自动控制原理简答题要点

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自动控制原理简答

自动控制原理简答

自动控制原理简答1、简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。

自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”。

“经典控制理论”以递函数为基础,以时域法、根轨迹法、频域法为基本方法,“现代控制理论”以状态空间法为基础,以频率法和根轨迹法为基本方法。

2、在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些?分析内容有那些?常用的工程方法:时域分析法、根轨迹法、频率特性法;分析内容:瞬态性能、稳态性能、稳定性。

3、相比较经典控制理论,在现代控制理论中出现了哪些新的概念?系统的运动分析,能控性,能观性,极点配置,观测器设计,跟踪器等。

4、人闭上眼见很难达到预定的目的试从控制系统的角度进行分析。

人闭上眼睛相当于系统断开反馈,没有反馈就不知道偏差有多大,并给予及时修正。

所以人闭上眼睛很难到达预定目标。

5、试分析汽车行驶原理首先,人要用眼睛连续目测预定的行车路线,并将信息输入大脑(给定值),然后与实际测量的行车路线相比较,获得行驶偏差。

通过手来操作方向盘,调节汽车,使其按照预定行车路线行驶。

6、对飞机与轮船运行原理加以分析飞机和轮船在行驶时,都会发射无线电信号来进行定位,无线电信号通过雷达反射到计算机中央处理器中。

进行对比得出误差,再将误差发射,进入雷达反射到飞机和轮船的接收器中,计算机收到信号后可还原为数据,进而可知偏差而及时修正,这是时刻都进行的。

所以飞机,轮船都能保持预定航向行驶。

7、从元件的功能分类,控制元件主要包括哪些类型的元件?控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。

8、线性定常系统的传递函数定义传递函数:传递函数是指在零初始条件下,系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。

9、常见的建立数学模型的方法有哪几种?各有什么特点?有以下三种:(1机理分析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰(2实验测试法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可,但适用面受限(3以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克服了相应的缺点10、自动控制系统的数学模型有哪些自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

自动控制原理复习

自动控制原理复习

R(s)
G1
H1/G1G4 + H3- H4 G2 H2/G1G2 G3 G4 C(s)
R(s)
-
H1/G1G4 + H3- H4+H2/G1G2 G1G2G3G4 C(s)
G1G 2G3G 4 C(s) = R(s) 1+G 2G3 H1 +G3G 4 H2 +G1G 2G3G 4(H3 -H4 )
解: p (1) a、 1 = 0; p2 = 1.5 + 1.5 j; p3 = 1.5 1.5 j ) 、 b、实轴上根轨迹为 -∞,0]段 、实轴上根轨迹为[- , 段 pi zi (2k ± 1)π π = ± ,π σ= =1 +j c、渐近线 φk = 、 nm 3 nm p2× j2.12 3 2 d、与虚轴交点 D( s) = s + 3s + 1.5s + K 、
解:根据原网络,建立它的S域模型 (R R Cs + R) C (s) = R R(s) 根据原网络,建立它的S , 1 2 1 2
R2 1 R1R2C C (s)s + R1 C (s) = R2 R(s) Cs R2 + 1 R2 Cs = 两边取拉氏逆变换得: C(s) = R(s) 两边取拉氏逆变换得: R RRCs + R dc(t ) 1 1 2 1
3、在系统设计、校正时,通常希望系统的开环对数幅频特性曲 在系统设计、校正时, 线的低频段、中高频和高频段应达到的要求是什么?为什么? 线的低频段、中高频和高频段应达到的要求是什么?为什么? (1).要求低频段有一定的高度 要求低频段有一定的高度( 较大) 解: (1).要求低频段有一定的高度(即K较大)和斜率绝对值要大 即系统型别较高),可以减小系统的稳态误差; ),可以减小系统的稳态误差 (即系统型别较高),可以减小系统的稳态误差; (2).要求中频段有一定的宽度和斜率绝对值要小 要求中频段有一定的宽度和斜率绝对值要小( (2).要求中频段有一定的宽度和斜率绝对值要小(一般为 20dB/dec),可以提高系统的动态性能指标; ),可以提高系统的动态性能指标 -20dB/dec),可以提高系统的动态性能指标; (3).要求高频段的斜率绝对值要大 可以更好地抑制高频干扰。 要求高频段的斜率绝对值要大, (3).要求高频段的斜率绝对值要大,可以更好地抑制高频干扰。 二、改错题 传递函数描述系统的固有特性。其系数和阶次可以是虚数, 1.传递函数描述系统的固有特性。其系数和阶次可以是虚数,即 实数 与系统内部结构参数有关,也与输入量初始条件等外部因素有关。 与系统内部结构参数有关,也与输入量初始条件等外部因素有关。 无关 2.劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性 劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性, 可以 2.劳斯稳定判据只能判断线性定常系统的稳定性,不可以判断相 对稳定性; 对稳定性; 3.命题 命题a 阻尼比决定了超调量的大小。 3.命题a: 阻尼比决定了超调量的大小。 命题b 相位裕量决定了超调量的大小。 命题b:相位裕量决定了超调量的大小。 命题a和命题b 不矛盾 命题a和命题b是矛盾的 4.闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。 4.闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。 开环 5.梅森增益公式适用于线性和非线性定常系统 梅森增益公式适用于线性和非线性定常系统。 5.梅森增益公式适用于线性和非线性定常系统。 线性定常系统

