中国海洋大学842简答题历年真题.docx

中国海洋大学842简答题历年真题.docx

《中国海洋大学842简答题历年真题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国海洋大学842简答题历年真题.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

 2002年真题1.闭环控制系统根据设定值的不同而分类可分为哪几类?

（1）恒值系统给定信号为常值的系统，目的是是输出量保持与输入量对应的恒定值，并克服扰动量对系统的影响。

如恒压，恒速，恒温，恒定液位等控制系统

（2）随动系统使输出量按一定精度跟随输入量的变化。

如雷达系统，参数的自动检验系统。

（3）程控系统给定值或指令输入信号按已知时间函数变化的系统称为程控系统目的是使输出量按预定的程序去运行。

如锅炉温度控制系统，数控机床等2.开还闭环系统的优缺点开环：

结构简单，成本低，设计简单容易维修，系统的输出量不会对系统的控制作用产生影响，但抗扰动能力差，精度低。

闭环：

能够抑制内外扰动对系统的影响，控制精度高，但结构复杂，设计麻烦，对系统的性能分析比较麻烦。

3.什么是线性控制系统的校正？

在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机械或装置，使系统整个特性发生变化从而满足给定的各项性能指标。

4.什么是状态反馈的几点配置问题，条件是什么？

利用状态反馈改变闭环极点的位置，使其位于所希望的极点位置。

充要条件是系统可控5.确定非线性元件的描述函数时，要求非线性元件不是时间的函数，为什么？

非线性特性线性化的条件需满足非线性元件的静特性，而不是时间的函数。

描述函数法是在系统满足一定条件时，系统非线性部分在正弦信号作用下的输出可以用一次谐波分量来近似表示，由此导出非线性的近似复数频率特性。

描述函数法只能用来研究系统的频率响应特性，不能给出系统的时间响应信息。

2003年真题1.线性系统与非线性系统的本质区别是什么？

能否应用叠加定理2.串接在系统中的相位滞后校正装置的特点是什么？

利用滞后网络的高频衰减特性，使校正的系统的截止频率下降，从而获得足够的相角裕度，在系统响应的速度要求不高，而一噪声性能要求较高的情况下可考虑采用串联滞后校正。

3.连续系统状态方程的能控性与其离散后状态方程的能控性之间的关系是什么？

如果连续系统能控，那么离散后的系统的能控性取决于及采样周期，采样周期足够小，连续系统的能控性就能得到较好的保持。

4.采用李亚普诺夫

第二方法判定稳定性的物理意义是什么？

从能量观点进行稳定性分析，如果一个系统被激励后，其储存的能量随随时间的推移逐渐衰减，到达平衡状态时，能量将达到最小值那么平衡状态是稳定的；如果系统不断地从外吸收能量储能越来大，这个平衡状态是不稳定的；如果系统的储能既不增加也不消耗，那么这个平横状态就是李雅普诺夫意义下的稳定。

2004年真题1、试给出司机驾驶汽车在行车路线上行驶这一反馈控制过程的原理框图，并作出说明。

图略司机通过眼睛判断路况有无障碍物，将这信号传达大脑，大脑控制手调节方盘来避开障碍物，车与障碍物之间的距离称为偏差信号，眼睛将这一偏差信号传回大脑并再次通过手调节方向盘，最终完全开障碍物。

2、试论述传递函数的基本性质。

（1） 传递函数是复变量S的有理真分式，具有复变函数的一切性质。

（2）传递函数是用系统参数表征输入量与输出量系的表达式，只取决于系统结构及参数，且与输入量无关，且不反应内部任何信息。

（3）传递函数与微方程具有相通性。

（4）传递函数的拉氏反变换是脉冲响。

（5）传递函数是在初始条件下定义的，可以用来反映系统的动态性能，并可以求出给定输入量对系统的零初条件响应。

3、在经典控制理论中对控制系统的基本要求是什么。

①稳定性:

一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小而趋近于零。

②快速性:

被控量偏离期望值后，随着时间的增长而恢复到期望值，这个过渡过程时间是有要求的。

③准确性:

经过过渡过程时间以后，被控量达到的稳态值应与期望值一样。

4、线性系统（A1，B，C1）和（A2，B，C2）的状态向量维数及输出向量维数分别相同，且两系统均可观测，试问线性系统（A1＋A2，B，C1＋C2）是否一定间观测，为什么。

