《自动控制原理》复习题

1、 PAGE PAGE 7 / 7第一章 习题1. 闭环和开环控制各有什么优缺点？开环: 闭环:动引起的误差，控制精度高。缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。 2随动、恒值、程序控制系统。按给定值变化规律分有：随动、恒值、程序控制系统。开环、闭环、复合控制系统。按系统结构分有：开环、闭环、复合控制系统可以归结为稳定性、准确性（精度）和快速性。第三章 习题一、基本概念1.最大超调量： c(tp) c()100%pc()直接说明控制系统的阻尼特性。过渡过程时间：在过渡过程的稳态线上，用稳态值的百分数 （通常 5%或 2% ）作一个误差允许范围，过渡过程曲线进入并永远保持在这一允许误差范围内，进入允许

2、误差范围所对应的时间叫过渡过程时间。峰值时间：欠阻尼系统单位阶跃响应输出达到最大值时对应的时间。上升时间：稳态值所对应的时间。假如距虚轴较远的闭环极点的实部与距虚轴最近的闭环极点的实部的比值大于或等于 5，且在距虚轴最近的闭环极点的附近不存在闭环零主导极点。它常以一对共轭复数极点的形式出现。ess 控制精度的度量，是衡量控制系统最终精度的重要指标。KPKvKa二、问答题1、线性连续系统稳定的充要条件是什么？答：系统特征方程式的根全部具有负实部。 即：Re Si 020=1 穷大变化时，开环频率特性逆时针方向包围（-1,j0）P 周。二、问答题试简述线性定常系统在正弦输入信号 x(t)=Xsin

3、t 作用下稳态输出信号y (t)的基本特征（或基本形式。答 ： yss(t) X G( j) sin(t ) Y sin(t )ss与输入正弦信号同频率的正弦信号，只是幅值和相位发生了变化。G(s) s 1特性，相频特性，实频特性和虚频特性。频率特性Gjw jw 1相频特性Gjw arctanw幅频特性|Gjw实频特性U(w) 1(w)2 1虚频特性V (w) w性分别是什么？频率特性G( jw) 1幅频特性|Gjw 1jww相频特性G(jw) 90实频特性U(w) 0虚频特性V (w) 1w什么是最小相位系统？最小相位系统有何特点？答：最小相位系统：具有最小相位开环传递函数的系统。设最小相位

4、系统分母的阶次是 n，分子的阶次是 m，串联积分环节的个数是 v。102v dB/v ，相频特性趋于2 20(nm) dB/dec相频特性趋于(nm)90频率特性图解分析方法中采用对数坐标有何优点？渐近特性代替精确特性，所以简化了计算和做图过程。试简述用Bode图分析系统稳定性的Nyquist稳定判据。Bode Nyquist 0dB -180P/2，其中P 为开环传递函数正实部极点个数。环系统什么性能？答：开环系统对数幅频特性曲线的低频段反映了系统的稳态性能，中频段反映了系统的动态性能（快速性与阻尼特性只要求高频部分有比较负的斜率，幅值衰减得快一些。三、填空若系统开环传递函数为 G(s)H(

5、s) （1,0 。2s15s1， 则其开环频率特性的极坐标积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为 -20dBdec。1设惯性环节的频率特性为 ( jTw1) ，当频率0 图是一个半圆，位于极坐标平面的(第四象限)。 4微分环节的频率特性相位移() = 90 5. 延迟环节的极坐标图是 单位圆。6设系统的频率特性(j) = U()+jV(),则幅频特性,相频特性分别是什么？U (w)2 U (w)2 V(w)2幅频特性相频特性U (w)1 型系统对数幅频特性的低频段渐近线斜率为 -20dBdec。积分环节频率特性的相位移为 -90度。G(s)=K；那么它的相频特性等于 0 度。第六章

6、习题什么叫校正元件？系统校正有哪些类型？什么叫串联校正？串联校正有哪几种？正、滞后校正和滞后-超前校正三种。试写出PID 答： PID 控制器的传递函数G (s) K1s)cpT si比例作用：增加系统开环比例系数，提高系统的静态精度，加快响应速度。积分微分作用：加快过程，抑制振荡，减少超调等。试写出三种典型串联校正装置的传递函数，并指出主要相位特性。答：超前校正环节：Gc（S）= (1+aTS) / (1+TS)a1；具有正的相角滞后校正环节：Gc（S）=(1+aTS)/ (1+TS)a1T2T1在低频段，该环节具有滞后相角，在高频段，该环节具有超前相角。第七章习题非线性元件正弦响应的基波分量对输入正弦波的复数比。描述函N(A)表示。 f (x,) 0f (x,)奇点：二阶系统的微分方程为其斜率方程为 dxf (x 和0 的特殊点称为奇点。量。描述函数法主要应用于分析非线性系统。相平面法：是一种求解一、二阶常微分方程的图解方法。这种方法的实质是将系统的运动过程形象地转化为