自動控制原理概念題.在零初始條件下，線性定常系統輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換值比，定義為線性定常系統的傳遞函數。傳遞函數表達了系統內在特性，只與系統的結構、參數有關，而與輸入量或輸入函數的形式無關。.一個一般控制系統由若干個典型環節構成，常用的典型環節有比例環節、慣性環節、積分環節、微分環節、振蕩環節和延遲環節等。.構成方框圖的基本符號有四種，即信號線、比較點、方框和引出點。.環節串聯后總的傳遞函數等于各個環節傳遞函數的乘積。環節并聯后總的傳遞函數是所有并聯環節傳遞函數的代數和。.在使用梅森增益公式時，注意增益公式只能用在輸入節點和輸出節點之間。.上升時間tr、峰值時間tp和調整時間ts反應系統的快速性；而最大超調量Mp和振蕩次數則反應系統的平穩性。.穩定性是控制系統的重要性能，使系統正常工作的首要條件。控制理論用于判別一個線性定常系統是否穩定提供了多種穩定判據有：代數判據（Routh與Hurwitz判據）和Nyquist穩定判據。.系統穩定的充分必要條件是系統特征根的實部均小于零，或系統的特征根均在跟平面的左半平面。.穩態誤差與系統輸入信號r（t）的形式有關，與系統的結構及參數有關。.系統只有在穩定的條件下計算穩態誤差才有意義，所以應先判別系統的穩定性。.Kp的大小反映了系統在階躍輸入下消除誤差的能力，Kp越大，穩態誤差越小；Kv的大小反映了系統跟蹤斜坡輸入信號的能力，Kv越大，系統穩態誤差越小；Ka的大小反映了系統跟蹤加速度輸入信號的能力，Ka越大，系統跟蹤精度越高.擾動信號作用下產生的穩態誤差essn除了與擾動信號的形式有關外，還與擾動作用點之前（擾動點與誤差點之間）的傳遞函數的結構及參數有關，但與擾動作用點之后的傳遞函數無關。.超調量僅與阻尼比q有關，&越大，Mp則越小，相應的平穩性越好。反之，自動控制原理概念題阻尼比q越小，振蕩越強，平穩性越差。苛=0,系統為具有頻率為Wn的等幅震蕩。.過阻尼弓狀態下，系統相應遲緩，過渡過程時間長，系統快速性差；&過小，相應的起始速度較快，但因震蕩強烈，衰減緩慢，所以調整時間ts亦長，快速性差。.當&=0.707時，系統的超調量Mp<5%，，調整時間ts也最短，即平穩性和快速性均最佳，故稱&=0.707位最佳阻尼比。.當阻尼比&為常數時，Wn越大，調節時間ts就越短，快速性越好。系統的超調量Mp和振蕩次數N僅僅有阻尼比弓決定，他們反映了系統的平穩性。.系統引入速度反饋控制后，其無阻尼自然振蕩頻率Wn不變，而阻尼比弓加大，系統階躍響應的超調量減小。.系統中增加一個閉環左實極點，系統的過渡過程將變慢，超調量將減小，系統的反應變得較為滯呆。.根軌跡的規律是相角條件和幅值條件。.K的變動只影響幅值條件不影響相角條件，也就是說，跟軌跡上的所有點滿足同一個相角條件，K變動相角條件是不變的。.跟軌跡圖揭示了穩定性、阻尼系數、振型等動態性能與系統參數的關系，用跟軌跡圖設計控制系統的關鍵是配置合適的閉環主導極點。.系統的開環對數幅頻特性L(w)等于各個串聯環節對數幅頻特性之和，系統的開環相頻特性①(w)等于各個環節相頻特性之和。.在s右半平面上既無極點有無零點的傳遞函數，稱為最小相位傳遞函數。具有最小相位傳遞函數的系統，稱為最小相位系統.最小相位系統的L(w)曲線的斜率增大或減小時，對應相頻特性的相角也增大或減小，二者變化趨勢是一致的。對最小相位系統，幅頻特性和相頻特性之間存在著唯一的對應關系。.對于最小相位系統，當IG(jw)H(jw)l<1或20lglG(jw)H(jw)l<0時，閉環系統穩定。當Y〉0時閉環系統穩定。.時域性能指標，包括穩態性能指標和動態性能指標；頻域性能指標，包括開環頻域指標和閉環頻域指標。自動控制原理概念題.校正方式可以分為串聯校正、反饋(并聯)校正、前置校正和擾動補償等。