自动控制原理简答题.docx

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自动控制原理简答题

47.传递函数：

传递函数是指在零初始前提下,体系输出量的拉式变换与体系输入量的拉式变换之比.

48.体系校订：

为了使体系达到我们的请求,给体系参加特定的环节,使体系达到我们的请求,这个进程叫体系校订.

49.主导顶点：

假如体系闭环顶点中有一个顶点或一对复数顶点据虚轴比来且邻近没有其他闭环零点,则它在响应中起主导感化称为主导顶点.

50.喷鼻农定理：

请求离散频谱各分量不消失重叠,即请求采样角频率知足如下关系：

ωs≥2ωmax.

51.状况转移矩阵：

描写体系从某一初始时刻向任一时刻的转移.

52.峰值时光：

体系输出超出稳态值达到第一个峰值所需的时光为峰值时光.

53.动态构造图：

把体系中所有环节或元件的传递函数填在体系道理方块图的方块中,并把响应的输入.输出旌旗灯号分离以拉氏变换来暗示,从而得到的传递函数方块图就称为动态构造图.

54.根轨迹的渐近线：

当开环顶点数n大于开环零点数m时,体系有n-m条根轨迹终止于S平面的无穷远处,且它们交于实轴上的一点,这n-m条根轨迹变更趋势的直线叫做根轨迹的渐近线.

55.脉冲传递函数：

零初始前提下,输出离散时光旌旗灯号的z变换

与输入离散旌旗灯号的z变换

之比,即

.

56.Nyquist判据（或奈氏判据）：

当ω由-∞变更到+∞时,Nyquist曲线（极坐标图）逆时针包抄（-1,j0）点的圈数N,等于体系G（s）H（s）位于s右半平面的顶点数P,即N=P,则闭环体系稳固;不然（N≠P）闭环体系不稳固,且闭环体系位于s右半平面的顶点数Z为：

Z=∣P-N∣

57.程序掌握体系:

输入旌旗灯号是一个已知的函数,体系的掌握进程按预定的程序进行,请求被控量能敏捷精确地复现输入,如许的主动掌握体系称为程序掌握体系.

58.稳态误差：

对单位负反馈体系,当时光t趋于无穷大时,体系对输入旌旗灯号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值,称为稳态误差,它反应体系复现输入旌旗灯号的（稳态）精度.

59.尼柯尔斯图（Nichocls图）：

将对数幅频特点和对数相频特点画在一个图上,即以（度）为线性分度的横轴,以l（ω）=20lgA（ω）（db）为线性分度的纵轴,以ω为参变量绘制的φ（ω）曲线,称为对数幅相频率特点,或称作尼柯尔斯图（Nichols图）

60.零阶保持器：

零阶保持器是将离散旌旗灯号恢复到响应的中断旌旗灯号的环节,它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻.

61.状况反馈设体系方程为

若对状况方程的输入量

取

则称状况反馈掌握.

62.罕有的树立数学模子的办法有哪几种？

各有什么特色？

有以下三种：

（1）机理剖析法：

机理明白,运用面广,但须要对象特点清楚,

（2）试验测试法：

不须要对象特点清楚,只要有输入输出数据即可,但实用面受限,（3）以上两种办法的联合:

平日是机理剖析肯定构造,试验测试法肯定参数,施展了各自的长处,战胜了响应的缺陷

63.PD属于什么性质的校订？

它具有什么特色？

超前校订.可以进步体系的快速性,改良稳固性

64.幅值裕度,相位裕度各是若何界说的？

65.典范的非线性特点有哪些？

饱和特点.回环特点.逝世区特点.继电器特点

66.举例解释什么是闭环体系？

它具有什么特色？

既有前项通道,又有反馈通道,输出旌旗灯号对输入旌旗灯号有影响,消失体系稳固性问题.

.

单调发散

单调收敛

68.减小体系在给定旌旗灯号或扰动旌旗灯号感化下的稳态误差的办法重要有那些？

.包管体系中各环节（或元件）的参数具有必定的精度及线性性;

.恰当增长开环增益或增大扰动感化前体系前向通道的增益;

.恰当增长体系前向通道中积分环节的数量;

.采取前馈掌握（或复合掌握）.

69.中断掌握体系或离散掌握体系稳固的充分须要前提是什么？

中断掌握体系稳固的充分须要前提是闭环顶点都位于S平面左侧;离散掌握体系稳固的充分须要前提体系的特点方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内.

70.非线性体系和线性体系比拟,有哪些特色?

非线性体系的输入和输出之间不消失比例关系,也不实用叠加定理;非线性体系的稳固性不但与体系的构造和参数有关,并且也与它的初始旌旗灯号的大小有关;非线性体系经常会产生自振荡.

71.主动掌握体系的数学模子有哪些?

主动掌握体系的数学模子有微分方程.传递函数.频率特点.构造图.

