自动控制系统的三个基本要求

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A、线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数；
三、(8分)写出下图所示系统的传递函数（结构图化简，梅逊公式均可）。
四、（共20分）设系统闭环传递函数，试求：
1、；；；时单位阶跃响应的超调量、调节时间及峰值时间。（7分）
2、；和；时单位阶跃响应的超调量、调节时间和峰值时间。（7分）
3、根据计算结果，讨论参数、对阶跃响应的影响。（6分）
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、、
等方法。
5、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为，
相频特性为。
6、PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是，
其相应的传递函数为。
7、最小相位系统是指。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( )
试题四
一、填空题（每空 1 分，共15分）
1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和，其中最基本的要求是。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为，则该系统的开环传递函数为。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。
五、已知系统开环传递函数为均大于0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16分)［第五题、第六题可任选其一］
六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。试求系统的开环传递函数。(16分)
七、设控制系统如图4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角裕度不小于40o，幅值裕度不小于10 dB，试设计串联校正网络。( 16分)

对自动控制系统的基本要求

自动控制系统的关键要求
自动控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。

为了确
保系统的稳定性，提高生产效率，我们有必要对自动控制系统的基本
要求有一个清晰的认识。

首先，自动控制系统要求具备高度的可靠性
和可用性。

这意味着在系统的设计、实施和运行过程中，应该充分考
虑到各种可能的故障和异常情况，并采取相应的措施来保证系统的稳
定性和连续性。

其次，自动控制系统要求具备高度的灵活性和适应性。

现代生产环境的复杂性和多变性要求自动控制系统能够快速适应各种
生产需求和生产环境的变化，能够进行灵活的控制和调整。

此外，自
动控制系统还应该具备高度的可扩展性，可以方便地进行系统升级和
扩展，以适应不断变化的生产需求。

最后，自动控制系统要求具备高
度的智能化和自主化。

现代生产需要大量的数据处理和分析，自动控
制系统应该能够智能地进行数据采集、挖掘和分析，能够自主地进行
决策和控制。

只有具备了智能化和自主化的特点，自动控制系统才能
真正发挥作用，提高生产效率，降低生产成本，促进企业的可持续发展。

简述计算机控制系统的基本要求

简述计算机控制系统的基本要求计算机控制系统是指由计算机控制和管理的一种自动化控制系统，它通过对物理过程的感知和控制，实现工业生产和自动化操作。

在现代工业中，计算机控制系统已经成为了不可或缺的一部分，起到了提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和可靠性等重要作用。

要使计算机控制系统能够正常运行和满足实际需求，就需要具备一定的基本要求。

接下来将从以下四个方面进行简述。

一、稳定性要求计算机控制系统的稳定性是指系统的输出在输入和各种干扰作用下保持一定的稳定性和可靠性。

稳定性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.输入稳定性：输入信号应当稳定且无干扰，以确保计算机系统可以准确捕获和处理输入信号。

2.输出稳定性：控制系统的输出应当具有可靠性和稳定性，以确保系统的控制效果达到预期。

3.系统响应稳定性：系统的响应速度应当稳定，不能出现过度反应或迟滞现象，以确保系统可以快速、准确地进行响应和控制。

4.抗干扰能力：系统应当具备一定的抗干扰能力，可以抵御来自外界的各种干扰信号，并保持系统的稳定性和正常运行。

二、速度要求计算机控制系统的速度要求主要包括实时性和响应速度等方面。

实时性是指系统对输入信号的响应速度应当满足实际应用需求，特别是在需要快速控制和响应的场景下。

计算机控制系统的实时性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.硬件性能：计算机系统的硬件配置应当满足实时需求，包括处理器的主频、存储器容量和带宽等。

2.软件算法优化：系统的软件算法应当经过优化，提高系统的运行效率和速度，保证实时性能的达到。

3.通信速度：计算机控制系统中的通信速度也是影响实时性能的一个关键因素，合理选择和配置通信设备可以提高通信速度。

三、可靠性要求计算机控制系统的可靠性是指系统能够稳定、准确地工作，不出现故障和错误。

保证计算机控制系统的可靠性可以从以下几个方面进行考虑：1.硬件可靠性：选用高质量的硬件设备，减少硬件故障的概率，提高系统的可靠性。

第2章自动控制系统的性能指标及要求

3. 等幅振荡过程被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变，这种情况称为等幅振荡过程，如图2-4（c）所示。 4. 发散振荡过程被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，即偏离给定值越来越远，这种情况称为发散振荡过程，如图2-4（d）所示。
图2-4 过渡过程的几种基本形式
2.4 自动控制系统的性能指标
在随动控制系统中，通常用超调量来描述被控变量偏离给定值最大程度。在图2-5中超调量用B来表示。从图中可以看出，超调量B是第一个峰值A与新稳定值C之差，即 B=A－C。
如果系统的新稳定值等于给定值，那么最大偏差A也就与超调量B相等了。一般超调量以百分数表示，即