自控 简答

自控 简答

自动控制原理简答题整理(automatic control systems)是在无人直接参与下可使生1自动控制系统......产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

自动控制系统是实现自动化的主要手段。

简称自控系统。

2时域分析是通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时域响应来分析系....统系能的。

方法就是按一些公式求上升时间、最大超调量等参数来分析系统,也可用劳斯判据。

一般需要复杂的高阶微分方程运算。

是根据反馈控制系统开环和闭环传递函数之间的关系,由开环传递根轨迹法....函数求闭环特征根。

这种方法是用图解的方式表示特征根与系统参数的全部数值关系,适用于高阶系统,避免了复杂的运算。

根据系统的频率特性间接地揭示系统的动态特性和稳态特性,可以简频域法...单迅速地判断某些环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性的影响,并能指明改进系统的方向。

与前两种方法相比,主要优点有不需要复杂运算、能对系统动态性能作出分析。

方法是奈氏稳定判据,作出奈氏图,根据曲线与(-1.0)点的关系,作出相应判断。

是指将系统的输出信息返送到输入端,与输入信息进行比较,并3反馈控制....利用二者的偏差进行控制的过程。

反馈控制其实是用过去的情况来指导现在和将来。

在控制系统中,如果返回的信息的作用是抵消输入信息,称为负反馈,负反馈可以使系统趋于稳定;若其作用是增强输入信息,则称为正反馈,正反馈可以使信号得到加强。

在自动控制理论中,“反馈控制”是信号沿前向通道(或称前向通路)和反馈通道进行闭路传递,从而形成一个闭合回路的控制方法。

反馈信号分“正反馈”和“负反馈”两种。

为了和给定信号比较,必须把反馈信号转换成与给定信号具有相同量刚和相同量级的信号。

控制器根据反馈信号和给定信号相比较后得到的偏差信zido号,经运算后输出控制作用去消除偏差,使被控量(系统的输出)等于给定值。

闭环控制系统都是负反馈控制系统。

先从被控对象获取信息,反过来又把调节被控量的作用馈送给被控对象,这种控制方法称为反馈控制,按被控量偏离整定值的方向而向相反方向改变控制量的反馈称为负反馈。

自动控制原理简答题

自动控制原理简答题

自动控制原理简答题自动控制原理是一门研究自动控制系统的基本原理和方法的学科,它主要研究自动控制系统的基本结构、性能指标、设计方法和分析技术。

自动控制原理是现代控制理论的基础,对于工程技术领域具有重要的理论和应用价值。

自动控制原理的基本内容包括,控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的性能指标、控制系统的稳定性分析、控制系统的校正和设计方法等。