72.定值掌握体系.伺服掌握体系各有什么特色？

定值掌握体系为给定值恒定,反馈旌旗灯号和给定旌旗灯号比较后掌握输出旌旗灯号;伺服掌握体系为输入旌旗灯号是时刻变更的,输入旌旗灯号的变更以顺应输出旌旗灯号的变更.

73.从元件的功效分类,掌握元件重要包含哪些类型的元件？

掌握元件重要包含放大元件.履行元件.测量元件.抵偿元件.

74.对于最小相位体系而言,若采取频率特点法实现掌握体系的动静态校订,静态校订的理论根据是什么？

动校订的理论根据是什么？

静态校订的理论根据：

经由过程转变低频特点,进步体系型别和开换增益,以达到知足体系静态机能指标请求的目标.

动校订的理论根据：

经由过程转变中频段特点,使穿越频率和相角裕量足够大,以达到知足体系动态机能请求的目标.

75.在经典掌握理论顶用来剖析体系机能的经常运用工程办法有那些？

剖析内容有那些？

经常运用的工程办法：

时域剖析法.根轨迹法.频率特点法;剖析内容：

瞬态机能.稳态机能.稳固性.

76.用状况空间剖析法和用传递函数描写体系有何不合？

传递函数用于单变量的线性定常体系,属于输入.输出的外部描写,侧重于频域剖析;状况空间法可描写多变量.非线性.时变体系,属于内部描写,运用时域剖析.

1滞后超前串联校订改良体系机能的原因.

2惯性环节在什么前提下可以近似为比例环节.

3列举3种非线性体系与线性体系特点的不合之处.

4实际中,真实的体系都具有必定程度的非线性特点和时变特点,但是理论剖析和设计经常采取线性时不变模子的原因.

5零阶保持器传递函数

中是否包含积分环节？

为什么？

36.为什么说物理性质不合的体系,其传递函数可能雷同?

举例解释.

37.一阶惯性体系当输入为单位阶跃函数时,若何用试验办法确准时光常数T？

其调剂时光ts和时光常数T有何干系,为什么？

38.什么是主导顶点？

主导顶点起什么感化,请举例解释.

39.什么是误差旌旗灯号？

什么是误差旌旗灯号？

它们之间有什么关系?

40.根轨迹的分支数若何断定？

举例解释.

36.传递函数是线性定常体系输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,它平日不克不及标明体系的物理特点和物理构造,是以说物理性质不合的体系,其传递函数可能雷同.（3分）举例解释（2分）略,答案不独一.

（分）稳态值处,经由的时光t＝T（分）;或在t＝0处曲线斜率k＝1/T,ts＝（3~4）T

38.高阶体系中距离虚轴比来的顶点,其邻近没有零点,它的实部比其它顶点的实部的1/5还小,称其为主导顶点.（2分）将高阶体系的主导顶点剖析出来,运用主导顶点来剖析体系,相当于降低了体系的阶数,给剖析带来便利.（2分）

举例解释（1分）略,答案不独一.

39.误差旌旗灯号：

输入旌旗灯号与反馈旌旗灯号之差;（1.5分）误差旌旗灯号：

愿望的输出旌旗灯号与实际的输出旌旗灯号之差.（1.5分）

两者间的关系：

当

时,

（2分）

40.根轨迹S平面止的分支数等于闭环特点方程的阶数,也就是分支数与闭环顶点的数量雷同（3分）.举例解释（2分）略,答案不独一.

36.开环掌握体系：

是没有输出反馈的一类掌握体系.其构造简略,价钱低,易维修.精度低.易受干扰.（2.5分）

闭环掌握体系：

又称为反馈掌握体系,其构造庞杂,价钱高,不轻易维修.但精度高,抗干扰才能强,动态特点好.（2.5分）

37.答案不独一.例如：

即在体系的输入端参加必定幅值的正弦旌旗灯号,体系稳固后的输入也是正弦旌旗灯号,（2.5分）记载不合频率的输入.输出的幅值和相位,即可求得体系的频率特点.（2.5分）

38.0型体系的幅频特点曲线的首段高度为定值,20lgK0（2分）

1型体系的首段-20dB/dec,斜率线或其延伸线与横轴的交点坐标为ω1＝K1（1.5分）

2型体系的首段-40dB/dec,斜率线或其延伸线与横轴的交点坐标为ω1＝K2（1.5分）

39.根轨迹与虚轴订交,暗示闭环顶点中有顶点位于虚轴上,即闭环特点方程有纯虚根,体系处于临界稳固状况,可运用此特点求解稳固临界值.（3分）

举例,答案不独一.如求开环传递函数G（s）=K/（s（s+1）（s+2））的体系稳准时的K值.根据其根轨迹与虚轴订交的交点,得到0

40.1）当掌握体系的闭环顶点在s平面的左半部时,掌握体系稳固;（1分）

2）如请求体系快速性好,则闭环顶点越是远离虚轴;如请求体系安稳性好,则复数顶点最好设置在s平面中与负实轴成45夹角线以内;（1分）

3）离虚轴的闭环顶点对瞬态响应影响很小,可疏忽不计;（1分）

4）请求体系动态进程消掉速度快,则应使闭环顶点间的间距大,零点接近顶点.即存5）在偶极子;（1分）

5）若有主导顶点的话,可运用主导顶点来估算体系的机能指标.（1分）

36.开环掌握体系和闭环掌握体系的重要特色是什么？

37.若何用试验办法求取体系的频率特点函数？

38.伯德图中幅频特点曲线的首段和传递函数的型次有何干系？

39.根轨迹与虚轴的交点有什么感化?

