机械工程控制基础论文

机械工程控制基础论文

机械工程控制基础论文 篇1

[教学内容]

1．控制理论学科的发展概况

2．控制理论的研究对象

3．控制系统的工作原理及基本要求

4．学习目的和学习方法

[教学安排]

安排的教学时数：4学时

[知识点及基本要求]

了解机械控制工程理论的由来和发展，了解其在机械制造领域中的作用。熟悉有关“反馈与反馈控制”的基本概念。学习分析具体控制系统的组成环节，知道系统的被控对象、被控量、扰动量、控制量等，会画工作原理方框图。

[重点和难点]

反馈与反馈控制；

控制系统的概念；

[教学法设计]

应用多媒体课件，开展案例教学。

第二章 控制系统的数学模型

[教学内容]

1．控制系统动态微分方程的建立以及非线性方程的线性化；

2．传递函数的概念及传递函数方块图的简化方法；

3．典型环节的传递函数；

[教学安排]

本章安排的教学时数：6学时

2.1.1 线性系统与非线性系统；2.1.2 线性系统微分方程的列写；2.1.3系统非线性微分方程的线性化。安排2学时。

2.2.1 传递函数的定义；2.2.2传递函数的常见形式；2.3.1控制系统的基本联接方式；2.3.2扰动作用下的闭环控制系统。安排2学时

2.3.3 传递函数方块图的绘制；2.3.4传递函数方块图的变换；2.3.5传递函数方块图的简化。安排2学时。

2.4 典型环节的传递函数。安排2学时。

[知识点及其基本要求]

2.1 控制系统的微分方程

线性系统与非线性系统，以质量-弹簧系统等为例引出线性系统与非线性系统的概念，让学生对概念有明确的理解；

线性系统微分方程的列写，是本次课的重点，通过力学、电学等方面的实例让学生掌握动态系统建模的方法；

系统非线性微分方程的线性化，让学生理解非线性动态微分方程线性化的处理方法。

2.2 传递函数

传递函数的定义，是本次课的重点讲解内容，通过实例让学生理解为什么要引入传递函数表述动态系统；

传递函数的常见形式，让学生了解它的多种表达方式；

控制系统的基本联接方式，主要掌握串联、并联和反馈控制等基本联接方式；

扰动作用下的闭环控制系统。

3.3传递函数方块图的绘制；

传递函数方块图的变换，是学生掌握的重点和难点；

传递函数方块图的简化，通过大量的训练能熟练掌握。

2.4典型环节的传递函数

了解每一个典型环节的传递函数表达的含义，并能熟练掌握传递函数的表达式。

[重点和难点]

传递函数的定义；

传递函数方框图的变换和简化。

[教学法设计]

多种实例分析贯穿本章教学始终，做到举一反三，全面理解和熟练应用。

[应用]

以例子穿插讲解。

[板书设计]

结合多媒体课件，进行教学。

第三章 控制系统的时域分析

[教学内容]

1．时间响应的基本概念及其组成，几种典型的输入信号；

2．一阶系统的时间响应，二阶系统的时间响应；

3．控制系统的动态性能指标；

4．控制系统的稳定性。

[教学安排]

本章安排的教学时数：8学时

3.1.1 时间响应及其组成；3.1.2 典型输入信号；3.2一阶系统的时间响应。

安排2学时。

典型输入信号：单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位加速度信号、单位脉冲信号、单位脉冲信号、单位正弦信号；

一阶系统的时间响应介绍一阶系统在单位阶跃信号和单位脉冲信号输入下的响应。

3.3 二阶系统的时间响应。安排2学时

介绍二阶系统的数学模型以及二阶系统在单位阶跃信号和单位脉冲信号输入下的响应。

3.5 控制系统的动态性能指标。安排2学时。

介绍欠阻尼状态下的二阶系统在单位阶跃输入的响应下瞬态响应指标：上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间，并举例求响应的响应指标。

3.6 控制系统的稳定性。安排2学时。

稳定性的基本概念及线性系统稳定的充要条件，Routh（劳斯）稳定判据

[知识点及其基本要求]

3.1 时间响应与典型输入信号

时间响应的概念，以质量-弹簧系统为例介绍时间响应的组成：瞬态响应与稳态响应，为单位反馈系统时，其偏差与误差相等。

选取典型输入信号的基本原则，单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位加速度信号、单位脉冲信号、单位脉冲信号、单位正弦信号等典型信号的产生与数学表达式及其拉氏变换；

3.2 一阶系统的时间响应

一阶系统的微分方程及其传递函数，一阶系统的单位阶跃响应及其性能参数，一阶系统的单位脉冲响应。

3.3 二阶系统的时间响应

二阶系统的微分方程及其传递函数，分情况讨论欠阻尼系统、临界阻尼系统、过阻尼系统、零阻尼系统。

二阶系统的单位阶跃响应，讨论二阶系统在不同阻尼情况下的单位阶跃响应。二阶系统在不同阻尼情况下的单位脉冲响应。

3.5 控制系统的动态性能指标

瞬态响应的性能指标，根据欠阻尼状态下的二阶环节对单位阶跃输入的时间响应，性能指标包括上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间。举例进行介绍如何理解与求解这些性能指标。

3.6 控制系统的稳定性

稳定性的基本概念，线性系统稳定的充要条件，判断控制系统稳定性的方法有两大类：直接求解系统特征方程，根据极点分布来判定系统稳定性，另一类是不求解特征方程的间接方法—Routh（劳斯）稳定判据。

[重点和难点]

二阶系统时间响应；

控制系统的动态响应指标。[教学法设计]

时间响应基本概念以及典型输入信号通过直接法给出；

通过实例分析计算控制系统的时间响应以及时间性能指标的计算，Routh（劳斯）稳定判据的计算。

[应用]

以例子穿插讲解。

[板书设计]

结合多媒体课件，进行教学。

第四章 控制系统的频域分析

[教学内容]

（1）频率特性的基本概念

（2）频率特性图示方法（典型环节Nyquist图和Bode图）

（3）频率特性的特征量、最小相位系统

（4）系统稳定性的初步概念、Routh判据

（5）Nyquist稳定性判据和Bode稳定性判据、（6）系统的相对稳定性 [教学安排]

计划学时数：8 学时

（1）频率特性的基本概念，2学时；

（2）频率特性图示方法（典型环节Nyquist图和Bode图），4学时；

（3）频率特性的特征量、最小相位系统，2学时；

（4）系统稳定性的初步概念、Routh判据，2学时；

（5）Nyquist稳定性判据和Bode稳定性判据，4学时；

（6）系统的相对稳定性，2学时；

[知识点及其基本要求]

了解频率特性的定义及求法；熟悉典型环节频率特性的Nyquist图和Bode图；掌握一般系统Nyquist图和Bode图的画法（注意画图步骤和图面标注）；能应用代数判据和几何判据完成系统稳定性的判别；理解系统频域性能指标及其与时域指标的关系；理解什么是相对稳定性，掌握稳定裕量的计算方法。

[重点和难点]

典型环节的Nyquist图和Bode图；

稳定性的几何判据；

稳定裕量的计算

[教学法设计]

通过工程实例引入频率特性的概念；

使用MATLAB仿真案例

[板书设计]

结合多媒体课件，进行教学。

第五章 控制系统的误差分析

[教学内容]

1．控制系统的误差与偏差以及两者之间的对应关系；

2．瞬态过程与稳态过程、瞬态误差与稳态误差、静态误差与动态误差；

3．静态误差和动态误差的计算。

[教学安排]

本章安排的教学时数：6

5．1 误差的概念；5．2 系统的类型。安排2学时。

结合定义强调误差与偏差的不同以及两者的对应关系；

结合定义强调各误差不同、影响因素；

5．3 静态误差；5．4 动态误差。安排2学时。

不同类型系统的静态误差系数、不同输入信号作用下的静态误差；结合实例进行控制系统的静态误差的计算。

系统的动态误差系数计算；结合实例进行控制系统的动态误差的计算。[知识点及其基本要求]

5．1 误差的概念

一、误差与偏差

控制系统的误差是系统的实际输出与期望输出的差；控制系统的偏差是系统的输入信号与反馈信号的差。两者定义是不同的，但是它们都是表示控制系统精度的量，都反映控制系统的稳态性能，并且它们之间具有确定的对应关系。控制系统为单位反馈系统时，其偏差与误差相等。

二、瞬态过程与瞬态误差

瞬态过程反映控制系统的动态响应性能，主要体现在系统对输入信号的响应速度和系统的稳定性这两个方面；对于稳定的系统，实际上瞬态误差在时间大于调整时间后可以认为基本衰减为零。

控制系统的误差主要是稳态误差。

三、稳态过程与稳态误差

稳态过程反映控制系统的稳态响应性能，它主要表现在系统跟踪输入信号的准确度或抑制干扰信号的能力上；稳态误差是评价控制系统稳态性能的主要指标，是随时间变化的量，与系统及其输入信号的特性有关。它分为静态误差和动态误差两类。

四、静态误差和动态误差

静态误差是系统稳态误差的极限值，其大小取决于系统静态误差系数；动态误差是控制系统稳态误差的过程量，反映稳态误差的变化规律，其大小取决于系统的动态误差系数和输入信号及其各阶导数。

5．2 系统的类型

静态误差为零的系统是无差系统，系统是有差系统还是无差系统取决于系统的类型和输入信号的形式。

5．3 静态误差

一、不同类型系统的静态误差系数

二、不同输入信号作用下的静态误差

三、结合实例进行控制系统的静态误差的计算。

5．4 动态误差

一、系统的动态误差系数计算

二、结合实例进行控制系统的动态误差的计算。

[重点和难点]

