控制工程基础简答题

（1）何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些差别？控制系统是指系统的输出能依据要求的参照输入或控制输入进行调理的。开环系统结构简单、不存在不稳固问题、输出量不用丈量；闭环系统有反应、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳固性。（2）什么叫相位欲量？什么叫幅值裕量？相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连向来线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。（3）试写出PID控制器的传达函数？kpkDKI/s（4）什么叫校订（或赔偿）？所谓校订，就是指在系统中增添新的环节或改变某些参数，以改良系统性能的方法。（5）请简述顺馈校订的特色？顺馈校订的特色是在扰乱惹起偏差以前就对它进行近视赔偿，以便实时除去扰乱的影响。6）传达函数的主要特色有哪些？传达函数反应系统自己的动向特征，只与自己参数结构相关，与外界输入没关关于物理可实现系统，传达函数分母中s的阶数必许多于分子中s的阶数，传达函数不说明系统的物理结构，不一样的物理结构系统，只需他们的动向特征同样，其传达函数同样（7）机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并经过输出来研究系统自己的相关问题，即系统剖析当系统已定，且系统的输出也已给出，要确立系统的输入应使输出尽可能切合给定的最正确要求，即系统的最优控制当输入已知，且输出也已给准时，确立系统应使得输出尽可能切合给定的最正确要求，即最优设计当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即成立系统的数学模型，即系统的辨别当系统已定，输出已知时，以辨别输入或输入中的相关信息，即滤液与展望（8）在系统校订中，常用的性能指标有哪些？时域性能指标，包含瞬态响应指标（即上涨时间、峰值时间、最大超调量、调整时间）和稳态性能指标（即稳态偏差）频域性能指标,包含相位裕量、幅值裕量、截止频次、带宽（9）求拉氏变换的方法有哪些？查表法有理函数法部分分式法10）简述二阶欠阻尼系数,Wn与性能指标MP（超调量）、Ts（调整时间）的关系二阶欠阻尼系统若不变，增大（或减小）Wn，则超调量MP不变，调整时间Ts减小（或增大）；若Wn不变，增大（或减小），则超调量MP减小（或增大），调整时间Ts减小（或增大）（11）简述串连超调校订环节的作用？作用：串连超前校订环节增大了相位裕量，加大了带宽，这就意味着提升了系统的相对稳固性，加速了系统的响应速度，使过渡过程获得了明显改良。但因为系统的增益和型次都未变化，因此稳态精度变化不大。（13）终值定理的应用条件是什么？若函数f（t）及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处独一的极点外，sF（s）在包含jw轴的右半平面内是分析的，（这就意味着当t--时，f（t）趋近于一个确立的值，）则函数f（t）的终值为limtf(t)limF(s)so（14）什么叫系统剖析？当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出响应，并经过输出来研究系统自己的相关问题，即系统剖析（15）对数坐标图的主要长处有哪些？能够将幅值相乘转变为幅值相加，便于绘制多个环节构成的系统的对数频次特征图能够采纳渐近线近视的作图方法绘制对数幅频图，简单方便，特别是在控制系统设计、校订及系统辨别等方面，长处更加突出对数分度有效地扩展了频数范围，特别是低频段的扩展，对工程系统设计拥有重要意思。（16）简述拉氏变换中部分分式法的步骤？部分分式法是经过代数运算，先将一个复杂的象函数化为数个简单的部分分式之和，再分别求出各个分式的原函数，总的原函数即可求得17）请写出超前校订装置的传达函数，假如将它用于串连校订，能够改良系统的什么性能？GC(S)1Ts1,1，可增添相位欲度，调整频带宽度Ts118）影响系统稳态偏差的因数有哪些？影响系统稳态偏差的因数有系统的种类、开环增益和输入信号19）什么叫机械系统的动软度和动刚度？若机械系统的输入为力，输出为位移，则机械系统的频次特征就是机械系统的动柔度；机械系统的频次特征的倒数就是机械系统的动刚度（20）对控制系统的基本要求是什么？对控制系统的基本要求有系统的稳固性、响应的迅速性和响应的正确性，此中系统的稳固性是控制系统工作的首要条件；在参数已知的状况下剖析和评论系统的稳固性、迅速性和正确性（21）什么是数学模型？数学模型是系统动向特征的数学表达式。成立数学模型是剖析、研究一个动向系统特征的前提，一个合理的数学模型应以最简化的形式，正确地描绘系统的动向特征（22）线性系统的主要特色是什么？若系统的数学模型表达式是线性的，则这类系统就是线性系统。线性系统重要的特色是能够运用叠加原理，所谓叠加原理，就是系统在几个外加力作用下所产生的相应，等于各个外加作用独自作用的响应之和（23）简述系统时间响应的看法？机械工程系统在外加力作用激励下其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，经过时间响应的剖析能够揭露系统自己的动向特征（24）在频次特征的图形表示方法中，常用的方法有哪几种？共有三种：对数坐标图或称伯德图极坐标图或称乃奎斯特图对数幅-相图。25）判判定常系统能否稳固的方法有哪几种？劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳固性判据；根轨迹法26）反应校订和串连校订对比，所拥有的有点是那些？利用反应能有效地改变被包围环节的动向结构参数，甚至在必定条件下能用反应完整代替包围环节，进而大大减弱这部分环节因为特征参数变化及各样扰乱给系统带来的不利影响（27）什么是反应（包含正反应和负反应）所谓信息的反应，就是把一个系统的输出信号不停直接地或经过中间变化后所有或部分地返回，再输入到系统中去，假如反应回去的信号与原系统的输入信号的方向相反（或相位差180°）则称之为“负反应”；假如方向或相位同样，则称之为“正反应”（28）劳斯-胡尔维茨稳固性判据的依据是什么？利用特色方程式的根与系数的代数关系，由特色方程中的已知系数间接判断出方程的根能否拥有负实部，进而判断系统能否稳固29）采纳何种方式能够同时减少或除去控制输入和扰乱作用下的稳态偏差？在扰乱作用点至系统输进口的前向通道中，提升增益和设置积分环节31）系统的频域性能指标有那些？相位裕量、幅值裕量、截止频次及频宽、谐振频次和睦振峰值32）频次特征和传达函数的关系是什么？若系统的传达函数为G（s），则相应系统的频次特征为G(jw)，马上传达函数中的s用jw代替33）请写出滞后校订装置的传达函数，假如将它用于串连校订，能够改良系统的什么性能？G(s)=Ts+1/aTs+1，提升系统的稳态精度34）什么是系统频次特征的截止频次？系统闭环频次特征的幅值降落到其零频次幅值以下3dB时的频次35）系统时间响应的刹时响应反应哪方面的性能？而稳态响应反应哪方面的性能？瞬态响应反应了系统的稳固性和响应的迅速性等方面的性能，而稳态响应反应了系统响应的正确性36）当系统的阻尼比知足什么条件时，二阶系统特色方程的根为两个不相等的负实根？二阶系统的特色方程为：s22wnwn2