串聯校正和并聯校正是最常見的兩種校正方式。.根據校正裝置的特性，校正裝置可分為超前校正裝置、滯后校正裝置和滯后-超前校正裝置。.校正裝置中最常用的是PID控制規律。PID控制是比例積分微分控制的簡稱，可描述為Gc(s)=Kp+KI/s+KDs.PD控制器是一高通濾波器，屬超前校正裝置；PI控制器是一低通濾波器，屬滯后校正裝置；而PID控制器是由其參數決定的帶通濾波器。.非線性系統分析的基礎知識，主要包括相平面法和描述函數法。.只有在WsN2Wmax的條件下，采樣后的離散信號才有可能無失真的恢復原來的連續信號。這里2Wmax為連續信號的有限頻率。這就是香農采樣定理。由于它給出了無失真的恢復原有連續信號的條件，所以成為設計采樣系統的一條重要依據。.在z域中采樣系統穩定的充要條件是：當且僅當采樣特征方程的全部特征跟均分布在z平面上的單位園內，后者所有特征跟的模均小于1,相應的線性定常系統是穩定的。1、控制系統的基本控制方式有哪些？2、什么是開環控制系統？3、什么是自動控制？4、控制系統的基本任務是什么？5、什么是反饋控制原理？6、什么是線性定常控制系統？7、什么是線性時變控制系統？8、什么是離散控制系統？9、什么是閉環控制系統？10、將組成系統的元件按職能分類，反饋控制系統由哪些基本元件組成？11、組成控制系統的元件按職能分類有哪幾種？12、典型控制環節有哪幾個？自動控制原理概念題13、典型控制信號有哪幾種？14、控制系統的動態性能指標通常是指？15、對控制系統的基本要求是哪幾項？16、在典型信號作用下，控制系統的時間響應由哪兩部分組成？17、什么是控制系統時間響應的動態過程？18、什么是控制系統時間響應的穩態過程？19、控制系統的動態性能指標有哪幾個？20、控制系統的穩態性能指標是什么？21、什么是控制系統的數學模型？22、控制系統的數學模型有：23、什么是控制系統的傳遞函數？24、建立數學模型的方法有？25、經典控制理論中，控制系統的數學模型有？26、系統的物理構成不同，其傳遞函數可能相同嗎?為什么？27、控制系統的分析法有哪些？28、系統信號流圖是由哪二個元素構成？29、系統結構圖是由哪四個元素組成？30、系統結構圖基本連接方式有幾種？31、二個結構圖串聯連接，其總的傳遞函數等于？32、二個結構圖并聯連接，其總的傳遞函數等于？33、對一個穩定的控制系統，其動態過程特性曲線是什么形狀？34、二階系統的阻尼比0＜自＜1，其單位階躍響應是什么狀態？35、二階系統阻尼比自減小時，其階躍響應的超調量是增大還是減小？36、二階系統的特征根是一對負實部的共軛復根時，二階系統的動態響應波形是什么特點？37、設系統有二個閉環極點，其實部分別為：6=—2；6=—30,問哪一個極點對系統動態過程的影響大？38、二階系統開環增益K增大，則系統的阻尼比自減小還是增大？39、一階系統可以跟蹤單位階躍信號，但存在穩態誤差？不存在穩態誤差。40、一階系統可以跟蹤單位加速度信號。一階系統只能跟蹤單位階躍信號（無穩態誤差）可以跟蹤單位斜坡信號（有穩態誤差）

自動控制原理概念題41、控制系統閉環傳遞函數的零點對應系統微分方程的特征根。應是極點42、改善二階系統性能的控制方式有哪些？43、什么是二階系統？什么是H型系統？44、恒值控制系統45、諧振頻率46、隨動控制系統47、穩態速度誤差系數KV48、諧振峰值49、采用比例一微分控制或測速反饋控制改善二階系統性能，其實質是改變了二階系統的什么參數？。50、什么是控制系統的根軌跡？51、什么是常規根軌跡？什么是參數根軌跡？52、根軌跡圖是開環系統的極點在s平面上運動軌跡還是閉環系統的極點在s平面上運動軌跡？53、根軌跡的起點在什么地方？根軌跡的終點在什么地方？54、常規根軌跡與零度根軌跡有什么相同點和不同點？55、試述采樣定理。56、采樣器的功能是？57、保持器的功能是？