掌握这些基本内容对于理解和应用自动控制原理具有重要意义。

控制系统的基本概念是自动控制原理的起点,它包括了被控对象、控制器、执行器和传感器等基本组成部分。

被控对象是控制系统需要控制的对象,控制器是根据被控对象的状态和控制要求来调节执行器的工作状态,执行器是根据控制器的输出来改变被控对象的状态,传感器则是用来感知被控对象的状态并将其转化为控制器能够处理的信号。

控制系统的数学模型是自动控制原理的核心内容,它是用数学语言来描述控制系统的动态特性和控制规律的数学方程。

控制系统的数学模型可以是微分方程、差分方程、状态方程或者传递函数等形式,不同的控制系统有不同的数学模型,但它们都是用来描述控制系统的动态行为和控制规律的数学工具。

控制系统的性能指标是评价控制系统性能优劣的标准,它包括了稳定性、速度、精度和鲁棒性等指标。

稳定性是控制系统的基本性能指标,它描述了控制系统在外部扰动和参数变化的情况下对于稳定性的保持能力。

速度和精度则是描述了控制系统对于输入信号的响应速度和输出信号的跟踪精度,而鲁棒性则是描述了控制系统对于参数不确定性和非线性特性的抵抗能力。

控制系统的稳定性分析是自动控制原理的重要内容,它是用来分析控制系统的稳定性特性和稳定性判据的方法。

控制系统的稳定性分析可以通过根轨迹法、频域法、状态空间法等方法来进行,不同的方法适用于不同的控制系统,但它们都是用来分析控制系统的稳定性特性和稳定性判据的工具。

控制系统的校正和设计方法是自动控制原理的应用内容,它是用来校正和设计控制系统的方法和技术。

(完整版)自动控制原理简答题

(完整版)自动控制原理简答题

47、传递函数:传递函数是指在零初始条件下,系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。

48、系统校正:为了使系统达到我们的要求,给系统加入特定的环节,使系统达到我们的要求,这个过程叫系统校正。

49、主导极点:如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点,则它在响应中起主导作用称为主导极点。

51、状态转移矩阵:()Att e φ=,描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。

52、峰值时间:系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。

53、动态结构图:把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中,并把相应的输入输出信号分别以拉氏变换来表示从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。

54、根轨迹的渐近线:当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时,系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处,且它们交于实轴上的一点,这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。

55、脉冲传递函数:零初始条件下,输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的变换()R z 之比,即()()()C z G z R z =。

56、Nyquist 判据(或奈氏判据):当ω由-∞变化到+∞时, Nyquist 曲线(极坐标图)逆时针包围(-1,j0)点的圈数N ,等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ,即N=P ,则闭环系统稳定;否则(N ≠P )闭环系统不稳定,且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为:Z=∣P-N ∣57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数,系统的控制过程按预定的程序进行,要求被控量能迅速准确地复现输入,这样的自动控制系统称为程序控制系统。

58、稳态误差:对单位负反馈系统,当时间t 趋于无穷大时,系统对输入信号响应的实际值与期望值(即输入量)之差的极限值,称为稳态误差,它反映系统复现输入信号的(稳态)精度。

59、尼柯尔斯图(Nichocls 图):将对数幅频特性和对数相频特性画在一个图上,即以(度)为线性分度的横轴,以 l(ω)=20lgA(ω)(db )为线性分度的纵轴,以ω为参变量绘制的φ(ω) 曲线,称为对数幅相频率特性,或称作尼柯尔斯图(Nichols 图)60、零阶保持器:零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节,它把采样时刻的采样值恒定不变地保持(或外推)到下一采样时刻。

自动控制原理简答题汇总

自动控制原理简答题汇总

1、机械工程控制论的研究对象与任务具体地说,它研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件作用下,从系统一定的初始状态出发,所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态历程;换句话说,就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。

2、常见的建立数学模型的方法有哪几种?各有什么特点?有以下三种:(1)机理分析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰;(2)实验测试法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可,但适用面受限;(3)以上两种方法的结合,通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克服了相应的缺点。