不一定5、线性系统串联滞后校正的作用是什么？

利用滞后网络的高频幅值衰减特性，降低系统的截止频率，从而使系统获得足够的相角裕度，较元件它将测量元件检测到的被测量与输入是进行比较号（-）表示负反馈号（＋）表示正反馈，信号从输入端沿箭头方向到达输出端的化输通路称为前向通路系统的输出量经测量元件反馈到输入端的输道路称为馈回路前向路与反馈通路共同构成主回路在系统响应速度要求不同时，可抑制噪声并可以提高系统稳态性能。

2005年真题1、控制系统中引入反馈有很多好处，但也要付出代价，其代价主要有那些？

引入反馈装量使系统响应过程变慢，使系统结构复杂，增了成本。

系统的性能分析和设计也比较麻烦。

2、简述系统能控性及能观性概念。

如果系统所有状态变量的运动都可以由输入来影响和控制，而由任意的初态达到原点，则称系统是完全可控的；如果所有状态变量的任意形式的运动均可由输出完全反映，则称系统是状态完全可观的。

3、给出反馈控制系统的基本框图，并作必要说明。

图略课本上有比较元件，它将测量元件检测到的被测量与输入量进行比较；负号（-）表示负反馈，正号（＋）表示正反馈，信号从输入端沿箭头方向到达输出端的传输通路称为前向通路。

系统的输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称为反馈回路。

前向通路与反馈通路共同构成主回路。

4、综合校正设计中的频率法的基本思想是什么？

用频率法设计控制系统的实质是，在系统中加入频率特性形状合适的校正装置，使开环系统频率特性形状变成所期望的形状：

低频段增益充分大，提高系统稳态性能；中频段－

20dB/dec,有较宽频带，使系统有足够的相角裕度；高频段增益充分小，以削弱噪声影响。

5、简述根轨迹法的作用。

根轨迹法通过系统的特征方程，得到系统的闭环极点，从而分析系统的动态性能。

当参数变话时，研究系统性能变化趋势问题，并且可以指明开环零极点如何变化能够使系统满足给定的性能指标要求。

6、何为最优控制问题？

根据已建立的被控对象的数学模型，选择一个容许的控制规律，使得被控对象按预定的要求运行，并使某一给定的性能指标达到极值。

2006年真题1、线性系统稳定性分析中，系统运动稳定性和平衡状态稳定性有何不同及相关之处。

线性系统的平衡状态稳定性是系统运动稳定性的一种，当系统仅有一个平衡状态时，两者等价，当系统存在多个平衡点时，则平衡状态稳定只是指在平衡点附近的稳定性。

2、为何传递函数概念只适合于线性定常系统。

传递函数是指在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，所以传递函数的基础是拉氏变换。

而拉氏变换只适用于线性系统。

另外，传递函数只表征输出量与输入量的关系，只取决于系统的结构和参数，与输入量无关。

3、经典线性控制系统时域分析中有哪几种典型输入信号，分析系统特性时如何选取输入信号。

脉冲，阶跃，斜坡，加速度，正弦在实际应用中采用哪种典型输入信号取决于系统最常见的工作状态，同时在所有可能的输入信号中，往往选择最不利的信号作为系统的典型输入信号。

4、试解释控制系统中的干扰量及产生的影响。

干扰量包括外界干扰，如高频噪声干扰；系统本身测量装置干扰。

干扰量会使系统稳态精度变差，对于闭环控制系统将增大调节时间。

5、试解释“运动模态”的概念并说明在系统分析中的作用。

线性微分方程的解由特解和齐次微分方程的通解组成，通解由微分方程的根所决定，代表自由运动，每一种模态代表一种类型的运动状态。

6、说明相角裕度的物理意义。

对于稳定的系统，开环相频特性再滞后r度，则系统处于临界稳定状态。

7、根轨迹方法用于系统分析的依据是什么。

根轨迹是开环系统的某一参数从零到无穷变化时，系统闭环极点在相平面上的运动轨迹。

因为系统的稳定性由闭环极点唯一确定，而系统的稳定性与闭环极点，零点在相平面上的分布有关，所以根轨迹不仅可以给出系统时间响应的全部信息，还可以从指出系统的零极点如何变化才能满足系统的性能指标。