系统的动态误差系数计算；

控制系统的动态误差的计算。

[教学法设计]

采用对比分析各定义的异同，逐步引出静态误差、动态误差；

通过实例分析计算控制系统的静态误差、动态误差。

[应用]

例1：已知系统1和系统2的开环传递函数分别为

试计算其静态误差系数和动态误差系数。

例2：对于上例，试计算当控制输入信号分别为

时的静态误差和动态误差。

[板书设计]

结合多媒体课件，进行教学。第六章 控制系统的综合与校正

[教学安排]：

教学时数 6；

教学手段：多媒体教学与仿真试验；

教辅工具：仿真软件MATLAB与MULTISIM；

教学法：形象比喻、设疑、思考、启发、仿真演示与结论；

[知识点及其基本要求]

滞后与超前的含义；

滞后容易理解，但系统为什么能做到超前（因为系统信号是有规律的）；

系统为什么不稳定，不稳定的实质是什么：系统反映过慢，对高频不能做出及时响应。

系统要稳定，有两种情况，（1）系统反映很快，在高频时，幅值与相位误差均很小；（2）系统反映较慢，在高频时，幅值与相位误差均很大，既对高频不敏感。比喻：大雪天不摔跤的两种人：反映快或反映慢走路很小心的人。

然后搞清楚校正的实质是什么？

举例说明超前顺馈校正提高稳定性与响应快速性的方法。

[重点和难点]

掌握系统不稳定的实质；

校正的实质。

[教学法设计]

一、用matlab仿真：（1）相位差超过180度，而幅值仍然大于1的系统；（2）观察这种情况下的反馈系统稳定性；分析原因，提出解决方案，同时理解校正的概念；

用电路仿真，学生观察信号的超前与滞后，并理论计算超前角与滞后角，与仿真结果相比较；

二、设计PID校正，并分析输入与输出的关系；

用电路仿真，观察输入与输出的情况，比对学生的思考。

[应用]

机械工程控制基础论文 篇2

机械工程控制是自动控制的一个分支, 它以控制论为理论基础, 研究的是机械工程领域的自动控制问题, 具有很强的针对性, 是机械专业本科生的一门专业基础课。其包括两个方面: (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。尽管机械工程控制基础在机械专业的培养目标体系里具有举足轻重的地位, 但是其实际教学效果却不太理想, 主要原因体现在两个方面。

1. 机械工程控制涵盖面大, 需要有较好的前导课程基础。

首先, 机械工程控制基础在研究系统数学模型时, 需要用到一些力学、电学甚至是磁学等前导知识, 这就要求学生具有较好的前导课程基础, 但现在很多学生对这些前导知识不甚了解, 导致机械工程控制基础课程学习吃力, 久而久之就产生了厌学等不良情绪;其次, 在系统的模型推导、变换及分析等方面, 机械工程控制基础和数学结合非常紧密, 不仅要求学生有较好的数学基础, 还要求有一定的分析与综合能力, 而这也恰恰是很多学生所欠缺的。

2. 机械工程控制侧重理论, 与工程实践结合较少。

控制论本身就是一门理论性很强的科学, 机械工程控制也不例外。我们从机械工程控制的知识体系来看, 其主要教学内容有系统的数学模型、系统的时间响应分析、系统的频率特性分析、系统的稳定性、系统的性能指标与校正等, 这些内容的理论性都很强。尽管在建立系统数学模型阶段, 可能是针对具体的机电系统, 但是后续的时间响应分析、频率特性分析等都是基于理论分析, 学生在学习过程中, 不清楚这些理论分析的依据和作用所在, 脱离了工程实践, 只知道套公式, 影响了教学效果。由以上机械工程控制的教学现状, 我们可以看出, 目前的机械工程控制教学不能充分激发学生的学习兴趣, 使其处于被动接受知识而不是主动求知, 教学效果不好。因此, 机械工程控制课程改革势在必行, 必须改革教学模式, 才能适应工程教育的目的, 培养学生的实践能力。

二、课程模式改革的理念、思路及实施方法

工程教育是为国家经济建设提供工程技术与企业管理人才的主要渠道。已成为高等工程教育大国的中国, 正以实施卓越工程师教育培养计划为突破点, 加快高等工程教育改革创新。机械工程控制课程改革正是契合了工程教育改革的时机。在工程教育的大背景下, 如何巩固和加强机械工程控制技术体系, 在有限的时间内使学生在这个体系里循序渐进地学习和掌握机电系统控制理论和方法, 掌握基于Matlab的辅助分析方法以及在教学实践过程中培养他们的控制论知识实际应用能力, 这是目前机械工程控制课程亟待解决的问题。拟采取的实施方法及内容主要为以下几方面。

1. 加强机械工程控制绪论的讲解及学习。

一门课程的第一堂课, 往往是学生最有兴趣的, 因为学生想知道这门课学的是什么, 有什么用途, 这将在很大程度上影响他们今后对这门课学习的态度。机械工程控制第一堂课主要是简介控制论的发展, 以及系统、控制系统等基本概念, 应该多举一些控制论应用的实例, 简明扼要地让学生接受控制论的作用, 以及日常生活中一两个控制论简单应用的实例, 让他们参与到控制过程的设计中来, 明白控制论也不是如此深奥和复杂, 而是和日常生活紧密结合在一起的。

2. 控制论前导课程知识的复习和巩固。

如上所述, 学生学习机械工程控制的一大障碍是前导课程知识遗忘较多。所以在正式学习机械工程控制之前, 建议先有针对性地复习和巩固相关前导知识, 主要包括:机械动力学相关的一些直线运动、圆周运动等相关概念和定律, 如牛顿定律、库克定律等;电工电子学相关概念和定律, 如欧姆定律、基尔荷夫定律等;电磁学相关概念和定律, 如电磁感应定律等。数学相关前导知识可以放到系统数学模型一章中再进行复习和巩固, 主要包括微分方程、Laplace变换等。

3. 在理论教学的过程中, 引入一些机电系统相关实例及Matlab辅助教学环境。

机械工程控制课程密切贴合工程实践, 这就要求在讲解及学习过程中, 多设计及引入一些相关机电系统的具体实例, 围绕这些具体实例进行数学模型的构建、时间响应的分析、频率特性的分析及系统稳定性等。此外, 在理论教学过程中, 引入基于Matlab的虚拟仿真环境, 让一些设计、分析及结果所见所得, 增强学生学习兴趣。在机械工程控制课程教学的每个环节, 都可利用Matlab, 尤其是理论性特别强的章节, 如频率特性分析、性能校正等。

4. 加强机械工程控制的实验教学。

实验是教学效果提升的较好手段, 尤其是对于机械工程控制等原理性强的课程, 更要加强实验教学工作。实验包括课内实验和课外实验两大类, 课内实验包括一些Matlab演示实验, 及相关物理系统实验, 如单位脉冲响应、频率响应、系统传递函数等的实验确定;课外实验主要是Matlab仿真实验, 这部分由教师提出要求, 学生独立在课外完成。

5. 改革课程考核成绩的评估机制。

课程的考核成绩不再很大程度上取决于期末考试, 而是平时和期末考试的综合成绩。而平时成绩又包括到课情况、提问情况、作业情况、实验情况等。课程考核成绩主要分为四块:首先是课程到课及课程回答问题情况, 占总成绩15%;其次是平时的作业情况, 占总成绩的20%;再就是实验成绩, 包括课堂实验及课后Matlab仿真实验, 占总成绩的15%;最后是期末闭卷考试, 占总成绩的50%。通过改革考核方法, 使得学生全程参与到实践教学中来, 从实践中学习, 从实践中收获, 调动了他们的学习积极性, 从而能够取得较好的学习效果。

以机电系统的具体案例及卓越工程师培养目标为导向, 结合工科机械类本科学生的实际特点, 加强了机械工程控制课程和实践的紧密联系性, 通过优化教学内容, 引入Matlab仿真环境, 改革课程考核方式等, 让学生在学习基础理论的基础上, 能够将所学理论知识运用于实践系统, 从而提升教学效果。以上具体方案, 经过一年多的教学实践及学生反应, 效果良好。

摘要：针对《机械工程控制基础》课程教学现状的不足, 提出了以Matlab为辅助和机械类卓越工程师培养为目标的课程教学改革新思路, 并探讨了由理论教学、Matlab辅助教学、实验、考核等为一体的机械工程控制基础教学方法实施方案, 特别是基于Matlab的辅助教学方法, 经过一年多的教学实践, 改善了课程教学效果。

关键词：机械工程控制,Matlab,仿真

参考文献

[1]杨叔子, 杨克冲, 等.机械工程控制基础[M].第六版.武汉:华中科技大学出版社, 2012.

[2]杨叔子, 吴波, 杨克冲, 等.专业课中大有人文[J].高等工程教育研究, 2003, (5) :1-7.

[3]华中科技大学2005年度国家级精品课程机械工程控制基础网站[EB/OL].http://mse.hust.edu.cn/jpkc/jxgckzjc/sbwz/index.html

[4]蒙艳玫, 黄炳琼, 严巳杰, 等.机械工程控制基础课程的实验研究[J].广西大学学报 (自然科学版) , 2006, 31 (1) :43-45.

[5]黄弢, 何岭松, 史铁林.基于虚拟仪器的“机械工程控制基础”实验设计[J].实验技术与管理, 2008, 25 (1) :73-76.

