东北大学《自动控制原理》王建辉主编 课后简答及简答补充.pdf

东北大学 《自动控制原理》简答题 注：阴影部分为补充简答题，非阴影部分为课后简答题 第一章 自动控制系统的基本概念 1.什么是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什 么作用？ 1) 在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控 制系统。 2) 6部分： 给定环节：设定被控制量的给定值的装置； 比较环节：检测的被控制量与给定量比较，确定两者之间的偏差量； 中间环节：一般为放大环节，将偏差信号变换成适于控制执行机构执行的信号； 执行机构：直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值； 控制对象：要进行控制的设备或过程； 检测装置：检测被控制量，并将其转化为与给定量相同的物理量。 2.试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点 1)开环：优点：控制结构简单，稳定性好 缺点：不能自动补偿扰动对输入量的影响，不具有抗干扰能力，稳定精度 不高 2）闭环：优点：控制精度高，依靠反馈环节自动调节克服扰动 缺点：结构复杂，稳定性变差 3.什么是系统的暂态过程？对一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到 某一个值时，输出量的暂态过程如何？ 1) 系统从一个稳态过度到另一个稳态的需要经历的过渡过程。 2) 单调过程；衰减振荡过程；持续振荡过程；发散振荡过程 4.试说明开环控制系统和闭环控制系统的工作原理 开环：只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与控制 闭环：将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环，使输出量产于控制 第 1 页 共 12 页 5.试述反馈原理 系统的输出量经过测量和变换后反馈到输入端，与给定的输入信号相比较得到偏差信号， 偏差信号经控制器产生控制作用使输入量按要求变化，这就是反馈控制原理。反馈控制的特 点是利用产生的偏差来控制和消除偏差，抗扰性较好，控制精度高。 6.试述正反馈控制系统的特点 正反馈控制可以增大开环放大系数，但是容易导致系统不稳定 7.列出自动控制系统的类型，并叙述其分类原则，以及这些自动控制系统类型 的特点 按照结构 （信号传递路径）分类，可将系统分为开环控制系统、闭环控制系统、复合控 制系统 特点： 开、闭环见4 复合控制系统：按偏差原则和按扰动补偿原则结合起来构成的系统成为复合控 制系统。复合控制系统的 1）优点：控制作用迅速，控制精度高 2）缺点：结构复 杂，元件多 8.试述对于一般的控制系统当给定量突然增加时，输出量的暂态过程有哪几种 情况 1）单调过程 2）衰减震荡 3）持续震荡 4）发散震荡 9.画图说明当系统处于衰减震荡过程时的暂态性能指标 教材P12 10.评判系统的性能指标有那些，并简述其都包含那些参数 1）稳定性：当扰动作用时输入量将偏离原来的稳定值，这时由于反馈，通过系统内部 的自动调节，系统可以回到原来的值稳定下来 2）稳态性能：当系统从一个稳态过渡到新的稳态或受到扰动又重新平衡后，系统可能 出现偏差，这种偏差定义为稳态误差。反馈控制系统的稳态性能用稳态误差来表示。 3）暂态性能 （动态性能）：通常由上升时间 、超调量t %、调节次数 和调节时间t r  s 来衡量系统的暂态性能指标 11.画出反馈控制系统的组成框图，并说明各个环节的作用 第 2 页 共 12 页 1 2 3 4 5 6 1给定环节：设定被控制量的给定值的装置； 2 比较环节：检测的被控制量与给定量比较，确定两者之间的偏差量； 3中间环节：一般为放大环节，将