自动控制原理考试填空题推荐文档

自控原理填空题复习指南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_。反馈控制系统的工作原理是按一偏差一进行控制，控制作用使—偏差一消除或减小，保证系统的输出量按给定输入的要求变化。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。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_连续一（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，脉冲传递函数是 _z_域_离散一（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）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。传递函数G（S）的拉氏反变换是系统的单位 脉冲响应。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有负实部，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。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、脉冲传递函数、状态空间表达式（现代部分讲解）） 。系统开环频率特性的低频段， 主要是由—放大环节（开环增益） 环节和—微积分—环节来确定。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，j0）点的程度表征了系统的相对稳定性,

它距离(-1,j0)点越远，闭环系统相对稳定性就越高。频域的相对稳定性常用_相角裕度(相位裕度) _和_幅值裕度(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)13.某单位反馈系统的开环传递函数G(S)二2s(s5)则其开环频率特性是G(jw)=2jw(jw5)G(jw)=2jw(jw5)2 j(9o^^-arj«tan} 2e 由，开环幅频特性是一w\w225 w\w2 25开环对数频率特性曲线的转折频率为 5rad/s14.单位负反馈系统开环传递函数为在输入信号14.单位负反馈系统开环传递函数为在输入信号r(t)=sint作用下，，2系统的稳态输出Css(t)= sin(t-arctan5)(注意利用闭环传递函数球) 系统的V26稳态误差ess(t)=cost.工程实践中常用的三种校正方法是 _串联矫正 、反馈矫正 、复合矫正。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 串联矫正 、反馈矫正、复合矫正串联校正有串联超前—校正串联滞后校正和串联滞后超前_校正。aTs+1超前校正网络传递函数为G(S) ,a1；滞后校正网络传递函数为Ts+1G(S)%,b1超前校正是利用网络的—中频段相角一超前特性；滞后校正是利用网络的_高频幅值衰减特性离散系统稳定的充要条件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_，判断离散系统稳定的方法有_劳斯_稳定性判据。离散系统按照离散信号的种类分为 _采样控制系统一控制系统和_数字控制系统控制系统。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 。开环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（稳态精度） ;开环系统的中频段表征闭环系统的 _动态特性丄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_。常用研究非线性系统的方法有_相平面和_描述函数_两种。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）描述函数法分析非线性控制系统的应用条件： 1非线性系统应简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）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振幅和频率的稳定周期运动，简称自振。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。由被控对象一和控制装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。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；开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间只有—正向—作用，没有反馈控制作用。此种系统低，但稳定性较高。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。温度控制系统是一种 恒值控制系统，一般对系统的—稳态精度（稳态误差）_指标要求比较严格。火炮跟踪系统是一种 随动控制系统，一般对系统的_快速性一指标要求比较较高。反馈控制系统是根据给定值和 反馈值_的偏差进行调节的控制系统。线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的 种类一和系统的特性，与外输入信号施加的时间无关。1一阶系统1/Ts+l的单位阶跃响应为1-e^。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。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(g),其中Mp%和ts是系统的_快速性_指标，c(g)是系统的—稳态精度(准确性)_指标。TOC\o"1-5"\h\z在单位斜坡输入信号的作用下， 0型系统的稳态误差ess=_R .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 。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。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二e^1-2x100%..系统输出响应的稳态值与_输入信号—之间的偏差称为稳态误差 esso二阶系统的阻尼比在_0到1 _范围时，称为峰值时间tp.在单位斜坡输入信号作用下，1型系统的稳态误差ess=1/K,其中K是指系统开环增益。在单位斜坡输入信号作用下， 11型系统的稳态误差ess=0o响应曲线达到超调量的 最大值一所需的时间，称为峰值时间 tp.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，且构成的劳斯表第一列系数均大于零 。如果增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_。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)在阻尼比0<Z1,情况下工作时，若Zi小，则超调量较大。远离虚轴的—偶极子极点(或者填极点) _点对系统的影响较小。当系统的输入是随时间增长变化时，可选择 一单位斜坡一为典型输入信号。TOC\o"1-5"\h\z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 _0型系统。若系统的特征方程式为（s+1）2（s-2）2+3=0，此系统的稳定性是_不稳定 。一般讲，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统的相对稳定性将 —变差_。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 亠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根轨迹图对称于根平面的_实轴_。如果实轴上某一段右边的开环实数极点零极点总个数为 —奇数则这一段就是根轨迹的一部分。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， 但是使超调量增大，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