机械工程控制基础论文 篇3

关键词：机械工程控制基础 理论教学 实践教学 应用能力

中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0124-01

“机械控制工程基础”课程是机械工程类学生一门重要的专业技术基础课，是控制论与机械工程技术理论之间的边缘学科，研究以机械工程技术为对象的控制论问题[1-2]。由于该课程所研究的问题具有普遍性、概括性，而使该课程涉及的知识面非常广，理论性极强，且非常抽象，造成学生在学习该课程时感到“对所学内容不易消化吸收—— 比较难学、且针对性不强—— 乏味”等不良现象出现。这无疑最终使得相当一部分学生学习的主动性变差，产生厌学情绪，影响该课程的整体教学质量，也导致这部分学生知识体系链出现断链，制约其整体知识结构的全面建立。为了使学生树立起对这门课程的学习兴趣，为后续课程提供理论基础和设计分析方法，并为运用机械工程控制理分析和解决该领域实际问题奠定基础，本人根据这门课的教学经验有以下几点注记。

1 教学几点注记

1.1 教学方法应理论—实践—再理论

本课程所讨论的基本问题是在工程实践的基础上提升和抽象出来的内容，是分析和设计控制系统的共性问题，而具有高度的概括性、理论性。为了使学生较好的掌握和领会该课程的本质特性和其在研发前沿机械工程技术的重要性，首要的任务就是必须加强基本理论教学，这是这门课程的根。例如，对于“拉普拉斯变换的定义、性质和定理”这部分内容应该详细、重点的介绍，而不应该一笔带过。纵观现在的教材，有相当一部分把这部分内容并入“数学模型”这一章节，显然降低了该部分内容在这门课程中基础性和重要性。

在掌握一些基本理论的基础上，也一定要与实际结合起来，才能显示这门课的工程应用价值。在教学中多举一些机械工程应用实例，并详细地讲解如何用“机械工程控制理论”指导机械工程领域设计问题，诸如由“机床—夹具—刀具”工艺系统设计时的控制论问题、由“轮胎—车架—车体”组成车辆悬挂系统设计时的控制论问题等。

在教学中，既注重课程的理论性，又加强与工程实际的联系。这样，既克服机械工程控制理论的抽象性，又坚定了该理论来源于实践并再次指导实践。使学生的学习目的明确，能调动学习性趣，从而很好地促进理论教学效果。

1.2 教学内容应提炼、重点应突出

“机械工程控制基础”的理论体系非常庞杂，在大纲要求有限的学时内不可能讲授完全部内容；况且对高等教育本身的培养性质来说，也不必把教材中的全部内容都进行介绍。因此，在教学中，应根据机械工程领域的应用实际，仔细分析研究教学内容，深刻理解教材的知识结构体系，对教学面进行精心提炼。既要保证学生对该课程的发展现状有全面的了解，又要保证教学中重点突出机械工程控制论特点。如：在教学中对于分析控制系统的性能特性时，应详细讲述机械工程领域应用广泛的时域分析法和频域分析法，而对于根轨迹法就不予详细讲解。

该课程理论的普遍性、通用性等特性，造成该课程的一些基本概念、定义及定理等具有深刻的内涵，如拉普拉斯变换的定义、传递函数的概念、频率响应的定义、系统的稳定性概念等。因而，在教学中，应注重强调对这些基本概念、定义、定理等的理解和应用；对于他们的推演过程，应适当的简化（只要推演过程精确即可、不必追求推演的严密性[3]），其目的是帮助学生的理解、记忆及灵活应用。

在教学中要分清主次，对于重点内容要突出讲、深入讲，如：典型环节、二阶振荡环节、频率特性、Bode图、稳定程度判断等。只有这样，才能使学生领会该课程的本质，进而应用该课程理论解决机械工程领域实际问题。

1.3 教学方式应多样化

对于教学方式应当多样化，如：板书教学与多媒体结合、实践实验教学与仿真教学结合等。这样可使抽象的概念具体化、形象化，激发和调动学生学习的主观能动性，提高教学质量。

1.4 加强学生应用能力培养

学习的最终目的是为了应用，用理论去解决工程问题。在教学应加强培养学生用机械工程控制理论解决实际工程问题的能力。

首先，在理论教学环节，加强控制理论与工程应用的结合。在教学过程中，结合机械工程实例，使学生的学习目标明确，提高学生理论应用实际意识。

其次，注重实验实践教学环节建设。课程应设置一些诸如典型环节的模拟分析、时域和频域的相应实验以及稳态误差的研究等验证性实验，也应设置相应的设计性、创新性实验，让学生應用控制工程理论解决机械工程领域的结构设计问题。

最后，着力培养学生应用仿真软件进行模拟分析应用能力。通过应用仿真软件模拟分析真实的机械工程控制系统的性能特性，可以提高了学生综合分析解决问题的能力，培养学生科研能力，为他们后期的专业学习以及将来工作和深造打下坚实的基础。

2 结语

“机械工程控制基础”课程的教学目的是如何让学生更好领会、掌握本课程的本质内容，并能灵活应用于生产实践。那么，在教学中，要结合该课程实际特点，密切专业联系，凝炼教学内容，突出教学的重点，以提高教学质量；培养学生学习的积极性，着力提高学生分析和解决问题的能力，加强培养学生的创新意识和能力。

参考文献

[1]陈康宁.机械工程控制基础修订本[M].西安：西安交通大学出版社，2011：2-8.

[2]杨叔子.机械工程控制基础[M].5版.武汉：华中科技大学出版社，2005：7-8.

