统的单位正反馈和负反馈连接。 正反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,1) sys = 2 s + 9 --------------- 2 s^2 + 4 s - 4 负反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,-1)

历年机械工程控制基础试题及答案

全国2002年10月自学考试机械工程控制基础试卷 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1.5分，共30分) 1.控制工程主要研究并解决的问题之一是( ) A.系统已定，输入不确定，求系统的输出 B.系统已定，输入已知，求系统的输出(响应) C.系统已定，规定系统的输入 D.系统不定，输入已知，求出系统的输出(响应) 2.f(t)如图所示 则L ［f(t)］为( ) A.s 1e -2t B. s 2e -2s C. s 1e -2s D. s 1 e -ts 3.已知F(s)=1) s(s 1 ，则L -1 ［F(s)］为( )

4.已知F(s)=L ［f(t)］，若F(s)= 1 2s s 1 2++,则f(t)|t ∞→=?( ) A.21 B.1 C.3 1 D.0 5.下列系统中为线性系统的微分模型为：( ) A.dt ) t (dx )t (x )dt )t (dx ( 12dt )t (x d 16 i 020202=++ B.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 dt )t (x d 16i 002 02=++ C.)t (x )t (x 24dt ) t (dx 12 )dt )t (x d ( 16i 0022 02=++ D.)t (x )t (x )t ln(24dt ) t (dx 12 e dt )t (x d 16 i 00t 2 02=?+?+ 6.对于定常控制系统来说，( ) A.表达系统的微分方程各项系数不随时间改变 B.微分方程的各阶微分项的幂为1 C.不能用微分方程表示 D.系统总是稳定的 7.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)?

《机械工程控制基础》实验指导书

《机械工程控制基础》实验指导书 工程与技术系 二O一一年四月

目录 实验一时间特性的计算机求解 (1) 实验二频率特性计算机求解 (3) 实验三系统稳定性分析 (5) 实验四系统稳态误差的计算 (7)

实验一 时间特性的计算机求解 一、 实验目的 1. 使用matlab 程序语言描述一阶二阶系统的时间响应。 2. 观察系统在单位阶跃信号、单位脉冲信号作用下的输出，并分析其动态性能。 二、 实验设备 计算机及matlab 仿真软件 三、 实验的内容 1. 使用matlab 程序语言描述一阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[01......,b b b m m -]; den=[01......,a a a n n -]; step(num,den) （2）求解实例： 求解一阶系统1 21 )(+=s s G 单位阶跃响应 num=[1]; den=[2 1]; step(num,den) 响应曲线如图所示：

2. 使用matlab 程序语言描述二阶系统单位阶跃型号下的的时间响应 （1）程序语言： num=[2 n ω]; den=[ 22 12)n n ξωω（]; step(num,den) （2）求解实例： 求解二阶系统4 6.14 )(2 ++=s s s G 单位阶跃响应 num=[4]; den=[1 1.6 4]; step(num,den) 响应曲线如图所示： 四、实验报告要求 使用matlab 程序语言下列一阶和二阶系统单位阶跃信号下的的时间响应，并确定影响系统快速性和稳定性的性能指标 （1）1 31 )(+= s s G （2）1000 5.341000 )(2 ++=s s s G

XX年自考机械工程控制基础模拟试题及参考答案

XX年自考机械工程控制基础模拟试题及参考答案 ? 1. (2分) ? ? 2. (2分) ? ? ? 3.下列判不系统稳固性的方法中，哪一个是在频域里判不系统稳固性的判据 () (2分) o A：劳斯判据B：胡尔维茨判据 o C：乃奎斯特判据D：以上选项都不正确 ? 4. (2分) ? ? 5.传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关 () (2分) A：输入信号B：初始条件 o o ? 6. (2分)

