自动控制原理

1、自动控制原理填空题复习自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操控受控对象，使 得表征受控对象物理特征的被控量等于给定值或给定信号变化规律去变 化的过称。自动控制系统由控制装置和受控对象构成。自动控制系统的基本控制方式1）开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。特点：系统结构和控制过程均很简单，但由于这类系统抗干扰能力较差，控制 精度较低，因而限制了它的应用范围。开环控制一般用于对控制性能要求 不高的场合。2）闭环控制控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，即有被 控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制。特点：（1）由于系统的控制作

2、用是通过给定值与反馈量的差值进行的，故这种 控制常称为按偏差控制，又称反馈控制。（2）这类系统具有两种传输信号的通道：由给定值全被控量的通道称为 前向通道；由被控量全系统输入端的通道称为反馈通道。（3）不论去什么物理量进行反馈，作用在反馈环内前向通道上的扰动所 引起的被控量的偏差值，都会得到减小或消除，使得系统能基本抑 制这些扰动。3）复合控制前馈补偿控制欲反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿 的复合控制。自动控制系统的分类：1）线性系统与非线性系统2）定常系统和时变系统3）连续系统与离散系统4）恒指系统，随动系统和程序控制系统。控

3、制系统的性能要求1）稳定性（系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平 衡的能力）2）快速性（可以通过动态过程时间的长短来表征）3）准确性（反映了系统在一定外部信号作用下的稳态精度）建立系统数学模型的方法主要有两种：解析法和实验法。在经典控制理论中，控制系统的数学模型有多种，常用的有：微分方程， 传递函数，动态结构图，频率特性等。建立系统微分方程的一般步骤：1）确定系统的输入变量和输出变量2）建立初始微分方程组3）消除中间变量，将方程式标准化。与非线性系统相比较，线性系统具有叠加性和齐次性。典型环节的传递函数及性能特点：1）比例环节特点：输出不失真，不延迟，成比例地复现输入信号的变化，

4、即信号的传递没有惯性。2）惯性环节特点：输出量不能瞬时完成与输入量完全一致的变化。3）积分环节特点：输出量与输入量对时间的积分成正比。若输入突变，输出值要等到时间T 之后才等于输入值，固有滞后作用。4）微分环节特点：输出量与输入量对时间的微分成正比，即输出量反映了输入量的变化率， 而不是反映输入量本身的大小。5）振荡环节特点：若输入为一阶跃信号，则其动态响应具有振荡的形式。6）时滞环节特点：输出波形与输入波形相同，但延迟了时间T。微分方程和传递函数是系统数学模型的两种形式。绘制动态结构图的一般步骤：1）确定系统中各元件或环节的传递函数；2）绘制各环节的方框图，方框中标出其传递函数，并以带箭头的

5、信合 线和字母标明其输入量和输出量。3）根据信号在系统中的流向，依次将各方框图链接起来。常用的分析与设计方法有时域分析法，根轨迹分析法和频率特性法。典型输入信号：1）阶跃信号2）斜坡信号3）抛物线信号4）脉冲信号5）正弦信号控制系统的性能指标分为动态性能指标和稳态性能指标，动态性能指标又 分为跟随性能指标和抗扰性能指标。跟随性能指标：1）上升时间2）峰值时间3）超调量（系统输出响应超出稳态值的最大偏离量占稳态值的百分比）4）调节时间5）振荡次数抗扰性能指标1）动态降落2）恢复时间稳态性能指标控制系统的稳态性能一般是指其稳态精度，常用稳态误差开表示。稳态误差是指系统期望值与实际稳态值之间的差值。19 .根轨迹方程课分解为幅值方程和相角方程。系统的频谱特性，相频特性，频率特性（幅相特性）裕量：相位裕量和幅值裕量按照校正装置在系统中的连接方式。可将校正的方法分为串联校正，反馈 校正和前馈补偿。校正装置可以是由电气的，机械的，或由其他物理形式的元部件所组成电气的校正装置可分为无源和有源两种。.若构成校正装置的元器件均为无源元件，则为无源校正.若校正装置