机电控制工程基础综合练习解答 篇4

习题答案

一、填空

1.系统输出全部或部分地返回到输入端叫做。

反馈

解析：根据反馈的定义式填空。

2.有些系统中，将开环与闭环结合在一起，这种系统称为。

复合控制系统

解析：根据定义式填空。

3.我们把输出量直接或间接地反馈到，形成闭环参与控制的系统，称作。

输入端

闭环控制系统

解析：根据定义式填空。

4.控制的任务实际上就是，使不管是否存在扰动，均能使的输出量满足给定值的要求。

形成控制作用的规律

被控制对象

解析：根据控制的基本概念和定义式填空。

5.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

系统。

稳定

解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。

6、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为

和非线性控制系统。

线性控制系统

解析：根据控制系统分类的基本概念来填空。

7、为了实现闭环控制，必须对

量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除

。因此，整个控制系统形成一个闭合回路。我们把输出量直接或间接地反馈到

端，形成闭环,参与控制的系统，称作闭环控制系统。

输出

偏差

输入

解析：根据闭环控制的基本概念和反馈的定义填空。

8、题图

由图中系统可知，输入量直接经过控制器作用于被控制对象，当出现扰动时，没有人为干预，输出量

按照输入量所期望的状态去工作，图中系统是一个

控制系统。

1、不能

开环

解析：根据开环控制的基本概念填空。

9、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，这样的系统称为

系统，否则为

系统。任何一个反馈控制系统能正常工作，系统必须是的。

稳定；

不稳定；

稳定

解析：根据稳定系统的基本概念和定义式填空。

二、选择

1.开环与闭环结合在一起的系统称为

。（）

A复合控制系统；

B开式控制系统；

C闭环控制系统；D连续控制系统

答：A

解析：根据复合控制系统的基本概念选择。

2.当时，闭环反馈控制系统输出的实际值与按参考输入所确定的希望值之间的差值叫

。（）

A微分；

B差分；

C稳态误差；

D积分

答：C

解析：根据稳态误差的基本概念选择。

3．把输出量反馈到系统的输入端与输入量相减称为

。（）

A反馈；

B负反馈；

C稳态差误；

D积分

答：B

解析：根据负反馈的基本概念选择。

4．机器人手臂运动控制属于

。（）

A闭环控制；

B开环控制

C正反馈控制

D连续信号控制

答：A

解析：根据闭环控制系统的具体应用进行选择。

5．自动售货机控制属于

。（）

A闭环控制；

B开环控制

C正反馈控制

D连续信号控制

答：B

解析：根据开环控制系统的具体应用进行选择。

三、判断题

1.若系统的输出量对系统没有控制作用，则该控制系统称为开环控制系统。

正确。

解析：根据开环控制系统的定义来进行判断。

2．火炮跟踪系统属于开环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

3．自动洗衣机属于闭环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

4．步进电机控制刀架进给机构属于闭环控制系统。

错误。

解析：根据开环控制系统的具体应用进行判断。

5．当系统的输出量对系统有控制作用时，系统称为闭环控制系统。

正确。

解析：根据闭环控制系统的定义来进行判断。

第二章

习题答案

一、填空

1.于函数，它的拉氏变换的表达式为。

解析：根据拉氏变换的定义填空。

2.单位阶跃函数对时间求导的结果是。

单位冲击函数

解析：“单位阶跃函数对时间求导的结果是单位冲击函数”是一个基本常识。

3.单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是。

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

4.单位脉冲函数的拉普拉斯变换结果为。

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

5.的拉氏变换为。

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

6.的原函数的初值=，终值=

0,1

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：。

终值定理：/

7.已知的拉氏变换为，则初值=（）。

0

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，初值定理：。

8.的拉氏变换为。

解析：根据位移性质

若，则

这个性质表明，函数乘以后的拉氏变换等于的拉氏变换中的参变量用代换。

求的拉氏变换。

因为

故

9.若，则。

解析：根据位移性质

若，则

证明：

令

则

这个性质表明，函数乘以后的拉氏变换等于的拉氏变换中的参变量用代换。

10.若，则。

解析：

根据拉氏变换的延迟特性求解，令

代入上式得

这个性质表明，时间函数f(t)的变量在时间轴位移t，其拉氏变换等于f(t)的拉氏变换F(s)乘以指数因子。

二、选择

1.的拉氏变换为（）。

A.B.C.D.答：B

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

2.的拉氏变换为（）。

A.B.C.D.答：C

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

3．脉冲函数的拉氏变换为（）。

A．

0

B.∞

C.常数

D.变量

答：C

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

4.，则（）。

A.5

B.1

C.0

D.答：A

解析：特殊函数的拉普拉斯变换结果。

5.已知，其原函数的终值（）。

A．

∞

B.0

C.0.6

D.0.3

答：D

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：。

6.已知，其原函数的终值（）。

A.0

B.∞

C.0.75

D.3

答：C

解析：根据拉氏变换的基本性质求取，终值定理：。

7.已知，其反变换f

(t)为（）。

A.B.C.D.答：B

解析：首先，为整数，求的拉氏变换。

由于，且，由拉氏变换微分性质得，又因

故

然后

根据拉氏变换的延迟特性求解，令

代入上式得

因此L[]=

8.已知，其反变换f

(t)为（）。

A.B.C.D.答：C

解析：由部分分式法求解。

9.的拉氏变换为（）。

A.B.C.D.答：C

解析：根据位移性质

若，则

这个性质表明，函数乘以后的拉氏变换等于的拉氏变换中的参变量用代换。

求的拉氏变换。

因为

故

10.图示函数的拉氏变换为（）。

a

0

τ

t

A.B.C.D.答：A

解析：根据典型斜坡函数以及阶跃函数的拉氏变换结果和拉氏变换的延迟特性求解。

三、判断

1．满足狄利赫利条件的函数f(t)的拉普拉斯变换为，积分的结果取决于参数t和s，F(s)称为f(t)的象函数，而f(t)为F(s)的原函数。

错误

解析：以上定义式为定积分，积分限0和¥是固定的，所以积分的结果与t无关，而只取决于参数s，因此，它是复数s的函数。

2.若=，则=0。

错误

解析：根据拉氏反变换的结果进行判断。

3.的拉氏变换为，则为。

正确

解析：由部分分式法求解。

4．单位抛物线函数为，其拉普拉斯变换结果为。

错误

解析：

根据拉普拉斯变换的定义，单位抛物线函数的拉普拉斯变换为

5．已知，的拉氏变换为。

错误

解析：应用线性性质。

第三章

习题

一、填空

1.描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的。

数学模型

解析:根据数学模型的定义式来填空。

2.在初条件为零时，与

之比称为线性系统（或元件）的传递函数。

输出量的拉氏变换；输入量的拉氏变换

解析：传递函数的定义式。

3.根据自动控制系统的特性方程式可以将其分为

和非线性控制系统。

线性控制系统

解析：根据自动控制系统的分类的基本概念来填空。

4.数学模型是描述系统的数学表达式，或者说是描述系统内部变量之间关系的数学表达式。

瞬态特性

解析：建立数学模型的功能和作用。

5.如果系统的数学模型,方程是的，这种系统叫线性系统。

线性

解析：线性系统的基本概念。

6．环节的传递函数是。

惯性

解析：惯性环节的基本定义式。

7．题图

根据以上题图填空，解析：根据电容电流与电压的关系以及电路欧姆定理来解答。

8．运动方程式描述的是一个。

惯性环节

解析：根据惯性环节的微分表达式来填空。

二、选择

1.已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是

。（）

A.B.C.D.答：

B

解析：根据传递函数的定义,，所以。

2.线性定常系统的传递函数是

。（）

A.输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比

B.零初始条件下，输出与输入之比

C.零初始条件下，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比

D.无法求出

答：

C

解析：传递函数的定义。

3.已知系统的传递函数为，则该系统的时域原函数g(t)是

。（）

A.B.C.D.答：

B

解析：根据部分分式展开，所以的反变换为。

4.表示了一个

。（）

A.时滞环节

B.振荡环节

C.微分环节

D.惯性环节

答：A

解析：时滞环节的微分方程为

其传递函数

5.一阶系统的传递函数为

；其单位阶跃响应为（）

A.B.C.D.答：B

解析：一阶系统的传递函数为，其阶跃响应的传递函数为，进行部分分式分解得：，因此其反变换为。

6．设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（）

A.1

B.2

C.3

D.4

答：B

解析：弹簧振子是二阶系统。

7．下图所示的系统开环传递函数为（）。

图

A.；

B.；

C.；

D.答：C

解析：首先要注意题目要求求出开环传递函数，观察A，B，D答案都不对，因为它们的分子上都不含，所以只有C符合要求。

8．以下图形

a为输入x(t)波形，图b为输出y(t)波形，所描述的是一个（）

a

b

A.积分环节

B.微分环节

C.惯性环节

D.时滞环节

答案：D

解析：显然输出比输入之后迟后了一些，这是一个时滞环节。

三、判断

1．数学模型是描述系统稳态特性的数学表达式。

错误

解析：根据数学模型的定义式来判断。

2．如果系统的数学模型方程是线性的，这种系统叫线性系统。

正确

解析：根据线性系统的定义来判断。

3.线性定常系统的传递函数是指初始条件不为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比。

错误

解析：一定要注意，传递函数是指初始条件为零时，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比。

4．传递函数反映系统本身的瞬态特性，与输入有关。

错误

解析：传递函数的特点是与输入无关，只与系统自身结构、参数有关。

5．对于可实现的物理系统，传递函数分母中s的阶次必大于分子中s的阶次。

正确

解析：根据传递函数的特点来判断。

6．传递函数并不反映系统的物理结构。

正确

解析：这是传递函数的特点。

7．不同的物理系统，可以有相同的传递函数，传递函数与初始条件无关。

正确

解析：这是传递函数的特点。

8．比例环节（放大环节）的输出量与输入量的关系为，K是一个变量。

错误

解析：根据比例环节的定义，比例环节（放大环节）输出量与输入量的关系为

式中

──

环节的放大系数（常数）。

9．比例环节的传递函数为。

正确

解析：根据比例环节的定义来判断。

10．常见的电子放大器，齿轮减速器，杠杆等均属于比例环节。

正确

解析：根据比例环节的实际应用来判断。

11．当输入x(t)为单位阶跃信号时，输出y(t)如图所示，那么这个系统一定是一个微分环

节。

错误

解析：根据图像可以看出，输出是输入的积分，所以这个系统是一个积分环节。

第四章

习题答案

一、填空

1．电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等等，均可视为。

答案：阶跃作用

解析：根据阶跃信号的定义以及物理意义来填空。

2．函数δ(t)

可认为是在间断点上单位阶跃函数对时间的导数。

答案：单位脉冲

解析：这是单位脉冲函数的特点。

3．超调量是指在瞬态过程中，输出量的值超过稳态或输入值的百分数。

答案：最大

解析：根据超调量的定义来填空。

4．过渡过程时间或调节时间ts是指

量与稳态值之间的偏差达到允许范围（一般取2%或5%）并维持在此允许范围以内所需的时间。

答案：输出

解析：根据对调节时间基本概念的理解来填空。

5．ωn和ζ这两个参数是决定二阶系统瞬态特性的非常重要的参数，那么可把二阶系统的传递函数写成含有这两个参数的标准式，即。

答案：

解析：二阶系统闭环传递函数的标准表达式是一个重要基本概念，要求记忆：

二、单项选择

1.一阶系统的传递函数为，其时间常数为

。（）

A.0.25

B.4

C.2

D.1

答：B

解析：

惯性环节的运动方程式为：

传递函数：，式中──环节的时间常数；

2.若二阶系统的阻尼比为0.4，则系统的阶跃响应为

。（）

A.等幅振荡

B.衰减振荡

C.振荡频率为的振荡

D.发散振荡

答：B

解析：

在（0<ζ<1）的情况下，二阶系统的瞬态响应的瞬态分量为一按指数哀减的简谐振荡时间函数，阻尼比越小，最大振幅越大。

3.二阶系统的超调量

。（）

A.只与有关

B.与无关

C.与和无关

C.与和都有关

答：A

解析：依据超调量的定义：

对于单位阶跃响应，因为

所以

可知，超调量只是阻尼比ζ的函数，而与无阻尼自然频率ωn无关。

4.两个二阶系统的超调量相等，则此二系统具有相同的。（）

A.B.C.K

D.答：

B

解析：因为超调量，超调量只是阻尼比ζ的函数，所以两个二阶系统的超调量相等，则此二系统具有相同的。

5.对二阶欠阻尼系统，若保持不变，而增大，则

。（）

A.影响超调量

B.减小调节时间

C.增大调节时间

D.不影响调节时间

答：B

解析：超调量只是阻尼比ζ的函数，而与无阻尼自然频率ωn无关。

调节时间的计算公式为：

可见，增大，则会减小调节时间。

6.某一系统的速度误差为零，则该系统的开环传递函数可能是（）。

A.B.C.D.答：C

解析：单位斜坡函数输入。

系统的稳态误差为

在速度信号输入情况下，0型系统的稳态误差为无穷大，也就是说，系统输出量不能跟随系统的输入量；1型系统有跟踪误差；2型系统能准确的跟踪输入，稳态误差为零。因此答案C正确。

7.系统的传递函数为，则该系统在单位脉冲函数输入作用下输出为（）。

A.B.C.D.答：C

解析：因为单位脉冲函数的拉氏变换结果是1，那么系统在单位脉冲函数输入作用下输出的拉氏变换为，那么将进行部分分式分解得，对其进行拉氏反变换可知答案C正确。

8．系统的时间响应由瞬态响应和

两部分组成。（）

A．稳态响应

B.暂态响应

C.冲激响应

D.频率响应

答：A

解析：根据系统时间响应组成的基本定义来选择，系统的时间响应是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。