B 100% C
(2-2)
指标采用偏差积分性能指标的形式。下列公式中，式中，J为目标函数值；e为动态偏差。
J f (e, t )dt
0

(2-5)
通常采用4种表达形式：
（1）偏差积分（IE）
f (e, t ) e, J edt
0
(2-6) (2-7)
（2）平方偏差积分（ISE）
f (e, t ) e 2 , J e 2 dt
图2-1 控制系统动态过程曲线
图2-2 控制系统动态过程
由于被控对象的具体情况不同，各系统对稳、快、准的要求应有所侧重。而且同一个系统，稳、快、准的要求是相互制约的。提高动态过程的快速性，可能会引起系统的剧烈振荡，改善系统的平稳性，控制过程又可能很迟缓，甚至会使系统的稳态精度很差。分析和解决这些矛盾，将是自动控制理论学科讨论的重要内容。
稳定是控制系统能够运行的首要条件，因此只有当动态过程收敛时，研究系统的动态性能才有意义。控制系统的过渡过程是衡量控制性能的依据。由于在多数情况下，都希望得到衰减振荡过程，所以取衰减振荡的过渡过程形式来讨论控制系统的性能指标。通常在阶跃函数作用下，测定或计算系统的动态性能。一般认为，阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶跃函数作用下的动态性能满足要求，那么系统在其它形式的函数作用下，其动态性能也是令人满意的。

对自动控制系统的最基本要求

对自动控制系统的最基本要求自动控制系统是一种能够自动地进行控制和调节的系统，它能够通过传感器和执行器的配合来实现对控制对象的精确控制。

在设计和应用自动控制系统时，有一些最基本的要求必须被满足。

以下是对自动控制系统的最基本要求的详细说明：1. 稳定性要求：自动控制系统的最基本要求之一是稳定性。

在控制系统中，稳定性表示当受控变量受到扰动时，控制系统能够快速地调整自身状态，以保持受控变量的稳定，以及防止系统失控。

因此，控制系统的设计必须考虑到系统的稳定性，以保证系统能够在受到扰动时仍能够保持稳定。

2. 精度要求：自动控制系统的另一个重要要求是精度。

这意味着控制系统必须能够精确地控制受控变量，以满足系统的要求。

例如，一个温度控制系统必须能够精确地控制温度，以保证温度在所需范围内波动。

3. 可靠性要求：一个自动控制系统必须具有足够的可靠性，以保证系统在长时间运行中不会出现故障。

这需要在系统的设计和实施中考虑到各种因素，如系统的鲁棒性、系统的冗余以及可靠的传感器和执行器的选择。

4. 灵敏度要求：一个自动控制系统必须具有足够的灵敏度，以便能够及时检测和响应受控变量的变化。

这是通过选择合适的传感器和执行器以及设计灵敏的控制算法来实现的。

5. 可调性要求：自动控制系统必须具有一定的可调性，以便能够根据不同的应用场景和要求进行适应性调整。

这需要设计灵活的控制算法以及可调节的参数和控制信号。

6. 实时性要求：自动控制系统必须能够快速地响应控制信号，并能够在实时性要求较高的应用场景中满足实时性要求。

这需要设计高速和实时的控制算法以及优化的控制器结构。

总之，对于自动控制系统，稳定性、精度、可靠性、灵敏度、可调性和实时性都是非常重要的基本要求。

通过满足这些要求，可以保证自动控制系统能够及时、准确、可靠地控制受控变量，以满足系统的要求。

第一章自动控制系统的基本概念(修改) (2)

上篇自动控制原理第一章自动控制系统概述本章要点本章简要介绍有关自动控制的基本概念、开环控制和闭环控制的特点、自动控制系统的基本组成和分类以及对自动控制系统的基本要求。

第一节自动控制的基本概念自动控制是指在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。

自动控制系统则是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体。

在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象；被控制的物理量称为被控量或输出量；决定被控量的物理量称为控制量或给定量；妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。

扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。

给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。

通常情况下，系统有两种外作用信号：一是有效输入信号（以下简称输入信号），二是有害干扰信号（以下简称干扰信号）。

输入信号决定系统被控量的变化规律或代表期望值，并作用于系统的输入端。

干扰信号是系统所不希望而又不可避免的外作用信号，它不但可以作用于系统的任何部位，而且可能不止一个。

由于它会影响输入信号对系统被控量的有效控制，严重时必须加以抑制或补偿。

第二节开环控制和闭环控制自动控制有两种基本的控制方式：开环控制和闭环控制。

与这两种控制方式对应的系统分别称之为开环控制系统和闭环控制系统。

一、开环控制系统开环控制系统是指系统的输出端和输入端不存在反馈关系，系统的输出量对控制作用不发生影响的系统。

这种系统既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到输入端与输入量进行比较，控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向联系。

电加热系统的控制目标是，通过改变自耦变压器滑动端的位置，来改变电阻炉的温度，并使其恒定不变。

因为被控制的设备是电阻炉，被控量是电阻炉的温度，所以该系统可称为温度控制系统，如图1-1所示。

开环控制系统的优点是系统结构和控制过程简单，稳定性好，调试方便，成本低。

自动控制原理试题

试题三一、填空题（每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和。

2、控制系统的称为传递函数。

一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。

3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统和 , 与外作用及初始条件无关。

5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为，横坐标为。

6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指，Z 是指，R 指。

7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为。

%σ是。

8、PI 控制规律的时域表达式是。

P I D 控制规律的传递函数表达式是。

9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。

二、判断选择题(每题2分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；B 、稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()ss s s R s e G s H s →=+；C 、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；D 、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。

2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。

A 、单输入，单输出的线性定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的定常系统；D 、非线性系统。

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。

A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )A 、 ()()()E S R S G S =⋅B 、()()()()E S R S G S H S =⋅⋅C 、()()()()E S R S G S H S =⋅-D 、()()()()E S R S G S H S =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。

中南大学自动控制原理期末试卷

一、填空题（每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和。