0，特色根为

s1,2

wn

wn21，要使根拥有两个不相等的负实根，一定知足

wn0

21

0

1（37）请简述拉斯变换的卷积定理？f(t

)g(

)d

F(s).G(s)

若

F(S)

L

f(t)

,G(S)

L

g(t)

，则有

L

0t式中

0f(t

)g(

)d

f(t)*g(t),

称作

f（t）和

g（t）的卷积38）已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应，可否求出该系统的闭环传达函数？若能够，怎样求？能够，将零初始条件下单位脉冲响应求拉斯变换即为该系统的闭环传达函数（39）控制系统稳固性的定义是什么？系统在遇到外界扰动作用时，其被控制量将偏离均衡地点，当这个扰动作用去除后，若系统在足够长的时间内能恢复到其本来均衡状态或许趋于一个给定的新的均衡状态，则该系统是稳固的（40）试从控制的看法剖析反应校订的特色？反应校订能有效地改变被包围环节的动向结构参数，甚至在必定条件下能用反应校订完整代替包围环节，进而大大减弱这部分环节因为特征参数变化及各样扰乱给系统带来的不利影响（41）实现校订的方式有哪几种？t串连校订、并联校订和PID校订已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应，可否求出该系统闭环传达函数？怎样求?答：能够。将零初始条件下单位脉冲响应求出拉氏变换即为该系统的闭环传达函数。一阶系统的闭环极点越凑近S平面原点，其单位阶跃响应速度应越快仍是越慢?为何？答：一阶系统越凑近S平面原点，其阶跃响应速度越慢。什么是主导极点？答：主导极点就是所有闭环极点中距离轴近来的，并且四周也没有其余闭环零点的闭环极点，主导极点对系统的响应起主导作用。采纳何种方式能够同时减小或除去控制输入和扰乱作用下的稳态偏差？答：为了降低由扰动惹起的偏差，能够增大扰动作用点前面的传达函数G（0）的值，也能够再扰动点前加入积分环节。5.最小相位系统和非最小相位系统的频次特征有何异同？答：二者的幅值频次同样，可是相位频次不通非最小相位系统的相角变化绝对值比最小相位系统的相角变化绝对值大。简述相位超前，相位滞后校订的优弊端是什么？答：相位超前校订：加速系统响应速度，提升系统稳固性。稳态精度变化不大。相位滞后校订：提升稳态精度，提升系统稳固性。降低了系统响应速度。试论述绘制伯德图的一般方法步骤。答：1.有传达函数求出频次特征并将其化为典型环节特征相乘的形式。求出