9．系统受到外加作用后，系统从初始状态到最终稳定状态的响应过程称

。（）

A．稳态响应

B.瞬态响应

C.冲激响应

D.频率响应

答：B

解析：根据瞬态响应的定义来选择答案。

10．系统的瞬态响应反映系统的。（）

A．准确性

B.误差

C.稳定性和响应的快速性

D.稳定性和误差

答：C

解析：根据瞬态响应的定义不难理解，瞬态响应反映系统的稳定性及响应的快速性；稳态响应反映系统的准确性或稳态误差，因此答案C正确。

三、判断题

1.系统受到外界扰动作用后，其输出偏离平衡状态，当扰动消失后，经过足够长的时间，若系统又恢复到原平衡状态，则系统是稳定的。

正确

解析：根据系统稳定性的定义来判断。

2.系统的全部特征根都具有负实部，则系统一定是稳定的。

正确

解析：系统稳定的充分必要条件是系统的全部特征根都具有负实部。

3.输出端定义误差是指希望输出与实际输出之差。

正确

解析：这是误差的定义。

4．输入端定义误差是指输入与主反馈信号之差。

正确

解析：根据误差的定义来判断。

5．稳态误差的表达式是。

错误

解析：稳态误差的表达式应该是

6．系统在外加作用的激励下，其输出随时间变化的函数关系叫时间响应。

正确

解析：这是时间响应的定义。

7．系统的稳态响应是指系统受到外加作用后，时间趋于无穷大时，系统的输出。

正确

解析：这是时间响应中稳态响应的定义。

8．电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等，均可视为冲激作用。因此冲激信号是评价系统瞬态性能时应用较多的一种典型信号。

错误

解析：电源突然接通，负荷的突然变化，指令的突然转换等都是阶跃信号作用，而不是冲激信号作用。

9．是单位速度函数，其拉氏变换为，它表征的是速度均匀变化的信号。

错误

解析：是单位加速度函数，其拉氏变换为，它表征的是加速度变化的信号。

10．单位脉冲函数的幅值为无穷大，持续时间为零是数学上的假设，在系统分析中很有用处。正确

解析：根据单位脉冲函数定义式不难理解，它的幅值为无穷大，持续时间为零，脉冲信号在系统分析中有很重要的作用，我们常见的闪电信号就可以用脉冲信号来描述。

第五章

习题答案

一、填空

1.Ⅱ型系统的对数幅频特性低频渐近线斜率为。

–40dB/dec

解析：Ⅱ型系统的对数幅度频率特性曲线的渐进斜率特点是低频段–40dB/dec，中间频段–20dB/dec，高频段–40dB/dec。

2.为系统的，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。为系统的，它描述系统对不同频率输入信号相位迟后或超前的特性。

幅频特性，相频特性

解析：根据幅频特性和相频特性的定义来填空。

3.频率响应是

响应。

正弦输入信号的稳态

解析：根据频率响应的定义来填空。

4.对于一阶系统，当ω由0→∞时，矢量D(jω)

方向旋转，则系统是稳定的。否则系统不稳定。

逆时针

解析：本题需要学习者掌握用频率法判断闭环系统的稳定性的结论，即对于一阶系统，当ω由0→∞时，矢量D(jω)逆时针方向旋转，则系统是稳定的。否则系统不稳定。

5.当输入信号的角频率ω在某一范围内改变时所得到的一系列频率的响应称为这个系统的。

频率特性

解析：根据系统频率特性的定义来填空。

6.控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。瞬态过程是指系统从

到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于

时系统的输出状态。

初始状态

无穷

解析：控制系统时间响应包含了瞬态响应和稳态响应两个过程，其中瞬态响应过程是指系统从0时刻初始状态到接近最终状态的响应过程，稳态响应过程则是指时间t趋于无穷时系统的响应。

7.若系统输入为，其稳态输出相应为，则该系统的频率特性可表示为。

解析：根据频率特性的基本定义来填空，为系统的幅频特性，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应幅值衰减（或放大）的特性。为系统的相频特性，它描述系统对不同频率输入信号的稳态响应，相位迟后或超前的特性。幅频特性和相频特性可由一个表达式表示，即，称为系统的频率特性。

二、选择

1.题图中R－C电路的幅频特性为

。（）

A.B.C.D.答：B

解析：R－C电路的传递函数为，式中T=RC

──

时间常数。

正弦输入信号为，电路频率特性以jω代替s可得：，因此，幅频特性为：。

2.已知系统频率特性为，则该系统频率还可表示为（）

A.B.C.D.答：C

解析：根据系统频率特性的指数表示形式：

式中A(ω)是复数频率特性的模，称幅频特性；是复数频率特性的相位移、称相频特性。两种表示方法的关系为，所以答案C正确。

3．已知系统频率特性为，当输入为时，系统的稳态输出为（）

A.B.C.D.答：D

解析：系统的频率特性为，其幅频特性为：，相频特性为：，系统的频率响应为，所以答案D正确。

4．理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为（）

A.，通过ω=1点的直线

B.-，通过ω=1点的直线

C.-，通过ω=0点的直线

D.，通过ω=0点的直线

答：A

解析：理想微分环节的传递函数为，幅相频率特性为，幅频特性为；相频特性为，其对数幅频特性为：

显然，理想微分环节对数幅频特性曲线是一条斜率为，通过ω=1点的直线。

5．开环传递函数的对数幅频特性与对数相频特性如图所示，当K增大时：（）

图

A.L(ω)向上平移，不变

B.L(ω)向上平移，向上平移

C.L(ω)向下平移，不变

D.L(ω)向下平移，向下平移

答：A

解析：显然开环传递函数的对数幅频特性值与其幅频放大倍数是同向变化的关系，即幅频放大倍数越大则其对数幅频特性值越大。因此K增大时L(ω)向上平移，而相频特性与K值无关，所以答案A正确。

三、判断

1．已知系统频率特性为，则该系统可表示为。

错误

解析：根据系统频率特性的指数表示形式：

如果系统频率特性为，则该系统可表示为。

2．一阶微分环节的传递函数为，其频率特性可表示为。

错误

解析：一阶微分环节的传递函数为，其频率特性表示为：，。

所以。

3．积分环节的对数幅频特性是一条斜率为的直线。

正确

解析：积分环节的对数幅频特性为：

显然其对数幅频特性是一条斜率为的直线。

4．系统的传递函数，输出与输入的相位差是。

错误

解析：系统输出与输入相位差就是惯性环节相位落后角度：，显然不等于。

5．系统的传递函数，当输入信号频率为Hz，振幅为时，系统的稳态输出信号的频率是1Hz。

正确

解析：在线性定常系统中，当有正弦信号输入，则输出肯定是和输入同频率的正弦信号，而只是幅值和相位与输入不同。

6．系统的幅频特性、相频特性取决于系统的输入以及初始条件。

错误

解析：系统的幅频特性、相频特性属于系统固有特性，与输入以及初始条件无关。

7．图中所示的频率特性是一个积分环节。

错误

解析：显然这是一个惯性环节而不是积分环节，因为积分环节的频率特性曲线是斜率为1没有水平部分向下倾斜的直线。

第六章

习题答案

一、单项选择

1.增大系统开环增益K值，使系统

。（）

A.精度降低

B.精度提高

C.稳定性提高

D.精度不受影响

答:B

解析：增大系统开环增益K值将会使误差系数增加，而系统的稳态误差是与误差系数成反比关系，所以增大系统开环增益K值会降低系统稳态误差，提高系统精度。

2.串联校正环节，是属于

环节。（）

A.相位超前校正

B.相位迟后校正

C.相位迟后

──

超前校正

D.以上都不对

答:A

解析：显然其对数频率特性分母系数小于分子系数，随着频率值的增加，分子的相位超前作用大于分母的相位迟后作用，所以串联校正环节是相位超前校正环节。

3.已知校正环节，若作为迟后校正环节使用，则系数应为

。（）

A.1>α>0

B.α=0

C.α>1

D.0.707>α>0

答:C

解析：显然迟后环节分母的相位迟后作用要大于分子的相位超前作用，所以分母上s系数应该大于分子上s的系数，答案C正确。

4.系统如图所示，为一个

装置.（）

A.串联校正

B.并联校正

C.混合校正

D.正反馈校正

答:B

解析：观察到校正环节接到被校正对象的反馈通道中，显然不是串联校正，也不是混合校正，更不是正反馈校正，因此只有答案B正确。

5．在实际工程系统中常用

来实现类似迟后──超前校正作用？（）

A.比例──积分──微分调节器

B.微分调节器

C.积分调节器

D.比例──积分调节器

答:A

解析：显然答案A正确，因为微分调节器是相位超前的，积分和比例积分调节是相位迟后的，只有比例──积分──微分调节器才能够实现迟后──超前校正。

二、判断题

1．在系统校正中，常用的描述系统稳定性的指标有相角裕量和幅值裕量等。

正确

解析：基本概念，相角裕量和幅值裕量都是描述系统稳定性的指标。

2．截止频率是描述控制系统精度的指标，它可以直接确定系统的稳态误差。

错误

解析：开环增益才是描述控制系统精度的指标，开环增益可以直接确定系统的稳态误差。

3．描述系统快速性的指标通常有穿越频率，截止频率等。

正确

解析：根据系统性能指标分类的基本概念来判断。

4．为改善系统的性能，通常在系统中增加新的环节，这种方法称为校正。

正确

解析：这是校正的基本概念。

5．顺馈校正是一种串联校正。

错误

解析：串联校正按其性质可分为：相位超前校正；相位迟后校正；相位迟后──超前校正。

6．反馈校正是一种并联校正。

正确

解析：并联校正按其性质可分为反馈校正和顺馈校正。

7．相位超前校正会降低系统的稳定性。

错误

解析：相位超前校正的特点有3点：

①加大系统的相位裕量，提高稳定性。

②提高系统的快速性。

③是高通滤波器，降低抗高频干扰能力。

8．相位迟后校正能够提高系统开环增益，从而提高稳态精度。

正确

解析：这是相位迟后校正的特点。

9．相位迟后──超前校正适用于稳定性和稳态精度要求较高的场合。

正确

解析：相位迟后

──

超前校正兼有迟后，超前两种校正方式的优点，适合于稳定性和稳态精度要求较高的场合。

10．用频率法校正控制系统，实际上就是采用校正环节来改善频率特性形状，使之具有合适的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以便得到满意的闭环系统性能指标要求。