二、填空題:1、經典控制理論中，控制系統的分析法有：2、控制系統的動態性能指標有哪幾個?2、控制系統的動態性能指標有哪幾個?、、、、3、改善二階系統的性能常用和二種控制方法。4、二階系統中阻尼系數&=0,則系統的特征根是；系統的單位階躍響應為 、、5、根據描述控制系統的變量不同，控制系統的數學模型有:6、對控制系統的被控量變化全過程提出的共同基本要求歸納為：、7、采用比例一微分控制或測速反饋控制改善二階系統性能，其實質是改變了二階系統的。、、8、設系統有二個閉環極點，實部分別為：6=-2；6=—30,哪一個極點對自動控制原理概念題系統動態過程的影響大？9、反饋控制系統的基本組成元件有元件、元件、元件、—元件、元件。10、經典控制理論中，針對建立數學模型時所取的變量不同而將系統的數學模型分為：模型、模型、模型。11、控制系統的分析法有：、、。12、、和準確性是對自動控制系統性能的基本要求。13、二階振蕩環節的標準傳遞函數是。14、一階系統，的單位階躍響應為 。Ts+115、二階系統的阻尼比匕在范圍時，響應曲線為非周期過程。16、在單位斜坡輸入信號作用下，11型系統的穩態誤差ess=。17、單位斜坡函數t的拉氏變換為。18、在單位斜坡輸入信號作用下，I型系統的穩態誤差ess=。19、當且僅當閉環控制系統傳遞函數的全部極點都具有時，系統是穩定的。20、線性定常系統的傳遞函數，是在條件下，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。21、控制系統的校正方式有：；;;。22、反饋控制系統是根據給定值和的偏差進行調節的控制系統。23、在某系統特征方程的勞斯表中，若第一列元素有負數，那么此系統。24、根據根軌跡繪制法則，根軌跡的起點起始于，根軌跡的終點終止于。25、若根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環極點之間，則這兩個極點之間必定存在點。26、線性定常系統在正弦信號輸入時，穩態輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數關系稱為。27、設系統的頻率特性為G(j3)=R(j3)+jl(3)，則R(3)稱為。28、在小遲延及低頻情況下，遲延環節的頻率特性近似于的頻率特性。自動控制原理概念題29、1型系統極坐標圖的奈氏曲線的起點是在相角為的無限遠處。30、根據幅相曲線與對數幅頻、相頻曲線的對應關系，幅相曲線單位園上一點對應對數幅頻特性的線，幅相曲線單位圓外對應對數幅頻特性的范圍。31、用頻率校正法校正系統，在不影響系統穩定性的前提下，為了保證穩態誤差要求，低頻段要充分大，為保證系統的動態性能，中頻段的斜率為，為削弱噪聲影響，高頻段增益要。32、利用滯后網絡進行串聯校正的基本原理是：利用校正網絡對高頻信號幅值的特性，使已校正系統的下降，從而使系統獲得足夠的。33、超前校正是將超前網絡的交接頻率1/aT和1/T選擇在待校正系統的兩邊，可以使校正后系統的和滿足性能指標要求。34、根據對數頻率穩定判據判斷系統的的穩定性，當幅頻特性穿越0db線時，對應的相角裕度Y<0,這時系統是;當相頻特性穿越一180。線時，對應的幅頻特性h<0,這時系統是。35、在頻域設計中，一般地說，開環頻率特性的低頻段表征了閉環系統的；開環頻率特性的中頻段表征了閉環系統的—；開環頻率特性的高頻段表征了閉環系統的;36、滯后校正裝置最大滯后角的頻率m=。37、0型系統對數幅頻特性低頻段漸近線的斜率為dB/dec,高度為20lgKp。38、串聯校正裝置可分為超前校正、滯后校正和。39、積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為dB/dec。40、在離散控制系統中有二個特殊的環節，它們是和。自動控制原理填空題復習（一）.對于一個自動控制的性能要求可以概括為三個方面： 穩定性、快速性、準確性。.反饋控制系統的工作原理是按偏差一進行控制，控制作用使偏差消除或減小，保證系統的輸出量按給定輸入的要求變化。.系統的傳遞函數只與系統本身有關，而與系統的輸入無關。.自動控制系統按控制方式分，基本控制方式有：開環控制系統、閉環