? ?7. (2分) ? ?8. (2分) ? ?9. (2分) ? ?10. (2分) ? ?11.串联相位滞后校正通常用于 () (2分) ? A：提高系统的快速性 o

o B：提高系统的稳态精度 C：减少系统的阻尼 o o D：减少系统的自然频率 ?12.下列关于反馈校正的讲法，错误的是 () (2分) ? A：能够改变系统的型次 o o B：能够改变系统的时刻常数 C：能够增大系统的阻尼比 o o D：对系统的结构和参数不产生阻碍 ?13. (2分) ? ?14.主导极点是指() (2分) ? o A：距离实轴最近的极点 o B：距离虚轴最近的极点 o C：距离虚轴最远的极点 o D：距离实轴最远的极点 ?15. (2分)

? ? 1.通过拉氏变换将时域的微分方程变换为域的代数方程，如此运算方便，使系统的分析大为简化。 (1分) ? 2.稳态误差与开环传递函数的结构和的形式有关。 (1分) ? 3.与时域分析不同，频域特点分析是通过分析不同谐波输入时系统的来表示系统的动态特性。 (1分) ? 4.极坐标图上的负实轴对应于伯德图上的。 (1分) ? 5.关于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶次n和分子中的阶次m的关系是。 (1分) ? 6.PID校正器中P代表。 (1分) ?7.复数s=1+j的三角表示形式为。 (1分) ?8.若线性定常系统输入端作用一个正弦波，通过充分长的时刻后，则系统的输出为。 (1分) ?9. (1分) ? ?10.系统辨识确实是研究如何用的方法来建立系统数学模型的一门科学。 (1分) 三、简答题(本大题共5小题,每小题5分,共25分) ? 1.机械操纵工程要紧研究并解决的咨询题是什么？ (5分)

机械工程控制基础知识点汇总

机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（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。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 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：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。

《机械工程控制基础》教学大纲

机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。

机械工程控制基础试题 (1)

一、填空题（20分） 1、系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性。 3、传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 4、传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 5、判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 6、频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 7、系统的性能指标按其类型可分为时域性能指标，频域性能指标，综合性能指标。 8、用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和对数坐标_图示法。 9、系统稳定的充要条件是：系统的全部特征根都具有负实部。 10、对广义系统，按反馈情况可分为开环系统、闭环系统。

选择题（20分） 1、拉氏变换将时间函数变换成 （ D ） A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 2、微分环节的频率特性相位移θ(ω)= ( A ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 3、设系统的传递函数为G(s)=25 525 2 ++s s ，则系统的阻尼比为 （ C ） A.25 B. 5 C. 2 1 D. 1 4、正弦函数sin t ω的拉氏变换是 （ B ） A. ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω + 5、比例环节的频率特性相位移θ(ω)= ( C ) A.90° B.-90° C.0° D.-180° 6、一阶系统的阶跃响应， ( D ) A.当时间常数T 较大时有振荡 B.当时间常数T 较小时有振荡 C.有振荡 D.无振荡 7、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的 ( C ) A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是 8、时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是 （ D ） A ．脉冲函数 B ．斜坡函数 C ．抛物线函数 D ．阶跃函数 9、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 ( B ) A ．代数方程 B ．特征方程 C ．差分方程 D ．状态方程 10、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 （ D ） A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

自考本科机械工程控制基础复习资料

目录 1引言……………………………………………… 2 工作原理………………………………………… 3 主控制部分…………………………………… 4 测量部分………………………………………… 5 温度控制及超温和超温警报单元……………… 6 温度控制器件电路………………………………… 7 温度测试单元……………………………………… 8 七段数码管显示单元……………………………… 9 计算分析部分………………………………… 10 电源输入单元…………………………………… 11 程序结构分析………………………………… 12 主程序…………………………………………… 13 测设分析…………………………………………结论…………………………………………………

空调温度控制与冷库温度控制综合性能分析 1 引言 温度控制与系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。 2 设计要求 设计基于空调与冷库温度控制器，用于控制温度。具体要求如下: 1. 温度连续可调，范围为0℃-40℃ 2. 超调量σ%≤20% 3. 温度误差≤±0.5℃ 4. 人-机对话方便

