《自动控制原理》考试填空题.doc

1、自动控制原理考试填空题doc-CAL-FENGHALNetWOrk InfOrmatiOn TeChnOIOgy COmPany.202OYEAR自控原理填空题复习指南1. 对于一个自动控制的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性、准确性。2. 反馈控制系统的工作原理是按偏差进行控制,控制作用使扁差消除或减小，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。3. 系统的传递函数只与系统本身结构参数有关,而与系统的输入无关。4. 微分方程是时间域中的连续（填连续或离散）系统的数学模型，传递函数是复数域中连续（填连续或离散）系统的数学模型。差分方程是 时间域中的离散（填连续或离散）系统的数学模型，脉冲传

2、递函数是Z 域离散（填连续或离散）系统的数学模型。频率特性是频率域数学 模型。（此题11/12/13班只需了解连续部分）5. 自动控制系统按控制方式分，基本控制方式有：开环、闭环、复合 三 种。6传递函数G（S）的拉氏反变换是系统的单位J生响应。7. 线性连续定常系统的稳定的充分必要条件是闭环系统特征方程的根全部具冇负实部，或者闭环传递函数的极点均位于S左半平面；线性离 散定常系统稳定的充分必要条件是闭环系统特征方程的根模均小于1,或者闭环传递函数的极点均位于Z平面单位园内。8. 线性连续系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、状态空间表达式（现代部分讲解）；线性离散系统模型有差分方程、

3、脉冲传 递函数、状态空间表达式（现代部分讲解）。9. 系统开环频率特性的低频段，主要是山放大环节（开环增益）环节和微积分环节来确定。10. 常用研究非线性系统的方法有相平面和描述函数两种。稳定系统的开环幅相频率特性靠近（-1, j）点的程度表征了系统的相 对稳定性，它距离（-1, j）点越 远,闭环系统相对稳定性就越高。12频域的相对稳定性常用相角裕度（相位裕度）和帕值裕度（增益裕度）表示,工程上常用这里两个量来估算系统的时域性能指标。13.某单位反馈系统的开环传递函数G（S） =二，则其开环频率特性是 S（S+ 5）GO）=L=%香呻开环幅频特性是h>O+5） WJW2 + 25Z :

4、开环对数频率特性曲线的转折频率为5rads。+25614单位负反馈系统开环传递函数为G(S) =一，在输入信号r(t)=sint作 SG+ 5)用下，系统的稳态输出CsS=-y= sin(r - arctan 5)(注意利用闭环传递函数球)系统的稳态误差ess(t)= COSt15. 工程实践中常用的三种校正方法是出联矫正、反馈矫d 、复合矫JE o按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正可分为申联 矫止、反馈娇正、复合矫止C16. 吊联校正有出联超前校正出联滞后校d和出联滞后超前校正。17 超前校正网络传递函数为G(S) =笼A>J滞后校正网络传递函数为G (S)9 Z? VlO

5、7 + 118.超前校正是利用网络的中频段相角超前特性;滞后校正是利用网络的高频幅值衰减特性19离散系统稳定的充要条件闭环系统特征方程的根模均小1,或者闭环传递函数的极点均位于Z平面单位园内,判断离散系统稳定的方法有 劳斯稳定性判据。20.离散系统按照离散信号的种类分为采样控制系统控制系统和数字控 制系统控制系统。21香农采样定理为：采样角频率 大于等于2倍连续信号的频谱的最大角频 率。22.系统的频率特性与闭环系统的时间响应有关。开环系统的低频段表 征闭环系统的 稳态特性(稳态粘度)：开环系统的中频段表征闭 环系统的动态特性；开环系统的高频段表征闭环系统的复杂性和噪 声抑制能力。23常用研究