正确

解析：根据对校正基本概念的理解来判断。

第七章

习题答案

一、填空

1.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

系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。

离散

解析：离散系统的定义：系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散系统。

2.当采样频率满足时，则采样函数

到原来的连续函数。

能无失真地恢复

解析：根据采样定理的基本内容来填空。

3.离散信号的数学表达式为。

解析：见教材上的离散信号的基本定义和概念。

4.所对应的的前三项是,依次是。

1，2，3

解析：将进行长除分解，可以得到除以的结果是，由于题目要求前3项结果，所以只需要长除得出前3项值，根据Z变换的定义式，前3项的系数就是所对应的的前三项值。

5.s平面与z平面的对应关系是：平面的左半平面对应于平面上单位圆以内，平面的虚轴对应于平面，平面的右半平面，对应于平面单位圆以外。

单位圆

解析：根据拉氏变换Z变换的对应关系不难理解：平面的左半平面相当于平面上单位圆以内，平面的虚轴对应于平面单位圆，平面的右半平面，对应于平面单位圆以外。

二、选择

1.脉冲传递函数是

。（）

A．输出脉冲序列与输入脉冲序列之比

B．系统输出的变换与输入变换之比

C.在初条件为零时，系统输出的变换与输入的变换之比

D.在初条件为零时，系统输入的变换与输出的变换之比

答：C

解析：根据脉冲传递函数的定义来判断、选择正确答案。

2.变换的数学表达式为

。（）

A.B.C.D.答:A

解析：根据Z变换的定义式可以看出，显然答案A正确。

3.的变换为（）。

A.B.C.；

D.答:B

解析：这是一道典型信号的Z变换的题目，将进行离散化，依据变换定义：

两边同乘得

以上2式相减，得。

所以答案B正确。

4.的变换为（）。

A.B.C.D.答:C

解析：首先将函数离散化，得，依据变换定义：

两边同乘得

将2式相减，得

答案C正确。

5.的变换为（）。

A.B.C.D.答：B

解析：典型的指数函数，其Z变换

因此的Z变换结果是。

6.如果为函数有效频谱的最高频率，那么采样频率满足以下

条件时，采样函数能无失真地恢复到原来的连续函数

。（）

A.至少为

B.至少为

C.至多为

D.至多为2

答:

A

解析：根据采样定理的具体内容可知，答案A正确。

7.所对应的的第1项是

。（）

A.1

B.2

C.3

D.1/2

答:

B

解析：很容易看出长除的结果第1项是2，因此、所对应的的第1项是2。

8．一个时间信号的频率成分范围是1Hz~10Hz，以下一定能够对这个信号进行无失真采样的采样频率范围是。（）

A.1Hz~10Hz

B.1Hz~1０0Hz

C.５Hz~５０Hz

D.２５Hz~５０Hz

答:

D

解析：根据采样定理，采样角频率应满足如下关系:

≥2。其中，是信号有效频谱的最高频率。因此本题目中应该大于等于信号有效频谱的最高频率的２倍，即≥2０Ｈz。那么只有答案Ｄ符合要求。

９．已知连续信号，那么采样频率满足以下

条件时，采样

函数能无失真地恢复到原来的连续函数。（）

A.至少为3rad/s

B.至少为６rad/s

C.至多为3rad/s

D.至多为６rad/s

答:

B

解析：根据采样定理，采样角频率应满足如下关系:

≥2。其中，是信号有效频谱的最高频率。本题目中信号的最大频率是，应该大于等于信号有效频谱的最高频率的２倍，即≥6Ｈz。答案B符合要求。

10.单位阶跃函数f(t)的z变换为

。（）

A.B.1

C.D.答:

A

解析：单位阶跃函数在任何采样时刻的值均为1，即

采样后脉冲序列为

依据z变换定义：

（1）

式两边乘以，得

（2）

将式（1）式与（2）式相减得

三、判断

1．长除法有时结果不是一个完整的闭式表达式。

正确

解析：长除法就是幂级数展开法：把按展成幂级数，那么其系数组成的序列即为所求。这种方法有时给不出一个闭式表达式。

2．已知采样序列为

0

k=0或偶数

f(k)=

1，k是奇数

其z变换结果是。

错误

解析：采样序列f(k)=0，1，0，1，0，1

……

根据z变换的定义：

=+++

……

这是一个等比数列，如果||<1，则。

因此命题错误。

3.求的变换结果是。

错误

解析：

故所求时间函数的变换为

所以命题错误。

4．若连续时间函数的变换为，当t

0时，,则。

正确

解析：这是Z变换的延迟定理。

5．若，则。

正确

解析：根据变换定义

机械工程控制基础论文 篇5

判断题

题目1

自动控制就是在人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。

选择一项：

对

错

题目2

反馈控制系统通常是指正反馈。

选择一项：

对

错

题目3

所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。

选择一项：

对

错

题目4

给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为随动系统。

选择一项：

对

错

题目5

自动控制技不能提高劳动生产率。

选择一项：

对

错

题目6

对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态过程一定是衰减振荡。

选择一项：

对

错

题目7

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出现单调过程。

选择一项：

对

错

题目8

被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

选择一项：

对

错

题目9

任何物理系统的特性，精确地说都是非线性的，但在误差允许范围内，可以将非线性特性线性化。

选择一项：

对

错

题目10

自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

选择一项：

对

错

题目11

一个动态环节的传递函数为1/s，则该环节为一个微分环节。

选择一项：

对

错

题目12

控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关，还和外输入有关。

选择一项：

对

错

题目13

控制系统的传递函数取决于自身的结构与参数，和外输入无关。

选择一项：

对

错

题目14

传递函数模型可以用来描述线性系统，也可以用来描述非线性系统。

选择一项：

对

错

题目15

系统的传递函数为则该系统有两个极点。

选择一项：

对

错

题目16

传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统能有相同的传递函数。

选择一项：

对

错

题目17

某环节的输出量与输入量的关系为y(t)=Kx(t)，K是一个常数，则称其为比例环节。

选择一项：

对

错

题目18

对于同一系统，根据所研究问题的不同，可以选取不同的量作为输入量和输出量，所得到的传递函数模型是不同的。

选择一项：

对

错

题目19

在零初始条件下，传递函数定义为输出和输入之比。

选择一项：

对

错

题目20

控制系统传递函数分子中s的最高阶次表示系统的阶数。

选择一项：

对

错

题目21

时间常数T越大，一阶系统跟踪单位斜坡输入信号的稳态误差越小。

选择一项：

对

错

题目22

二阶系统在欠阻尼下阶跃响应表现为等幅振荡的形式。

选择一项：

对

错

题目23

一阶系统的动态响应速度和其时间常数有关。

选择一项：

对

错

题目24

两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。

选择一项：

对

错

题目25

两个二阶系统若具有相同的阻尼比，则这两个系统具有大致相同的超调量。

选择一项：

对

错

题目26

两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率

选择一项：

对

错

题目27

一阶系统的时间常数越小，其动态响应速度越快。

选择一项：

对

错

题目28

二阶系统的调节时间和阻尼比及无阻尼自振荡角频率的乘积成反比。

选择一项：

对

错

题目29

二阶系统的阻尼比越小，振荡性越强。

选择一项：

对

错

题目30

对于Ⅰ型系统，在单位阶跃输入信号下的稳态误差为零。

选择一项：

对

错

题目31

劳斯表第一列系数符号改变了两次，说明该系统有两个根在右半s平面。

选择一项：

对

错

题目32

如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的平衡状态，则系统是稳定的。否则，系统不稳定。

选择一项：

对

错

题目33

在计算中劳斯表的某一行各元素均为零,说明特征方程有关于原点对称的根。

选择一项：

对

错

题目34

0型系统在阶跃输入作用下存在稳态误差,常称有差系统。

选择一项：

对

错

题目35

0型系统不能跟踪斜坡输入，Ⅰ型系统可跟踪，但存在误差，Ⅱ型及以上在斜坡输入下的稳态误差为零。

选择一项：

对

错

题目36

二阶系统在零阻尼下，其极点位于S平面的右半平面。

选择一项：

对

错

题目37

二阶欠阻尼系统，其阻尼比越大，系统的平稳性越好。

选择一项：

对

错

题目38

系统的稳态误差和其稳定性一样，均取决于系统自身的结构与参数。

选择一项：

对

错

题目39

两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率。

选择一项：

对

错

题目40

当固定，增加时，二阶欠阻尼系统单位阶跃响应的调节时间将减小。

选择一项：

对

错

题目41

根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。

选择一项：

对

错

题目42

根轨迹是连续的，对称于实轴。

选择一项：

对

错

题目43

在实轴上根轨迹分支存在的区间的右侧，开环零、极点数目的总和为偶数。

选择一项：

对

错

题目44

若在实轴上相邻开环极点之间存在根轨迹，则在此区间上一定有分离点。

选择一项：

对

错

题目45

若在实轴上相邻开环零点之间存在根轨迹，则在此区间上一定有汇合点。

选择一项：

对

错

题目46

根轨迹渐进线倾角大小为。

选择一项：

对

错

题目47

独立的渐近线共有n-m条。

选择一项：

对

错

题目48

某单位反馈系统的开环极点个数为4，则系统根轨迹的分支数为2。

选择一项：

对

错

题目49

单位反馈系统开环传递函数为

则其根轨迹的渐近线和实轴的夹角为。

选择一项：

对

错

题目50

单位反馈系统的开环传递函数为，则根轨迹的分支数为2，分别起始于0和－4。

选择一项：

对

错

题目51

0型系统不能跟踪斜坡输入，Ⅰ型系统可跟踪，但存在误差，Ⅱ型及以上在斜坡输入下的稳态误差为零。

选择一项：

对

错

题目52

二阶系统在零阻尼下，其极点位于S平面的右半平面。

选择一项：

对

错

题目53

二阶欠阻尼系统，其阻尼比越大，系统的平稳性越好。

选择一项：

对

错

题目54

系统的稳态误差和其稳定性一样，均取决于系统自身的结构与参数。

选择一项：

对

错

题目55

两个二阶系统具有相同的超调量，则这两个系统具有相同的无阻尼自振荡角频率。

选择一项：

对

错

题目56

系统的型别是根据系统的闭环传递函数中积分环节的个数来确定的。

选择一项：

对

错

题目57

在输入一定时，增大开环增益，可以减小稳态误差；增加开环传递函数中的积分环节数，可以消除稳态误差。

选择一项：

对

错

题目58

最佳工程参数是以获得较小的超调量为设计目标，通常阻尼比为1.选择一项：

对

错

题目59

系统最大超调量指的是响应的最大偏移量与终值的差与的比的百分数，即。

选择一项：

对

错

题目60

二阶系统在欠阻尼下阶跃响应表现为等幅振荡的形式。

选择一项：

对

错

题目61

频率特性是线性系统在单位阶跃函数作用下的输出响应。

选择一项：

对

错

题目62

二阶振荡环节低频渐近线为0分贝线，高频渐近线为斜率为20dB/dec的直线。

选择一项：

对

错

题目63

一阶惯性环节的转折频率为1/T。

选择一项：

对

错

题目64

积分环节的对数相频特性为+90°的直线。

选择一项：

对

错

题目65

对数幅频特性的渐近线与精确曲线相比，最大误差发生在转折频率处。

选择一项：

对

错

题目66

传递函数的极点和零点均在s平面左半平面的系统为最小相位系统。

选择一项：

对

错

题目67

控制系统的稳定性和系统自身的结构和参数及外输入有关。

选择一项：

对

错

题目68

最小相位系统的对数幅频特性和对数相频特性是一一对应的。

选择一项：

对

错

题目69

比例环节的幅相特性是平面实轴上的一个点。

选择一项：

对

错

题目70

（0.4，和填空题60互斥）比例环节稳态正弦响应的振幅是输入信号的K倍，且响应与输入同相位。

选择一项：

对

错

题目71

积分环节的幅值与ω成正比，相角恒为90°。

选择一项：

对

错

题目72

二阶振荡环节的对数幅频特性的低频段渐近线是一条-20dB/dec的直线，高频段渐近线是一条斜率为-40dB/dec的直线。

选择一项：

对

错

题目73

系统对数幅频特性的高频段具有较大的斜率，可增强系统的抗高频干扰能力。

选择一项：

对

错

题目74

时滞环节不影响系统的幅频特性，但会影响系统的相频特性。

选择一项：

对

错

题目75

二阶振荡环节的输出信号相位始终是滞后输入，滞后的极限为90°。

选择一项：

对

错

题目76

（与单选第22小题互斥，0.5）PI校正是相位超前校正。

选择一项：

对

错

题目77

（与单选第27小题互斥，0.5）PD校正是相位超前校正。

选择一项：

对

错

题目78

滞后校正主要是利用其高频衰减特性提高系统的开环增益，不能提高稳态精度以及系统的稳定性。

选择一项：

对

错

题目79

超前校正由于频带加宽，所以对高频干扰较敏感。

选择一项：

对

错

题目80

超前校正不适用于要求有快的动态响应的场合。

选择一项：

对

机械工程控制基础论文 篇6

《机械工程控制基础》课程是机械工程类专业人才培养方案中“具有较强的工程设计和产品开发能力”要求的一门专业必修课,是以设计技术、制造技术和机电控制技术为人才培养模式的重要一环。而工程控制理论是介于许多学科之间的一门学科,反过来又渗透到各个工程领域,如电气、机械、液压、气动、航空、核反应、化工等。这门学科既是一门广义的系统动力学,又是一门合乎唯物辩证法的方法论,对于启迪与发展学生的思维与智力有很大的作用,但由于本课程内容难、知识点多、学时相对较少,学生难以在短时间内完成对理论知识与实践过程的掌握,为了提高课堂教学质量,改善教学模式,许多课程组都对机械工程控制基础课程教学模式进行改革,如张智焕等[1]采用机械工程控制基础虚拟仿真实验平台提高机械工程控制基础教学能力,拓展实践领域,李国栋[2]对机械工程控制基础网络实验室进行了设计,于晓琳等[3]基于CDIO对机械工程控制基础课程进行了教学改革、李蕊等实现了MATLAB在《机械工程控制基础》教学中的应用、雷文平等[4]以大量实验验证方式改进机械工程控制基础课程的教学方法等,本课题组也采用MATLAB仿真技术,设计了基于MATLAB/GUI的《控制工程基础》课程数字仿真实验平台[5],都获得了丰富的教改经验及良好的教学效果。本文以济南大学机械工程学院的《机械工程控制基础》与卓越工程师班的《机电工程一》课程为依托,借鉴其他机械工程控制基础课程改革经验,对《机械工程控制基础》和《机电工程一》课程教学内容、方法和实验手段进行改革探索。

1 课程内容优化

《机械工程控制基础》课程的教学目标是使学生学习运用工程控制论的基本理论和基本方法,分析研究控制工程领域中有关信息的传递与反馈和系统的控制性能,培养学生判别系统稳定性和变更系统参数以改善系统性能的分析与综合能力。因此,《机械工程控制基础》课程内容以机械与电气系统为研究对象,围绕控制系统的数学模型、基本要求及系统校正等方面展开,完成对控制系统认识、评价与改造过程。以微分方程、传递函数、方框图、状态方程等建模方法构建被控对象的数学模型,完成对控制系统认识;而控制系统的评价采用超调量、上升时间、调整时间、峰值时间、稳态误差、幅值与相位裕度等时域和频域分析法,对系统的稳定性、准确性和快速性进行分析;而对控制系统的改造则用滞后校正、超前校正、滞后—超前校正、PID校正等方式,改善控制系统的稳定性、快速性和准确性。因此,《机械工程控制基础》课程从理论上可分为控制系统的数学模型、时域与频域性能分析、控制系统综合校正三个部分,将对控制系统的认识、评价及改造过程融为一体,从而有利于形成课程的整体脉络,促进教学内容的选择。

2 学情分析

《机械工程控制基础》课程的教学对象为机械工程、机械设计制造及其自动化、车辆工程专业大学三年级学生,已经学习了《高等数学》《大学物理》、《电工电子学》、《材料力学》、《机械原理》等部分理论课和专业课基础课,具备机械系统、机械转动系统、电气系统的基础知识如牛顿定律、胡克定律、基尔霍夫定律等,同时,《高等数学》和《工程数学》为控制系统建模打下了良好的基础,具有较强的逻辑思维能力,有利于该课程的开展。但《机械工程控制基础》课程中数学公式众多,计算推导难度大,同时课程内容庞大并且偏理论,需要同学们具有扎实的理论基础。针对在学习《机械工程控制基础》中出现的问题,充分利用现有教学资源,加强物理实验和仿真环节的教学,提高学生参与的兴趣,鼓励学生采用MATLAB编程环境对控制系统进行仿真,提高主动创新性。

3 等效法建模教学

控制系统的数学建模是《机械工程控制基础》中难度最大的部分,涉及机械系统、电气系统、机械转动系统等相关元件,需要用到各种物理定律、微积分运算,对学生的知识结构和知识储备提出了更高的要求。为简化同学们数学推导过程,方便对控制系统建模,将控制系统划分为机械系统(包括机械转动系统)和电气系统,分别由三个基本元素相互串联、并联构建复杂的物理系统。一般地,机械系统由弹簧K、阻尼D和质量M三个基本要素组成,根据牛顿定律,弹簧K的传递函数为k,阻尼的传递函数为Ds,而质量的传递函数为Ms2,如果将阻尼D、质量M都等效为弹簧系统,则可以将机械系统的三个基本要素转化为弹簧,都满足胡克定律,同时,与理论力学和材料力学知识相结合,等效弹簧刚度具有如下的性质:串联弹性刚度的倒数等于各弹性刚度的倒数之和,并联的弹簧刚度等于各弹簧刚度之和,可以有效化简机械系统建模过程。同样地,电气系统也包含电阻、电感和电容三个基本要素组成,根据基尔霍夫定律,电阻的传递函数为R,电感的传递函数为Ls,而电容的传递函数为1/Cs,因此,也可以将电气系统的三个基本要素等效为电阻,都满足欧姆定律的基本性质,从而可以有效改善授课效果,提高学生知识应用能力,激发学习兴趣。