3、PD属于什么性质的校正?它具有什么特点?超前校正。

可以提高系统的快速性,改善稳定性。

4、减小系统在给定信号或扰动信号作用下的稳态误差的方法主要有那些?1、保证系统中各环节(或元件)的参数具有一定的精度及线性性;2、适当增加开环增益或增大扰动作用前系统前向通道的增益;3、适当增加系统前向通道中积分环节的数目;4、采用前馈控制(或复合控制)。

5、对控制系统的基本要求:评价一个控制系统的好坏,其指标是多种多样的,但对控制系统的基本要求(即控制系统所需的基本性能)一般可归纳为稳定性、快速性和准确性。

1)系统的稳定性:指系统抵抗动态过程振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。

(稳定性的要求是系统作的必要条件)2)系统的快速性:指当系统输出量与给定的输入量之间产生偏差时,消除这种偏差的快慢程度。

(快速性是在系统稳定的前提下提出)3)系统的准确性:指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差程度,这一偏差也称为静态精度。

(准确性是衡量系统工作性能的重要指标)6、连续控制系统或离散控制系统稳定的充分必要条件是什么?连续控制系统稳定的充分必要条件是闭环极点都位于S平面左侧;离散控制系统稳定的充分必要条件系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。

7、对于最小相位系统而言,若采用频率特性法实现控制系统的动静态校正,静态校正的理论依据是什么?动校正的理论依据是什么?静态校正的理论依据:通过改变低频特性,提高系统型别和开换增益,以达到满足系统静态性能指标要求的目的。

自动控制原理简答题

自动控制原理简答题

自动控制原理简答题1. 什么是自动控制原理?自动控制原理是一门研究如何通过各种控制手段和方法,使系统在不同的输入条件下自动地实现稳定、准确、快速的输出控制的学科。

2. 自动控制的基本组成部分是什么?自动控制的基本组成部分包括控制对象(也称为被控对象)、传感器、执行器、控制器和反馈回路。

3. 什么是控制对象?控制对象指的是需要被控制的具体物理系统或过程,例如温度控制中的温度传感器测量的温度就是控制对象。

4. 什么是传感器?传感器是负责将控制对象的物理量转换为电信号的装置,它能够测量系统的各种输入和输出变量,并将其转化为控制系统可以处理的电信号。

5. 什么是执行器?执行器是控制系统中的一种装置,根据控制信号的指示,将电信号转换为能够对控制对象产生控制作用的物理量。

6. 什么是控制器?控制器是根据控制算法,接收传感器反馈信号并生成控制信号的装置,它根据输入信号和反馈信号进行计算和判断,并输出控制信号来实现对控制对象的控制。

7. 什么是反馈回路?反馈回路是控制系统中的一种回路结构,它将控制对象的输出信号经过传感器测量后,与期望值进行比较,将相差的量反馈给控制器,通过调节控制信号来消除误差,使系统达到稳定状态。

8. 自动控制中常用的控制策略有哪些?常用的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制和PID控制。

比例控制根据误差的大小进行比例放大输出控制信号;积分控制根据误差的累积进行调节;微分控制根据误差的变化率进行调节;PID控制则是将比例、积分和微分控制结合起来,综合考虑系统的稳态性、快速性和抗干扰性。

9. 自动控制的应用范围有哪些?自动控制广泛应用于各个领域,如工业自动化、航空航天、交通运输、电力系统、水利水电、化工过程控制、环境保护等。

它可以提高系统的稳定性、精确性和效率,减少人为操作的错误和工作负担。

10. 自动控制原理的发展趋势是什么?随着科技的进步和智能化的发展,自动控制原理将趋向于更加复杂、高效、智能化的方向发展。

自动控制原理简答题

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自动控制原理简答题自动控制原理是指利用各种控制器和执行器,通过对被控对象进行测量、比较、运算和判断,对被控对象进行调节和控制的一种技术体系。

它是现代工业自动化技术的核心内容,也是现代信息技术和智能技术的基础。

自动控制原理主要包括控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的稳定性分析、控制系统的性能指标和控制系统的设计方法等内容。