《机械工程控制基础》实验报告

《机械工程控制基础》 实验报告 班级： 学号： 姓名：

一、实验目的： （1）掌握MATLAB 和SIUMLINK 在控制工程领域中的基本应用。 （2）了解一阶系统和二阶系统的对典型输入的响应波形和系统的频率特性。 二、实验设备及仪器： 计算机，MATLAB6软件一套； 三、实验内容： 1、以MATLAB 命令方式，绘制出下列传递函数的单位阶跃响应波形和BODE 和Nyuist 图。 (1)G1=1/s 单位阶跃响应波形图 BODE 图 Nyquist 图 (2)G2=1/(0.5s+1) 单位阶跃响应波形图 BODE 图

Nyquist图 (3)G3=s 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图 (4)G4=0.5 s + 1 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图

(5)G5=1/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图 (6)g6=（0.5 s + 1）/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图

2、利用SIMULINK对下图所示系统建立控制系统模型，并对输入为单位阶跃信号和正弦信号时进行系统输出仿真。 单位阶跃: 正弦信号: 3、利用MATLAB，求出下边传递函数的单位阶跃响应，完成下表并总结规律。 传递函数：G（s）=1/(τs+l) τ=0.1 τ=1

τ=5 τ=10 τ=50 规律总结：惯性环节的输入响应不能立即稳定，存在时间上的延迟，时间常数愈大惯性愈大，延迟时间愈长，时间常数表征该环节的惯性,同时上升时间与时间常数成正比。

机械工程控制基础考试题完整版(1)

控制基础 填空题(每空1分，共20分) 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。 3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss =__∞___。 4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。 5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈 _连接。 6．线性定常系统的传递函数，是在_ 初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。 7．函数te -at 的拉氏变换为2)(1 a s +。 8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。 9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB ／dec 。 10．二阶系统的阻尼比ξ为 _ 0_ 时，响应曲线为等幅振荡。 11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差e ss =__0__。 12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec ，高度为20lgKp 。

13．单位斜坡函数t 的拉氏变换为 21 s 。 14. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、 ___随动___ 控制系统和程序控制系统。 15. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 __快速性__和准确性。 16. 系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰 动量__的形式无关。 17. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼 自然振荡频率w n 。 18. 设系统的频率特性Ｇ(j ω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(j ω)|=)()(22w I w R +。 19. 分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…， 这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。 20. 线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。 21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四 ____象限，形状为___半___圆。 22. 用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。 23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10<<ξ。 24．G(s)=1 +Ts K 的环节称为___惯性__环节。 25．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。 26．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__

机械工程控制基础实验报告

机械工程控制基础实验报告 班级：072104-22 姓名：李威 学号：20101003439

实验一 （一） 利用Matlab 进行时域分析： （1） 用Matlab 求系统时间响应： 设系统的传递函数为 G(s)= 50 )501(05.050 2 +++s s τ 求该系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应。 令τ=0、τ=0.0125、τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应; 应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应。文本中tao 即为τ,所用Matlab 文本及响应曲线如下： 00.2 0.40.60.8 -10 -50510 152025 t(sec) x (t ) 00.2 0.40.60.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 t(sec) x (t ) （1）单位脉冲响应曲线 （2）单位阶跃响应曲线 t=[0:0.01:0.8] % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG ,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG ,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG ,dG); % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);

机械工程控制基础期末测试题

一、 填空题(每空1分，共20分) 1. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 2. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。 3. 判别系统稳定性的出发点是系统特征程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。 4. I 型系统G s K s s ()() = +2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度 输入下，稳态误差为 ∞ 。 5. 频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 6. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。 7. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 8. 系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。 9. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分程来描述。 10. 反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc （截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳 1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、快速性 和准确性。

2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 开环控制系统 和 闭环控制系统 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分程 、传递函数等。 4． 稳态误差反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统控制精度的程度。 5． 一阶系统 1 1 Ts +的单位阶跃响应的表达是/1t T e --。 6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和频域性能指标。 7． 频率响应是线性定常系统对正弦输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与输入信号的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 二．如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分程，并求出该电路的传递函数。（10分） 图2 解答：跟据电压定律得 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c) 00220022 1 1()i i u dt u u RC d u du d u dt RC dt dt RCs G s +=+== ?

