自動控制原理復習一、問答題第1章1．開環系統的特點。只有輸入量對輸出量產生控制作用，輸出量不參與對系統的控制。?特點?1、輸入控制輸出?2、輸出不參與控制-3、系統沒有抗干擾能力?4、結構簡單，維護容易，成本低，不存在穩定性問題閉環系統的特點。特點：除了前向通路外，還存在一條從輸出端到輸入端的反饋通路（即輸出量會對控制量產生影響）（1） 系統的輸出量能夠自動的跟蹤給定量，減少跟蹤誤差，提高控制精度，抑制擾動信號的影響（2） 系統對前向通路的元件的精度要求不高（3） 使得整個系統對于某些非線性影響不靈敏。3．組成自動控制系統的主要環節。受控對象（或受控過程）:被控制的裝置或者設備，有時也只受控的物理量定值元件：用來產生參考輸入或者設定值控制器：接收偏差信號或者輸入信號，通過一定的控制規律給出控制量，送到執行元件。執行元件：實現功率級別轉換或者物理量綱轉換的裝置稱為執行元件測量變送元件（即傳感器）：用于檢測受控對象的輸出量，并變化成標準信號后作為反饋量送到控制器。比較元件：用以產生偏差信號來形成控制。4．自動控制系統的基本要求？在確保穩定性的前提下，要求系統的動態性能和穩態性能好： 快！響應動作要快速； 穩！動態過程平穩； 準！跟蹤值要準確。第3章1、 控制系統的主要性能指標有哪些？?系統性能的描述可分為動態性能指標和穩態性能指標動態性能指標延遲時間 ：響應曲線第一次達到穩態值的50%的時間。上升時間（1） 響應從穩態值的10%上升到90%。（單調）（2） 從運動開始上升到穩態值的時間（振蕩收斂）峰值時間 ：從運動開始至到達第一峰值的時間調節時間ts：響應達到并保持在一個允許誤差范圍內，所需的最短時間。超調量Mp:最大偏離量h（tp）與終值之差的百分比穩態性能指標穩態誤差ess穩態誤差是當時間t趨于無窮時，系統希望的輸出與實際的輸出之差。2、 二階系統阻尼比對系統性能的影響？匚＞1，過阻尼系統，特征根為兩個不相等的負實根，調節時間ts最長，進入穩態很慢，無超調。：1，臨界阻尼系統，特征根為兩個相等的負實根，無超調量，且響應速度比過阻尼系統要快。（=0，無阻尼系統，特征根為一對共軛虛根，以最快的速度達到穩態值，曲線是等幅振蕩。0＜（＜1，欠阻尼系統，特征根為一對帶負實部的共軛復根，上升時間比較快，調節時間也比較短，但是響應曲線有超調量。3、 系統的穩定性和系統特征方程的根有怎樣的關系？

4、 叫5、0不同特征根所對應寸間響應分量如圖所示。巧旳第4章1、〔善一階系統的響應特性?曲I差與哪些因素有關，改變后對I 04、 叫5、0不同特征根所對應寸間響應分量如圖所示。巧旳第4章1、〔善一階系統的響應特性?曲I差與哪些因素有關，改變后對I 0繪制根軌跡的原則（前6條）情況能的影響。第5章咂硏乜 呢口何繪制案統開環頻率特性圖？、何為最小相系統，如何判定最二7方法，期望的頻域特t■■■振蕩發散3、提蕩收斂一第八章1、 校正定義及結構方式，各有何特點？系統穩定的充分必要條件:系統所有的特征根必須是負值，或者帶負實部的共軛復數值。也就是說，系統所有的特征根必須位于s平面的左半平面。5如何改善一階系統的響應特性?在回路中增加控制裝置，其目的在于改變系統的回路特性，從而改變系統的閉環特征方程。影響到特征根在s平面上的位置，使系統的動態特性得到改善。一是在前向通路中增加控制裝置，另一種是在反饋通路中增加控制裝置。（前向通路）1、誤差信號的比例--微分控制（PD控制）（反饋通路）2、輸出量的速度反饋控制（SF控制）6穩態誤差與哪些因素有關，改變后對系統性能的影響。■穩態誤差三要素：?輸入信號；?