自動控制原理概念題控制系統、混合控制系統三種。.傳遞函數G(S)的拉氏反變換是系統的單位上躍響應。.線性連續系統的數學模型有電機轉速自動控制系統7.★系統開環頻率特性的低頻段，主要是由環節和7.★系統開環頻率特性的低頻段，主要是由環節和一階微分環節來確定。.穩定系統的開環幅相頻率特性靠近(-1，j0)點的程度表征了系統的相對穩定性，它距離(-1，j0)點越遠_，閉環系統相對穩定性就越高。.頻域的相對穩定性常用相角裕度和幅值裕度表示，工程上常用這里兩個量來估算系統的時域性能指標。.某單位反饋系統的開環傳遞函數G(S)= ，則其開環頻率特性是s(s+5)兀①(3)=-taH0.23- 22—，開環幅頻特性是A(3)=. ，開環\：'2532+434對數頻率特性曲線的轉折頻率為。2.單位負反饋系統開環傳遞函數為G(S)= ，在輸入信號r(t)=sint作s(s+5),系統的穩態誤差用下，，系統的穩態輸出css,系統的穩態誤差ess(t)= . ".開環系統的頻率特性與閉環系統的時間響應有關。開環系統的低頻段表征閉環系統的 穩定性；開環系統的中頻段表征閉環系統的動態性能 ；開環系統的高頻段表征閉環系統的 抗干擾能力。自動控制原理填空題復習(二)1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過輸入量與反饋量的差值進行的。2、復合控制有兩種基本形式：即按參考輸入的前饋復合控制和按擾動J勺前饋復合控制。3、兩個傳遞函數分別為％(。與G2(s)的環節，以并聯方式連接，其等效傳遞函數為G(s)，則G(s)為，G抑)+G4s)(用與⑸與G2(s)表示)。5、若某系統的單位脈沖響應為g(()=100-0.22+55-0-5'，自動控制原理概念題則該系統的傳遞函數G⑸為里+高6、根軌跡起始于開環極點，終止于 開環零點或無窮遠7、設某最小相位系統的相頻特性為33)=tg-1(T°)-900-tgT(T3)，則該系統的開環傳遞函數為黑*8、PI控制器的輸入一輸出關系的時域表達式是K一，、，m(t)=Ke(t)+—p1te(t)dt ,pTo i 其相應的傳遞函數為G(s)=K(1+—)，由于積分環節的引入，可以改善一c pTsi系統的穩定性能。自動控制原理填空題復習(三)1、在水箱水溫控制系統中，受控對象為 水箱 ,被控量為 達溫 。2、自動控制系統有兩種基本控制方式，當控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時，稱為開環控制系統；當控制裝置與受控對象之間不但有順向作用而且還有反向聯系時，稱為 閉環控制系統；含有測速發電機的電動機速度控制系統，屬于閉環控制系統。3、穩定是對控制系統最基本的要求，若一個控制系統的響應曲線為衰減振蕩，則該系統穩定。判斷一個閉環線性控制系統是否穩定，在時域分析中采用勞斯判據；在頻域分析中采用奈奎斯特判據。4、傳遞函數是指在Q初始條件下、線性定常控制系統的輸入拉氏變換與輸出拉氏變換之比。5、設系統的開環傳遞函數為K(TS+1),則其開環幅頻特性為K0T232+1,S2(Ts+1) 32TT232+1相頻特性為arctanT3-180-arctanT3。6、頻域性能指標與時域性能指標有著對應關系，開環頻域性能指標中的幅值穿越頻率3'對應時域性能指標調整時間t^，它們反映了系統動態過程的快速性。自動控制原理填空題復習(四)1、對自動控制系統的基本要求可以概括為三個方面，即：穩定性、快速性和準確性。