自动控制原理概念最全整理文档格式.docx
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Kv的大小反映了系统跟踪斜坡输入信号的能力,Kv越大,系统稳态误差越小;
Ka的大小反映了系统跟踪加速度输入信号的能力,Ka越大,系统跟踪精度越高
12.扰动信号作用下产生的稳态误差essn除了与扰动信号的形式有关外,还与扰动作用点之前(扰动点与误差点之间)的传递函数的结构及参数有关,但与扰动作用点之后的传递函数无关。
13.超调量仅与阻尼比ξ有关,ξ越大,Mp则越小,相应的平稳性越好。
反之,阻尼比ξ越小,振荡越强,平稳性越差。
当ξ=0,系统为具有频率为Wn的等幅震荡。
14.过阻尼ξ状态下,系统相应迟缓,过渡过程时间长,系统快速性差;
ξ过小,相应的起始速度较快,但因震荡强烈,衰减缓慢,所以调整时间ts亦长,快速性差。
15.当ξ=0.707时,系统的超调量Mp<
5%,,调整时间ts也最短,即平稳性和快速性均最佳,故称ξ=0.707位最佳阻尼比。
16.当阻尼比ξ为常数时,Wn越大,调节时间ts就越短,快速性越好。
系统的超调量Mp和振荡次数N仅仅有阻尼比ξ决定,他们反映了系统的平稳性。
17.系统引入速度反馈控制后,其无阻尼自然振荡频率Wn不变,而阻尼比ξ加大,系统阶跃响应的超调量减小。
18.系统中增加一个闭环左实极点,系统的过渡过程将变慢,超调量将减小,系统的反应变得较为滞呆。
19.根轨迹的规律是相角条件和幅值条件。
20.K的变动只影响幅值条件不影响相角条件,也就是说,跟轨迹上的所有点满足同一个相角条件,K变动相角条件是不变的。
21.跟轨迹图揭示了稳定性、阻尼系数、振型等动态性能与系统参数的关系,用跟轨迹图设计控制系统的关键是配置合适的闭环主导极点。
22.系统的开环对数幅频特性L(w)等于各个串联环节对数幅频特性之和,系统的开环相频特性Ф(w)等于各个环节相频特性之和。
23.在s右半平面上既无极点有无零点的传递函数,称为最小相位传递函数。
具有最小相位传递函数的系统,称为最小相位系统
24.最小相位系统的L(w)曲线的斜率增大或减小时,对应相频特性的相角也增大或减小,二者变化趋势是一致的。
对最小相位系统,幅频特性和相频特性之间存在着唯一的对应关系。
25.对于最小相位系统,当|G(jw)H(jw)|<
1或20lg|G(jw)H(jw)|<
0时,闭环系统稳定。
当γ〉0时闭环系统稳定。
26.时域性能指标,包括稳态性能指标和动态性能指标;
频域性能指标,包括开环频域指标和闭环频域指标。
27.校正方式可以分为串联校正、反馈(并联)校正、前置校正和扰动补偿等。
串联校正和并联校正是最常见的两种校正方式。
28.根据校正装置的特性,校正装置可分为超前校正装置、滞后校正装置和滞后-超前校正装置。
29.校正装置中最常用的是PID控制规律。
PID控制是比例积分微分控制的简称,可描述为
Gc(s)=Kp+KI/s+KDs
30.PD控制器是一高通滤波器,属超前校正装置;
PI控制器是一低通滤波器,属滞后校正装置;
而PID控制器是由其参数决定的带通滤波器。
31.非线性系统分析的基础知识,主要包括相平面法和描述函数法。
32.只有在Ws≥2Wmax的条件下,采样后的离散信号才有可能无失真的恢复原来的连续信号。
这里2Wmax为连续信号的有限频率。
这就是香农采样定理。
由于它给出了无失真的恢复原有连续信号的条件,所以成为设计采样系统的一条重要依据。
33.在z域中采样系统稳定的充要条件是:
当且仅当采样特征方程的全部特征跟均分布在z平面上的单位园内,后者所有特征跟的模均小于1,相应的线性定常系统是稳定的。
1、控制系统的基本控制方式有哪些?
2、什么是开环控制系统?
3、什么是自动控制?
4、控制系统的基本任务是什么?
5、什么是反馈控制原理?
6、什么是线性定常控制系统?
7、什么是线性时变控制系统?
8、什么是离散控制系统?
9、什么是闭环控制系统?
10、将组成系统的元件按职能分类,反馈控制系统由哪些基本元件组成?
11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种?
12、典型控制环节有哪几个?
13、典型控制信号有哪几种?
14、控制系统的动态性能指标通常是指?
15、对控制系统的基本要求是哪几项?
16、在典型信号作用下,控制系统的时间响应由哪两部分组成?
17、什么是控制系统时间响应的动态过程?
18、什么是控制系统时间响应的稳态过程?
19、控制系统的动态性能指标有哪几个?
20、控制系统的稳态性能指标是什么?
21、什么是控制系统的数学模型?
22、控制系统的数学模型有:
23、什么是控制系统的传递函数?