系統的開環增益Ko；（系統的開環增益越大，穩定性就越差）?系統的無差度u（前向通路的積分環節個數越多，穩定性越差）第4章2、 繪制根軌跡的原則(前6條)(1)根軌跡的連續性法則1：在s平面上的根軌跡是連續的根軌跡的對稱性法則2：在s平面上的根軌跡是關于實軸對稱的。根軌跡的分支數法則3：根軌跡的分支數與系統的階數相等。根軌跡的起點和終點N條根軌跡起始于系統的N個開環極點n條根軌跡終止于系統的n個開環零點ifn階系統只有m個有限零點，n條根軌跡終止于系統的m個有限零點，其余n-m條終止于無窮遠處。根軌跡的漸近線法則5：當n>m時，有n-m條根軌跡分支沿著與實軸夾角為theda、交點為delta的一組漸近線趨向無窮遠處根軌跡在實軸上的分布法則六：實軸上的某一區域，若其右邊開環實數零、極點的個數之和為奇數，則該區域必是根軌跡。根軌跡的匯合點和分離點第5章1,如何繪制系統開環頻率特性圖？對數幅頻特性(1)確定Ko值，值和各個轉折頻率：并將各轉折頻率從小到大標注在頻率軸上。繪制低頻段曲線：取決于比例環節、積分環節。比例環節：在積分的基礎上向上平移20LgK積分環節：最左端直線斜率為(-20*v)?dB/dec繪制高頻段曲線：每遇一轉折頻率，改變一次斜率，改變多少取決于典型環節種類。慣性環節，減小20db/dec;二階振蕩，減小40db/dec;—階微分，增加20db/dec;二階微分，增加40db/dec.對數相頻特性申0(3)低頻段相位角：高頻段相位角：⑶從低頻段相位角出發，在每一個轉折頻率處，對于每一個一階因子±45。在圖上作出特征點，對于每一個二階因子±90。在圖上作出特征點。2,何為最小相系統，如何判定最小相系統的穩定性。?最小相角(minimumphase)系統：開環零點、開環極點均在s平面的左半平面稱為最小相位系統判定穩定性：開環頻率特性的極坐標軌線不包圍G(jw)上的(-1,j0)點。,3，三頻段頻域分析方法，期望的頻域特性低頻段－反映控制精度(穩態誤差)中頻段－反映穩定性和快速性高頻段－抗干擾低頻段的斜率應取-20vdB/dec,而且曲線要保持足夠的高度，以便滿足系統的穩態精度。中頻段的截止不能過低，而且附近應有-20vdB/dec斜率段，以便滿足系統的快速性和平穩性。-20vdB/dec斜率段所占頻程越寬，則穩定裕度越大。高頻段的幅頻特性應盡量低，以便保證系統的抗干擾性。1校正定義及結構方式，各有何特點？所謂校正，就是在系統中加入一些其參數可以根據需要而改變的機構或裝置，使系統整個特性發生變化，從而滿足給定的各項性能指標。結構方式：串聯校正、反饋校正。特點：串聯校正裝置簡單，調整靈活，成本低，反饋校正裝置費用高，調整不方便，但可獲得高靈敏度和高穩定度2、PID串聯校正對系統性能的影響？比例一積分一微分(PID)串聯校正，既可改善系統穩態性能；又能減少在中、高頻段的相位滯后，提高系統的相對穩定性和快速性。兼顧了穩態精度和穩定性的改善。3、 系統超前校正原理和特點，對系統的性能有何影響基本原理，是利用超前校正網絡的相位超前特性來增大系統的相位裕量，以達到改善系統瞬態響應的目點。要求校正網絡最大的相位超前角出現在系統的截止頻率（剪切頻率）處。這種校正主要對未校正系統中頻段進行校正，使校正后中頻段幅值的斜率為-20dB/dec,且有足夠大的相位裕量。超前校正會使系統的頻帶變寬，瞬態響應速度變快；但系統抗高頻噪聲的能力變差。未校正系統的相頻特性在截止頻率附近急劇下降時，若用超前校正網絡去校正，收效不大。4、 滯后校正原理和特點，對系統的性能有何影響滯后校正網絡利用其高頻衰