控制系统的基本概念是自动控制原理的起点。

控制系统由输入、输出、控制器和被控对象组成。

输入是控制系统接受的外部命令或干扰信号,输出是控制系统产生的对被控对象的控制作用,控制器是控制系统的核心部分,它根据输入信号和输出信号之间的差异,通过控制被控对象的作用,使输出信号逼近输入信号。

被控对象是控制系统所要控制的对象,可以是机械系统、电气系统、液压系统等。

控制系统的数学模型是自动控制原理的重要内容。

数学模型是对控制系统的动态特性进行描述的数学方程,它可以用微分方程、差分方程、传递函数等形式表示。

通过数学模型,可以对控制系统的动态特性进行分析,从而设计出合适的控制器,使控制系统具有良好的动态性能。

控制系统的稳定性分析是自动控制原理的核心内容之一。

稳定性是控制系统的基本性能指标之一,它是指控制系统在受到外部干扰或参数扰动时,能够保持稳定的性能。

稳定性分析可以通过根轨迹法、频域法、状态空间法等方法进行,通过稳定性分析,可以确定控制系统的稳定性条件,从而设计出合适的控制器,使控制系统具有良好的稳定性。

控制系统的性能指标是自动控制原理的另一个重要内容。

性能指标是对控制系统性能进行评价的指标,包括超调量、调节时间、静态误差等。

通过性能指标的分析,可以对控制系统的性能进行评价,从而设计出合适的控制器,使控制系统具有良好的性能。

控制系统的设计方法是自动控制原理的最终目的。

设计方法是指根据控制系统的要求,确定控制系统的结构和参数,从而使控制系统具有良好的控制性能。

常用的设计方法包括比例积分微分(PID)控制器设计方法、根轨迹法设计方法、频域法设计方法等。

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47、传递函数 :传递函数是指在零初始条件下,系统输出量的拉式变换与系统输入量的 拉式变换之比。

48、系统校正 :为了使系统达到我们的要求,给系统加入特定的环节,使系统达到我们 的要求,这个过程叫系统校正。

49、主导极点 :如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有 其他闭环零点,则它在响应中起主导作用称为主导极点。

50、香农定理 :要求离散频谱各分量不出现重叠 , 即要求采样角频率满足如下关系:s ≥ 2 ω max 。

51、状态转移矩阵 : (t ) e At ,描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。

52、峰值时间 :系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。

53、动态结构图 :把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中, 并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示,从而得到的传递函数方块图就称为 动态结构图。

54、根轨迹的渐近线 :当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时,系统有 n-m 条根轨迹终 止于 S 平面的无穷远处,且它们交于实轴上的一点,这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线 叫做根轨迹的渐近线。

55、脉冲传递函数 :零初始条件下,输出离散时间信号的 z 变换 C z 与输入离散信号的 56、Nyquist 判据(或奈氏判据) :当ω由 - ∞变化到 +∞时, Nyquist 曲线(极坐标图) 逆时针包围( -1,j0 )点的圈数 N ,等于系统 G (s )H (s ) 位于 s 右半平面的极点数 P ,即 N=P ,则闭环系统稳定;否则( N ≠ P )闭环系统不稳定,且闭环系统位于 s 右半平面的极 点数 Z 为: Z=∣P-N ∣57、程序控制系统 : 输入信号是一个已知的函数,系统的控制过程按预定的程序进行, 要求被控量能迅速准确地复现输入,这样的自动控制系统称为程序控制系统。

58、稳态误差 :对单位负反馈系统,当时间 t 趋于无穷大时,系统对输入信号响应的实 际值与期望值(即输入量)之差的极限值,称为稳态误差,它反映系统复现输入信号的 (稳态)精度。