机械工程控制基础知识点整合

第一章绪论 1、控制论的中心思想、三要素和研究对象。 中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 三要素：信息、反馈与控制。 研究对象：研究控制系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2、反馈、偏差及反馈控制原理。 反馈：系统的输出信号部分或全部地返回到输入端并共同作用于系统的过程称为反馈。 偏差：输出信号与反馈信号之差。 反馈控制原理：检测偏差，并纠正偏差的原理。 3、反馈控制系统的基本组成。 控制部分：给定环节、比较环节、放大运算环节、执行环节、反馈（测量）环节 被控对象 基本变量：被控制量、给定量（希望值）、控制量、扰动量（干扰） 4、控制系统的分类 1）按反馈的情况分类 a、开环控制系统：当系统的输出量对系统没有控制作用，即系统没有反馈回路时，该系 统称开环控制系统。 特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。

第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。

机械工程控制基础考试题完整版

机械控制工程基础 一、填空题 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。 3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。 4. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 恒值 控制系统、 随动 控制系统和 程序控制系统。 5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。 8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。 9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。 10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1 s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. I 型系统G s K s s ()() =+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态 误差为 ∞ 。 18. 一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是T t e --1。

(完整版)2018年10月自考02240机械工程控制基础试题及答案含评分标准

2018年l0月高等教育自学考试全国统一命题考试 机械工程控制基础试卷 (课程代码02240) 本试卷共3页，满分l00分，考试时间l50分钟。 考生答题注意事项： 1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。2．第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。3．第二部分为非选择题。必须注明大、小题号，使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。 4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。 第一部分选择题 一、单项选择题：本大题共l0小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的。请将其选出。 1．系统的输出量对系统无控制作用，则该控制系统称为 A．开环控制系统 B．闭环控制系统 C．定常系统 D．线性系统 2．函数F(t)：3(1-cos2t)(t≥O)的拉氏变换式为 4一上升时间，延迟时间和峰值时间表征了控制系统的灵敏性，即响应的 A．稳定性 B．准确性 C．快速性D．可靠性 5．频率响应是指控制系统对 A．正弦输入的瞬态响应 B.正弦输入的稳态响应 C．正切输入的稳态响应 D．正切输入的瞬态响应 6．稳定系统的全部特征根Si均应在复平面的 A．上半平面 B．下半平面 C．左半平面 D．右半平面 7．采耀相位超前校正，相位超前越多，对于被校正系统来说 A．频宽减小 B．相位裕量减小 C．相位裕量不变 D.相位裕量增大 8．正反馈是指反馈回去的信号与原系统的输入信号相位相差 A．0° B．30° C.90° D．180° 9．当典型的二阶系统含有零点时，系统的瞬态响应 A．仅与二阶系统的极点分布有关

机械工程控制基础试卷及答案

《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-==

《机械工程控制基础》试卷 简答题答案(自考本科)

《机械工程控制基础》试卷简答题答案 （自考本科） 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：G C(s)=K P+K Ds+K I/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： s4 4 s3 6 3 s2 3 6

s1 -25/3 s0 6 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，w n与性能指标M p(超调量)、t s(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M p不变，调整时间t s减小（或增大）；若w 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/

机械工程控制基础复习资料

1.机械工程控制基础：是研究一机械工程技术为对象的控制论问题；是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2.系统分析：当系统已定，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。 3.最优控制：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。 4.最优设计：当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求。 5. 系统识别或系统的辨识：当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。 6.信息传递：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或称转换。 7.信息的反馈：就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。 8.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。 9.按系统是否存在反馈，将系统分为开环系统和闭环系统。 10.开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。 11.闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。 12.数学模型：是系统动态特性的数学表达式。 13.分析法：是依据系统本省所遵循的有关定律列写数学表达式。 14.实验法：是根据系统对某些典型输入信号的响应或其它实验数据建立数学模型。 15.线性系统：系统的数学模型表达式是线性。 16.非线性系统的最重要特性，是不能运用叠加原理。 17. 传递函数：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零时，系统输出地拉氏变换比输入的拉氏变换。 18. 传递函数：是通过输入与输出之间信息的传递关系，来描述系统本省的动态