4 虚拟仿真与案例教学

由于《机械工程控制基础》课程理论性强,数学基础及相关专业知识涉及广泛,对学习方法和教学方法都提出了较高的要求,因此,在教学过程中,以实际的机电系统设计过程为背景,将机械、液压、电气控制相关案例与MATLAB/GUI仿真实验与物理实验相结合,按照机械控制系统基本理论、控制系统的数学描述、测控系统性能分析、测控系统设计循序渐进式组织教学,同时引入实例化《机械工程控制基础》课程综合实验平台,采用电气、液压及模块化机器人等实验平台形成课程案例,将理论知识与物理器件联系起来,以典型环节模拟电路及液压回路的组建方法,学会使用基本实验设备,以仿真实验分析参数对系统瞬态性能及稳定性的影响,以模块化机器人等实验验证系统串联校正方法及控制系统的性能指标,通过基于MATLAB/GUI的《控制工程基础》课程数字仿真系统[5]实现时域与频域的分析,实现教学案例从建模、分析与校正过程,强调控制系统的基本理论与实际的机、电、液、气控制系统的联系,提高学生对控制系统性能评价的整体观,有利于进一步理解《机械工程控制基础》理论知识与工程应用之间的联系,促进理论知识的学习和理解。

5 结论

通过对《机械工程控制基础》课程内容优化、分析学生的学习特点,以等效方法构建系统的数学模型完成对系统的认识,化简了繁杂的数学推导过程,与案例教学与仿真实验相结合,有利于激发学生的学习兴趣,促进学生理论联系实际能力的提高。

摘要：针对《机械工程控制基础》课程理论性强、知识覆盖面广的特征,以控制系统建模、分析与校正为主线,完成课程内容优化,并在此基础上,与学生的学习特点相结合,探索等效建模、虚拟仿真与案例分析等教学方法,改善《机械工程控制基础》课程的教学效果。

关键词：《机械工程控制基础》,课程分析,教学方法

参考文献

[1]张智焕,张惠娣.机械工程控制的虚拟仿真实验教学实践[J].实验技术与管理,2014,07:102-103+111.

[2]李国栋.机械工程控制基础网络实验室研究与实验设计[D].青岛大学,2011.

[3]于晓琳.基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2016,35:75-77.

[4]雷文平,郝旺身,董辛旻.关于“机械工程控制基础”课程的教学探索[J].中国电力教育,2010(32):68-69.

对建筑地基基础工程造价控制研究 篇7

【关键词】高层建筑;地基基础;工程造价控制

0.引言

建筑地基基础工程属于地下隐蔽工程，具有施工难度大、施工周期长、施工环境艰苦、占用资金较大、施工技术含量较高等特点，所以建筑地基基础工程造价在工程项目管理和工程成本控制中是非常重要的。

1.建筑地基基础工程造价管理

建筑地基基础工程属于地下隐蔽工程，具有施工难度大、施工周期长、施工环境艰苦、占用资金较大、施工技术含量较高等特点，而且影响因素多、计价复杂，反映在建筑地基基础工程造价管理上则表现为建筑地基基础工程的多主体性、阶段性、动态性、系统性等特征。

1.1建筑地基基础工程造价管理的多主体性

建筑地基基础工程造价管理的对象或客体是建筑地基基础工程造价，而建筑地基基础工程造价管理的主体则不仅仅是项目法人即各大基础工程公司，政府主管部门、造价咨询机构、监理单位、设计单位、施工单位等也都是建筑地基基础工程造价管理的主体。无论是政府主管部门颁布的法律、法规和条例，还是监理单位对建筑工程造价管理实施的技术指导；无论是承发包双方针对建筑地基基础工程造价实施的行为（如确定和控制建筑地基基础工程造价），还是中介机构为承发包方提供的技术服务，其行为的对象无论站在什么样的角度都是围绕建筑地基基础工程造价展开的。因而建筑地基基础工程造价管理具有明显的多主体性。

1.2建筑地基基础工程造价管理的多阶段性

一个建筑地基基础工程建设项目一般要经过可行性研究、工程设计、招标投标、工程施工、竣工验收等阶段，相应的工程造价文件为投资估算、设计概算预算、标底报价、工程结算和竣工决算。每个阶段的工程造价文件都有其特定的用途和作用。建筑地基基础工程的投资估算是进行可行性研究的重要参数；设计概算预算是设计文件的组成部分和编制标底的依据；标底报价是进行招标投标、确定中标单位的重要依据；工程结算是承发包双方控制造价的重要手段；竣工决算是确定新增固定资产的依据。各个阶段的工程造价文件既相互联系又具有相对的独立性。因而建筑地基基础工程造价管理具有明显的阶段性，而且每一个阶段要解决的重点问题以及解决的方法也是不同的。

1.3建筑地基基礎工程造价管理的动态性

建筑地基基础工程造价管理的动态性表现在两个方面：一是建筑地基基础工程造价管理的内容和重点在项目建设的各个阶段是动态的。例如：在决策阶段建筑地基基础工程造价管理的主要目标是根据决策内容编制一个可靠的投资估算以保证决策的正确性；在招标投标阶段则是要使标底和报价能够反映市场的变化和技术水平；在施工阶段建筑地基基础工程造价管理的目标是在满足质量和进度的前提下尽可能地控制建筑地基基础工程造价以提高投资效益。二是建筑地基基础工程造价本身的动态性决定的。在地基基础工程建设中有许多不确定因素，如物价水平、社会因素、自然条件等，都具有动态性。因此建筑地基基础工程造价管理也具有动态性特点。

1.4建筑地基基础工程造价管理的系统性

系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分（要素）结合而成的，具有特定功能的有机整体。建筑地基基础工程造价管理无论是从纵向，还是从横向来看都具备系统性的特点。从纵向来看，投资估算、设计概算（预算）、标底（报价）、工程结算和竣工决算组成了工程造价管理的系统。从横向来看，每个阶段的建筑地基基础工程造价管理都可以组成一个系统。而且只有用系统工程的原理、观点和方法来实施建筑地基基础工程造价管理，才能从整体上实施有效的管理，真正实现最大的投资效益。

2.建筑地基基础工程造价控制措施

鉴于影响建筑地基基础工程造价的诸多因素，要做到控制建筑地基基础工程造价，做好事前、事中和事后控制都非常重要。

2.1事前控制

做好事前控制，首先就要在设计阶段技术与经济两手抓。设计阶段影响工程造价的程度为75%以上。在地基基础工程设计方案的选择阶段，如果考虑到技术与经济相结合进行方案优化，对实际情况多做分析，就能更有效的做好地基基础工程造价预算，合理地控制造价。所以，改变设计部门重技术轻经济的思想，健全和加强设计部门的责任制，不仅要对其设计的工程在技术上负责，还应对造价负责，把经济意识渗透到设计人员的每项设计工作中，主动地控制工程造价。对各种可能发生的影响因素做出充分的估价，选择最优方案，在设计阶段做到合理控制建筑地基基础工程造价。

2.2事中控制

在工程施工实施后，造价控制的重任就落在业主或监理人员的肩上，尤其对于建筑地基基础工程这部分完全隐蔽的工程。以往很多工程实例表明，工程变更、签证费用是突破投资限额的主要原因，也成为不少施工单位在工程费用上做文章的突破点。为控制建筑地基基础工程造价，就要紧紧抓住这两个突破点。第一，在有可能发生工程变更和签证费用时，应该与有关工程技术、经济人员认真分析实际情况，尽量找出既能解决问题又能节省投资的科学方法，避免工程变更的发生；第二，对不可避免的工程变更，则认真研究施工合同、招标文件的有关条款，找出充分的、合理的依据，在变更发生的同时就确定合理的变更价款，防止出现事后无法控制的局面；第三，对隐蔽工程及时做好实测、实量、确认、归档资料整理等工作，掌握工程费用的实际发生情况，堵住这个最容易产生突破预算造价的漏洞或缺口。

2.3事后控制

在做好了事前、事中的投资控制后，地基基础工程的造价得到很大程度的控制，但在地基基础工程完成后及竣工结算时，还有可能发生影响投资的情况，如索赔等。索赔是当事人在合同实施过程中，根据法律、合同规定及惯例，对并非由于自己的过错，而是应由合同对方承担责任的情况造成，且实际发生了损失，向对方提出给予补偿的要求。工程索赔的健康开展，有利于促进双方加强内部管理，熟悉国际惯例，与国际接轨；可使双方依据合同和实际情况实事求是地协商调整工程造价和工期；可把原来打入工程报价的一些不可预见费用，改为按实际发生损失支付，有助于降低工程报价，使工程造价更加合理。影响建筑地基基础工程造价的因素很多，控制造价的手段也很多。要合理的控制造价，不仅需要掌握建筑工程定额与预算的专业知识，需要掌握有关法规、法律（下转第202页）（上接第194页）以及相关专业的建筑设计、建筑施工、建筑材料等方面的知识。并充分利用技术、经济和法律手段，在每个工作环节做到主动控制，坚持实事求是的原则，就能够保证工程造价准确与合理。■

【参考文献】

［1］孙新军.工程建设造价控制中存在的问题与对策[J].科技创新导报,2009,(18).

［2］于秀丽.价值管理在地基基础处理方案选择中的应用[J].科技资讯,2008,(15).

［3］林树枝,廖河山.高层建筑地基基础优化研究[J].福建建筑,2009,(01).

［4］张柏友.浅谈既有建筑地基基础加固施工[J].建筑设计管理,2009,(06).