59、尼柯尔斯图( Nichocls 图):将对数幅频特性和对数相频特性画在一个图上,即以 (度)为线性分度的横轴,以 l ( ω)=20lgA ( ω)(db )为线性分度的纵轴,以ω为参变 量绘制的 φ( ω) 曲线,称为对数幅相频率特性,或称作尼柯尔斯图( Nichols 图)60、零阶保持器 :零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节,它把采样时 刻的采样值恒定不变地保持(或外推)到下一采样时刻。

61、状态反馈 设系统方程为 x& Ax Bu,y cx ,若对状态方程的输入量 u 取 u r Kx , 则称状态反馈控制。

. 名词解释z 变换 R z 之比,即 G z Cz Rz四. 简答题62、常见的建立数学模型的方法有哪几种?各有什么特点?有以下三种:(1) 机理分析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰 ,(2) 实验测试法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可,但适用面受限 ,(3) 以上两种方法的结合 : 通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克服了相应的缺点63、PD属于什么性质的校正?它具有什么特点?超前校正。

可以提高系统的快速性,改善稳定性64、幅值裕度,相位裕度各是如何定义的?K g `1, G( jw g )H( jw g) 180。

g|G( jw g)H(jw g)| g g65、典型的非线性特性有哪些?饱和特性、回环特性、死区特性、继电器特性66、举例说明什么是闭环系统?它具有什么特点?既有前项通道,又有反馈通道,输出信号对输入信号有影响,存在系统稳定性问题。

67.简要画出二阶系统特征根的位置与单位阶跃响应曲线之间的关系。

68、减小系统在给定信号或扰动信号作用下的稳态误差的方法主要有那些?①、保证系统中各环节(或元件)的参数具有一定的精度及线性性;②、适当增加开环增益或增大扰动作用前系统前向通道的增益;③、适当增加系统前向通道中积分环节的数目;④、采用前馈控制(或复合控制) 。

69、连续控制系统或离散控制系统稳定的充分必要条件是什么?连续控制系统稳定的充分必要条件是闭环极点都位于 S 平面左侧;离散控制系统稳定的充分必要条件系统的特性方程的根都在 Z 平面上以原点为圆心的单位圆内。

70、非线性系统和线性系统相比,有哪些特点 ?非线性系统的输入和输出之间不存在比例关系,也不适用叠加定理;非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关,而且也与它的初始信号的大小有关;非线性系统常常会产生自振荡。

71、自动控制系统的数学模型有哪些 ? 自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

72、定值控制系统、伺服控制系统各有什么特点?定值控制系统为给定值恒定,反馈信号和给定信号比较后控制输出信号;伺服控制系统为输入信号是时刻变化的,输入信号的变化以适应输出信号的变化。

73、从元件的功能分类,控制元件主要包括哪些类型的元件?控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。

74、对于最小相位系统而言,若采用频率特性法实现控制系统的动静态校正,静态校正的理论依据是什么?动校正的理论依据是什么?静态校正的理论依据:通过改变低频特性,提高系统型别和开换增益,以达到满足系统静态性能指标要求的目的。

动校正的理论依据:通过改变中频段特性,使穿越频率和相角裕量足够大,以达到满足系统动态性能要求的目的。

75、在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些?分析内容有那些?常用的工程方法:时域分析法、根轨迹法、频率特性法;分析内容:瞬态性能、稳态性能、稳定性。

76、用状态空间分析法和用传递函数描述系统有何不同?传递函数用于单变量的线性定常系统,属于输入、输出的外部描述,着重于频域分析;状态空间法可描述多变量、非线性、时变系统,属于内部描述,使用时域分析。

1滞后超前串联校正改善系统性能的原因。

2惯性环节在什么条件下可以近似为比例环节。

3列举 3 种非线性系统与线性系统特性的不同之处。

4现实中,真实的系统都具有一定程度的非线性特性和时变特性,但是理论分析和设计经常采用线性时不变模型的原因。

1e Ts5零阶保持器传递函数G h(s) 1 e中是否包含积分环节?为什么?s36.为什么说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同 ? 举例说明。

37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时,如何用实验方法确定时间常数 T ?其调整时间 t s 和时间常数 T 有何关系,为什么?38.什么是主导极点?主导极点起什么作用,请举例说明。

