自动控制复习题A.docVIP

《自动控制原理复习资料---2013A》 一、基本概念 1．利用通过负反馈产生的偏差所取得的控制作用去消除偏差的控制原理称为反馈控制原理。 2．在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。建立控制系统数学模型的方法有分析法和实验法两种 3．输出量的控制精度取决于控制器及被控对象的参数稳定性，因此要使开环系统具有规定的控制精度，系统的各元部件的参数值，在工作过程中，必须严格保持在事先校准的量值。 4．如果系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，这种控制方式称为开环控制系统。开环控制只有顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有一定的实用价值。 5．把输出量直接或间接地反馈到系统的输入流，并形成闭环参与控制的系统叫闭环控制系统。反馈控制的特点是采用偏差控制，可以抑制内、外扰动对被控制量产生的影响。精度高、结构复杂，但设计、分析较麻烦。 6．准确性用稳态误差来表示。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量，通常在阶跃函数、斜坡函数和加速度函数作用下进行测定或计算。如果在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。 7．对控制系统的动态性能可以归结为稳、准和快。稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定，与外界因素无关。快速性对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能在同一个系统中，上述三方面的性能要求通常是相互制约的。系统的时域动态指标包括上升时间，峰值时间，超调量，调整时间和振荡次数等。 8. 小偏差线性化的实质是：在系统工作点附近，利用台劳级数展开，忽略高次项的方法。其几何意义是：在预期工作点附近，用通过该点的切线近似代替原来的曲线。 9. 数学模型有三比较常用的描述方法：输入--输出描述状态变量描述方块图描述，。 单位斜坡函数：， 单位加速度函数：，。 随动系统常用的典型输入信号为线性函数和抛物线函数。 11. 单位脉冲函数：，；正弦函数：，。 12. 系统的传递函数完全由系统的内部结构和参数决定，与外界输入的信号无关。控制系统的开环传递函数为：，其中K称为系统的开环增益。υ=0，系统称为0型系统，υ=1，系统称为1型系统，υ=2，系统称为2型系统，…。 13. 若系统的误差传递函数为Φe(s)，则E(s)=Φe(s)R(s)，若E(s)满足拉氏变换终值定理的条件（要求系统稳定，且R(s)的所有极点在左半s开区间），可以利用终值定理来求稳态误差，即。 14. 1948年，W．R．伊文思在“控制系统的图解分析”一文中提出了根轨迹法。根轨迹是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环系统特征方程在s平面上变化的轨迹和相频特性都与角频率ω无关，积分环节的幅频特性在角频率ω从0变到∞时，从∞变到0；其相频特性与角频率ω无关，惯性环节是一个低通滤波器0°变到90°。 16. 校正的方法包括调整系统开环增益，以及为保证系统控制精度和稳定性所增加的其他补偿校正元件。校正元件的形式、在系统中的位置及其与不可变部分的联结方式称为校正方案。 17. 经常使用的校正方案有串联校正和反馈校正。串联校正比反馈校正简单，也比较易于实现对信号进行各种形式的变换，但一般存在较大功率损耗，因此多设置在前向通道中低电平位置。 18. 具有比例积分控制规律的控制器称为PI控制器，其输出信号既与输入信号成比例关系，也与输入信号的积分成比例关系，即，其中，为可调放大系数，为可调积分时间常数，PI主要用来提高控制系统的稳态性能。 19. 具有比例控制规律的控制器称为P控制器。它实际上是一个增益可调的放大器。P控制器的输出信号与输入信号有：，为比例系数，又称P控制器增益。在串联校正中，提高P控制器的增益就是提高控制系统的开环放大系数，可以减小系统的稳态误差，提高控制精度。但是会降低系统的相对稳定性，开环放大系数过大还会造成系统的不稳定。 20. 具有比例加微分控制规律的控制器称为PD控制器，其输出信号与输入信号有：，为可调比例系数，为可调微分时间常数。 21．一对靠得很近的闭环零极点称为偶极子，在闭环传递函数中，两者的作用相互抵消。 22．设系统的传递函数为的阻尼比为0.5，自振角频率为0.2。 23．在高阶系统中动态性能主要由主导极点决定，非主导极点主要影响系统战暂态过程的起始阶段。当系统零点向虚轴靠近时，系统超调量变大，峰值时间变短，调整时间变长；当系统的非主导极点向虚轴靠近时，系统超调量变小，峰值时间变长，调整时间变短。 24．对数频率特性曲线中频段的主要参数有剪切频率，幅值裕度和相角裕度。 25．根轨迹离开开