6、非线性系统的方法有相平面和描述函数两种。24.离散系统稳定的充要条件，判断系统稳定的方法有_稳定性判据。 (同前)25 描述函数法分析非线性控制系统的应用条件：1 Il线性系统应前化为一 个非线性环节和一个线性部分不换连接的典型结构形式2非线性环节 的输入和输出特性是奇函数3系统的线性部分具有较好的低通滤波特 性.(参考课本410页)26. 非线性控制系统自激振荡是指没有外界周期变化信号的作用时,系统内 部产生的具有撮幅和频率的稳定周期运动,简称自振。27. 自动控制是在没有人直接参与的情况下,利用外部装置使被控对象的某个参数(被控量)按预订的规律运行的要求变化。2&由被控对象和控制装

7、置按一定方式连接起来,完成一定的自动控制任 务，并具有预定性能的动力学系统，成为自动控制系统。29. 闭环控制系统的特点是:在控制器与被控对象之间不仅有正向控制作 用，而且还有控制作用。此种系统精度高,但稳定性较差；30. 开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之问只有正向作用,没 有反馈控制作用。此种系统低，但稳定性较高。31. 在经典控制理论中，广泛使用的分析方法有时域分析法、复数域分析 法（根轨迹）和频率分析法。32. 温度控制系统是一种直控制系统，般对系统的稳态精度（稳态 误差）指标要求比较严格。33. 火炮跟踪系统是一种Jl动_控制系统，般对系统的快速性指标要求比 较较高。34.

8、反馈控制系统是根据给定值和血直的偏差进行调节的控制系统。35. 线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的J½和系统的特性，与 外输入信号施加的时间无关。36. 阶系统1/Ts+l的单位阶跃响应为37. 二阶系统两个重要参数是阻尼比和无阻尼自然震荡角频率,系统的输出 响应特性完全由这两个参数来描述。38. 二阶系统的主要指标有超调量Mp%,调节时间ts和稳态输出c（8）.其 中Mp%和fs是系统的快速性指标,C（QQ）是系统的稳态精度（准确 性）指标。39. 在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess= .40. 时域动态指标主要有上升时间、调节时间最大超调量和峰值时间。41

9、. 线性系统稳定性是系统本身固有特性,与系统的外输入信号的种类 无关。42. 时域性能指标中所定义的最大超调量MP (p)的数学表达式是MP = e XlO0% .43. 系统输出响应的稳态值与筮堂号之间的偏差称为稳态误差esso44. 二阶系统的阻尼比在0到1范围时,称为峰值时间tp45. 在单位斜坡输入信号作用下，1型系统的稳态误差ess=lK.其中K是指 系统开环増益。46. 在单位斜坡输入信号作用下，11型系统的稳态i吴差ess=0_o47响应曲线达到超调量的赵直_所需的时间，称为峰值时间tp48. 二阶闭环系统控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式系数 均大于零.且构成的劳斯

10、表第一列系数均大于零。49. 如果増加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系统的稳态精度 将提高，相对稳定性将变差。50响应是指当时间t趋于无穷大时，系统的输出状态。(此题去掉)51. 在阻尼比OVlVl,情况下工作时，若I过小，则超调量较大。52. 远离虚轴的偶极子极点(或者填极点)点对系统的影响较小。53. 当系统的输入是随时间増长变化时，可选择单位斜坡为典型输入信 号。54. 已知单位反馈控制系统在阶跃输入函数作用下，稳态误差为常数，则此 系统为卫_型系统。55. 若系统的特征方程式为(s+l) 2 (s-2) 2+3=0,此系统的稳定性是还稳56. 般讲，如果开环系统増加积分环节，则其闭环系统的相对稳定性将 变差。57. 控制系统的稳态误差反应了系统的系统控制精度或抗扰动能力。5&若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，则这两个极点之间必定 存在 分离点点59. 根轨迹图对称干根平面的实轴。60. 如果实轴上某一段右边的开环实数极点零极点总个数为则这 段就是根轨迹的一部分。61. 采样器和保持器对系统动态性能的影响（了解。见课本361页）采样 器可是系统的峰值时间和调节时间略有减小，但是使超调量増大，故采 样造成的信息损失会降低系统的稳定程度，但在某些情况下，例如在具 有大延迟的系统中，误差采样会提高系统的稳定程度。零阶保持器是系 统的峰值时间和调节时间