8、设A，B∈ R，eab＝eba成立吗，何种情况下成立。

（现代控制课后题）

不成立，当且仅当AB=BA时成立9、频域分析法主要是用来分析系统对正弦响应的特性的，这一说法合适吗，你的看法如何。

不合适，频域分析法并非为了分析正弦响应，而是利用正弦响应来分析系统的稳定性。

2007年真题1、简述对控制系统的基本要求。

稳定性、快速性、准确性（系统稳定，动态响应快，稳态误差尽量小）

2、为什么说线性定常系统的稳定性是结构稳定性问题。

极点（特征根）只与模型参数有关，与初值无关。

3、现代控制理论主要包括哪些分支。

最优控制、系统辨识、最优滤波4、谈谈你对“传递函数完全反映SISO线性定常系统的输入输出关系”说法的看法。

只有零初始条件时才成立。

5、在n阶线性定常系统的能控性判据中，为何Q＝［ AB-1B1只取到A的n-1次幂。

对于n阶线性系统，n+1维向量必相关 。

6、状态空间的等价线性变换有何作用。

状态空间的可逆线性变换不改变系统的能控性、能观性、稳定性等性质，通过线性变换可使系统的定性分析或特征更明显。

7、试按描述系统的数学模型结构对控制系统进行分类并对其特点进行简述。

分为线性和非线性控制系统，线性系统满足叠加定理，系统的稳定性与输入信号无关；非线性系统不能应用叠加定理，响应一般与初始状态关系很大。

8、最优控制中积分型性能指标的常用形式是什么。

见课本2008年真题1、常用的对控制系统的定性分析包括哪些。

定性分析：

稳定性，能控性，能观性定量分析:

时域指标，频域指标2、控制理论的发展大致分哪几个阶段。

（1）以函数为基础的经典控制理论，主要研究单输入单输出线性定系统的分析和设计问题。

（2）现代控制理论主要研究具有高性能高精度和多耦合回路，多变量系统的分析设计问题

（3）以控制论、信息论和仿生学为基础的智能控制理论。

3、你是如何理解系统解耦控制的。

解耦问题是多输入一多输出系统综合理论中的重要组成部分，其设计的是寻求适当的控制规律，使输入输出相关互联的多变量系统实现每一个输出仅受相应的一个输入所控制。

每一个输入也仅能控制相应的一个输出，这样的问题称为解耦问题。

4、试列举各种常用的调节器及其传递函数。

P PI PD PID传递函数见课本5、现代控制理论主要包括哪些研究内容。

能控性、能观性、极点配置、状态观测器等6常用的改善二阶线性系统性能的措施有哪些。

比例微分控、测速负反馈控制7、最小相位系统的物理意义是什么。

（1）系统的开环传递函数在复平面既没有极点也没有零点；

（2）具有同幅频特性的系统，最小相位系统的相角变化范围最小。

8、自适应控制与最优控制的关系是什么。

最优控制研究的要问题，根据已建之的被控对象的数学模型，选择一个容许的控制规律，使得被控对象按预定要求运行，并使给定的某一性能指标达到极值。

自适应控制指采用自动方法改变统控制参数,从而改善系统动态性能的控制，适用于系统会随时间改变而是这种情况却不能提前预知的情况。

2009年真题1.何为单位脉冲响应函数，它的用处是什么。

如果系的始斜率为零，输入信号r（t）采样后的Z变换为R（z），系统连续部分的输出为c（t），采样后变换函数为C（z），则线性定常离散系统的脉冲传递函数定义为系统输出采样的Z变换与输入采样信号的Z变换之比。

闭环传递函数是的与单位脉冲传递函，包含着相同的动态过程信息，因此常以单位脉冲输入信号作用于系统，根据被测定系统的单位脉冲响应，可以求得被测系统的传递函数。

2.频率法和根轨迹法的主要优点是什么。

频率法和根轨迹法均不需要求出系统的的闭环极点，而通过开环传递函数分析系统的性能。

频率法可以测得系统在不同频段上的性能，而根轨迹法可以分析系统参数变化时系统相应的性能变化 。

3.举例并做图说明如何通过非线性并联校正改变非线性特性，实现线性性。

见课本4、李雅普诺夫直接法判稳方法中的能量函数怎样选取。

一般选取函数值恒大于零的函数，一般选取U（Z