24、建立数学模型的方法有?
25、经典控制理论中,控制系统的数学模型有?
26、系统的物理构成不同,其传递函数可能相同吗?
为什么?
27、控制系统的分析法有哪些?
28、系统信号流图是由哪二个元素构成?
29、系统结构图是由哪四个元素组成?
30、系统结构图基本连接方式有几种?
31、二个结构图串联连接,其总的传递函数等于?
32、二个结构图并联连接,其总的传递函数等于?
33、对一个稳定的控制系统,其动态过程特性曲线是什么形状?
34、二阶系统的阻尼比,其单位阶跃响应是什么状态?
35、二阶系统阻尼比减小时,其阶跃响应的超调量是增大还是减小?
36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时,二阶系统的动态响应波形是什么特点?
37、设系统有二个闭环极点,其实部分别为:
δ=-2;
δ=-30,问哪一个极点对系统动态过程的影响大?
38、二阶系统开环增益K增大,则系统的阻尼比减小还是增大?
39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号,但存在稳态误差?
不存在稳态误差。
40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。
一阶系统只能跟踪单位阶跃信号(无稳态误差)可以跟踪单位斜坡信号(有稳态误差)
41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。
应是极点
42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些?
43、什么是二阶系统?
什么是Ⅱ型系统?
44、恒值控制系统
45、谐振频率
46、随动控制系统
47、稳态速度误差系数KV
48、谐振峰值
49、采用比例-微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能,其实质是改变了二阶系统的什么参数?
。
50、什么是控制系统的根轨迹?
51、什么是常规根轨迹?
什么是参数根轨迹?
52、根轨迹图是开环系统的极点在s平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s平面上运动轨迹?
53、根轨迹的起点在什么地方?
根轨迹的终点在什么地方?
54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点?
55、试述采样定理。
56、采样器的功能是?
57、保持器的功能是?
二、填空题:
1、经典控制理论中,控制系统的分析法有:
、 、 。
2、控制系统的动态性能指标有哪几个?
、、、、。
3、改善二阶系统的性能常用 和 二种控制方法。
4、二阶系统中阻尼系数ξ=0,则系统的特征根是 ;
系统的单位阶跃响应为 。
5、根据描述控制系统的变量不同,控制系统的数学模型有:
、 、 。
6、对控制系统的被控量变化全过程提出的共同基本要求归纳为:
、 、 。
7、采用比例-微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能,其实质是改变了二阶系统的 。
8、设系统有二个闭环极点,实部分别为:
δ=-30,哪一个极点对系统动态过程的影响大?
9、反馈控制系统的基本组成元件有元件、元件、元件、 元件、 元件。
10、经典控制理论中,针对建立数学模型时所取的变量不同而将系统的数学模型分为:
模型、模型、 模型。
11、控制系统的分析法有:
、 、 。
12、、和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。
13、二阶振荡环节的标准传递函数是。
14、一阶系统的单位阶跃响应为。
15、二阶系统的阻尼比ξ在______范围时,响应曲线为非周期过程。
16、在单位斜坡输入信号作用下,Ⅱ型系统的稳态误差ess=______。
17、单位斜坡函数t的拉氏变换为______。
18、在单位斜坡输入信号作用下,I型系统的稳态误差ess=__________。
19、当且仅当闭环控制系统传递函数的全部极点都具有__________时,系统是稳定的。
20、线性定常系统的传递函数,是在________条件下,系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
21、控制系统的校正方式有:
;
。
22、反馈控制系统是根据给定值和__________的偏差进行调节的控制系统。
23、在某系统特征方程的劳斯表中,若第一列元素有负数,那么此系统______。
24、根据根轨迹绘制法则,根轨迹的起点起始于,根轨迹的终点终止于。
25、若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则这两个极点之间必定存在点。
26、线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为_____。
27、设系统的频率特性为,则称为。
28、在小迟延及低频情况下,迟延环节的频率特性近似于的频率特性。
29、Ⅰ型系统极坐标图的奈氏曲线的起点是在相角为______的无限远处。
30、根据幅相曲线与对数幅频、相频曲线的对应关系,幅相曲线单位园上一点对应对数幅频特性的线,幅相曲线单位圆外对应对数幅频特性的范围。
31、用频率校正法校正系统,在不影响系统稳定性的前提下,为了保证稳态误差要求,低频段要充分大,为保证系统的动态性能,中频段的斜率为,为削弱噪声影响,高频段增益要。
32、利用滞后网络进行串联校正的基本原理是:
利用校正网络对高频信号幅值的特性,使已校正系统的下降,从而使系统获得足够的。
33、超前校正是将超前网络的交接频率1/aT和1/T选择在待校正系统的两边,可以使校正后系统的和满足性能指标要求。
34、根据对数频率稳定判据判断系统的的稳定性,当幅频特性穿越0db线时,对应的相角裕度γ<0,这时系统是;
当相频特性穿越-180。
线时,对应的幅频特性h<0,这时系统是 。
35、在频域设计中,一般地说,开环频率特性的低频段表征了闭环系统的;
开环频率特性的中频段表征了闭环