2、控制系統的輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值稱為10自動控制原理概念題10傳遞函數。一階系統傳函標準形式是G(s)=三,二階系統傳函標準形式是32G(s)= S2+2。3S+323、在經典控制理論中，可采用勞斯判據、根軌跡法或奈奎斯特判據等方法判斷線性控制系統穩定性。4、控制系統的數學模型，取決于系統結構和參數,與外作用及初始條件無關。5、線性系統的對數幅頻特性，縱坐標取值為201gA(3)，橫坐標為lg(3)o6、奈奎斯特穩定判據中，Z=P-R，其中P是指右半S平面的開環極點個數，Z是指右半S平面的閉環極點個數，R指奈氏曲線逆時針方向包圍(-1,j0)整圈數。7、在二階系統的單位階躍響應圖中，、定義為 調整時間。。%是超調K. 8、PI控制規律的時域表達式是m(t)=Ke(t)+-』%())dt。PID控制規一 pT0一i律的傳遞函數表達式是—G(s)=K(1+—)_ocpTsi9、設系統的開環傳遞函數為 K ,則其開環幅頻特性為s(Ts+1)(Ts+1)2A(3)= ,K- , 相頻特性為3、：(T3)2+1?：(T3)2+1Y1 % 2①(3)=-900-tg-(T3)-tg-(T3)_o自動控制原理填空題復習(五)1、對于自動控制系統的性能要求可以概括為三個方面，即： 穩定性準確性和 快速性，其中最基本的要求是穩定性。2、若某單位負反饋控制系統的前向傳遞函數為G(s)，則該系統的開環傳遞函數為G(s)。3、能表達控制系統各變量之間關系的數學表達式或表示方法，叫系統的數學模型，在古典控制理論中系統數學模型有微分方程、傳遞函數等。根軌4、判斷一個閉環線性控制系統是否穩定，可采用勞斯判據

根軌11自動控制原理概念題11TOC\o"1-5"\h\z跡 、一奈奎斯特判據等方法。5、設系統的開環傳遞函數為 K ,則其開環幅頻特性為s(Ts+1)(Ts+1)\o"CurrentDocument"1 2A(A(3)=3、J(T3)2+1-(T3)2+11 2相頻特性為—叭3)=-900-tg-((3)—tg-(T23)。6、PID控制器的輸入一輸出關系的時域表達式是m(t)=Ke(t)+—p)te(t)dt+Kte((t),pT0 pdt i 1其相應的傳遞函數為G(s)=K(4一+ts。)cpTsi7、最小相位系統是指S右半平面不存在系統的開環極點及開環零點自動控制原理填空題復習(六).某典型環節的傳遞函數是G")-s+2，則系統的時間常數是它.延遲環節不改變系統的幅頻特性，僅使相頻特性發生變化。.若要全面地評價系統的相對穩定性，需要同時根據相位裕量和幅值裕量來做出判斷。.一般講系統的加速度誤差指輸入是階躍信號所引起的輸出位置上的誤差。.輸入相同時，系統型次越高，穩態誤差越小。.系統主反饋回路中最常見的校正形式是串聯校正和反饋校正。7..已知超前校正裝置的傳遞函數為27..已知超前校正裝置的傳遞函數為2s+10.32s+1其最大超前角所對應的頻率3m= 1.258.若系統的傳遞函數在右半S平面上沒有開環零點和開環極點，則該系統稱作最小相位系統。9、對控制系統性能的基本要求有三個方面：穩定性、 ^快速性、準確性 。10、傳遞函數的定義：在0初始條件下，線性定常系統輸出量的拉氏變換與系統輸入量的拉氏變換變換之比。11、控制系統穩定的充分必要條件是：系統的全部閉環極點都在復平面的左半平面上。12、增加系統開環傳遞函數中的積分環節的個數，即提高系統的型別，可改善

12自動控制原理概念題12其穩態精度。13、頻率特性法主要是通過系統的開環頻率特性來分析閉環系統性能的，可避免繁雜的求解運算，計算量較小。自動控制原理填空題復習（七）.開環控制的特征是控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系;每一輸入量對應的有一輸出量