39.什么是偏差信号?什么是误差信号?它们之间有什么关系 ?40.根轨迹的分支数如何判断?举例说明。

36.传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,它通常不能表明系统的物理特性和物理结构,因此说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同。

(3 分)举例说明(2 分)略,答案不唯一。

37.常用的方法(两方法选 1 即可):其单位阶跃响应曲线在 0.632 (2.5 分)稳态值处,经过的时间 t=T(2.5 分);或在 t =0处曲线斜率 k= 1/ T,t s=( 3~4)T38.高阶系统中距离虚轴最近的极点,其附近没有零点,它的实部比其它极点的实部的1/5还小,称其为主导极点。

(2 分)将高阶系统的主导极点分析出来,利用主导极点来分析系统,相当于降低了系统的阶数,给分析带来方便。

(2 分)举例说明(1 分)略,答案不唯一。

39.偏差信号:输入信号与反馈信号之差;1.5 分)误差信号:希望的输出信号与实际的输出信号之差。

( 1.5 分)两者间的关系:s E s H s ,当H s 1时,s E s (2 分)40.根轨迹 S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数,也就是分支数与闭环极点的数目相同(3分)。

举例说明(2 分)略,答案不唯36. 开环控制系统:是没有输出反馈的一类控制系统。

其结构简单,价格低,易维修。

精 度低、易受干扰。

(2.5 分)闭环控制系统:又称为反馈控制系统,其结构复杂,价格高,不易维修。

但精度高,抗 干扰能力强,动态特性好。

( 2.5 分)37. 答案不唯一。

例如:即在系统的输入端加入一定幅值的正弦信号,系统稳定后的输入 也是正弦信号,(2.5 分)记录不同频率的输入、输出的幅值和相位,即可求得系统的 频率特性。

(2.5 分)38.0 型系统的幅频特性曲线的首段高度为定值, 20lgK 0(2 分)1 型系统的首段 -20dB/dec ,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为2 型系统的首段 -40dB/dec ,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为 39. 根轨迹与虚轴相交,表示闭环极点中有极点位于虚轴上,即闭环特征方程有纯虚根, 系统处于临界稳定状态,可利用此特性求解稳定临界值。

(3 分) 举例,答案不唯一。

如求开环传递函数 G (s )=K/(s (s+1)(s+2)) 的系统稳定时的 K 值。

根 据其根轨迹与虚轴相交的交点,得到 0<K<6。

(2 分)40.1) 当控制系统的闭环极点在 s 平面的左半部时,控制系统稳定; (1 分)2) 如要求系统快速性好,则闭环极点越是远离虚轴;如要求系统平稳性好,则复数极点 最好设置在 s 平面中与负实轴成 45 夹角线以内;(1 分)3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小,可忽略不计; (1 分)4) 要求系统动态过程消失速度快,则应使闭环极点间的间距大,零点靠近极点。

即存 5) 在偶极子;( 1 分)5)如有主导极点的话,可利用主导极点来估算系统的性能指标。

(1 分)36. 开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么?37. 如何用实验方法求取系统的频率特性函数?38. 伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系?39. 根轨迹与虚轴的交点有什么作用 ? 举例说明40. 系统闭环零点、极点和性能指标的关系。

36. 1) 各前向通路传递函数的乘积保持不变。

(2 分)2)各回路传递函数的乘积保持不变。

(2 分)举例说明 (1 分) 略,答案不唯一。

37. 其极坐标图为单位圆,随着 从 0 变化,其极坐标图顺时针沿单位圆转无穷多圈 (2.5 分)图略。

( 2.5 分)38. 可采用以下途径:1)提高反馈通道的精度,避免引入干扰 ; (1.5 分)2) 在保证系统稳定的前提下,对于输入引起的误差,可通过增大系统开环放大倍数和提 高系统型次减小。

对于干扰引起的误差,可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大 放大倍数来减小 ; (2分)ω1=K 1( 1.5 分)ω1= K 2(1.5 分)3)采用复合控制对误差进行补偿。

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