举例解释.

40.体系闭环零点.顶点和机能指标的关系.

36.1）各前向通路传递函数的乘积保持不变.（2分）

2）各回路传递函数的乘积保持不变.（2分）

举例解释（1分）略,答案不独一.

37.其极坐标图为单位圆,跟着

从0变更,其极坐标图顺时针沿单位圆转无穷多圈.（2.5分）图略.（2.5分）

38.可采取以下门路：

1）进步反馈通道的精度,防止引入干扰;（分）

2）在包管体系稳固的前提下,对于输入引起的误差,可经由过程增大体系开环放大倍数和进步体系型次减小.对于干扰引起的误差,可经由过程在体系前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小;（2分）

3）采取复合掌握对误差进行抵偿.（分）

39.开环不稳固的体系,其闭环只要知足稳固性前提,就是稳固的,不然就是不稳固的.（3分）举例解释答案不独一略.（2分）

40.保存主导顶点即距虚轴比来的闭环顶点,疏忽离虚轴较远的顶点.一般该顶点大于其它顶点5倍以上的距离;（分）假如分子分母中具有负实部的零.顶点在数值上邻近,则可将该零.顶点一路小调,称为偶极子相消（分）

36.方块图变换要遵照什么原则,举例解释.

的频率特点,并画出其频率特点极坐标图.

38.若何削减体系的误差?

39.开环不稳固的体系,其闭环是否稳固？

举例解释.

40.高阶体系简化为低阶体系的合理办法是什么？

“经典掌握理论”和“现代掌握理论”,（1分）“经典掌握理论”以传递函数为基本（1分）,以频率法和根轨迹法为根本办法,（2分）“现代掌握理论”以状况空间法为基本,（1分）.

37.要减小最大超调量就要增大阻尼比（2分）.会引起上升时光.峰值时光变大,影响体系的快速性.（3分）

38.体系特点方程式的所有根均为负实数或具有负的实部.（3分）

或:

特点方程的根均在根平面（复平面.s平面）的左半部.

或:

体系的顶点位于根平面（复平面.s平面）的左半部

举例解释（2分）略,答案不独一

39.对于输入引起的误差,可经由过程增大体系开环放大倍数和进步体系型次减小.（2.5分）

对于干扰引起的误差,可经由过程在体系前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小（2.5分）.

40.假如开环零点数m小于开环极顶点数n,则（n-m）趋势无穷根轨迹的方位可由渐进线决议.（分）渐进线与实轴的交点和倾角为:

（分）

36.扼要阐述主动掌握理论的分类及其研讨基本.研讨的办法.

37.二阶体系的机能指标中,如要减小最大超调量,对其它机能有何影响？

38.用文字表述体系稳固的充要前提.并举例解释.

39.在包管体系稳固的前提下,若何来减小由输入和干扰引起的误差？

40.根轨迹的渐近线若何肯定？

分）,恰当的阻尼（）,高刚度（1分）,较低的迁移转变惯量（1分）.

37.最大超调量：

单位阶跃输入时,响应曲线的最大峰值与稳态值之差;反应相对稳固性;（1分）

调剂时光：

响应曲线达到并一向保持在许可误差规模内的最短时光;反应快速性;（1分）

峰值时光：

响应曲线从零时刻到达峰值的时光.反应快速性;（1分）

上升时光：

响应曲线从零时刻到初次到达稳态值的时光.反应快速性;（1分）

振荡次数：

在调剂时光内响应曲线振荡的次数.反应相对稳固性.（1分）

38.1）将体系频率特点化为典范环节频率特点的乘积.（2分）

2）根据构成体系的各典范环节肯定转角频率及响应斜率,并画近似幅频折线和相频曲线（2分）

3）须要时对近似曲线做恰当修改.（1分）

39.由静态误差系数剖析可知,在输入雷同的情形下,体系的积分环节越多,型次越高,稳态误差越小（3分）.举例解释（2分）略,答案不独一

40.串联滞后校订并没有转变原体系最低频段的特点,故对体系的稳态精度不起损坏感化.相反,还许可恰当进步开环增益,改良体系的稳态精度（2.5分）;而串联超前校订一般不改良原体系的低频特点,假如进一步进步开环增益,使其频率特点曲线的低频段上移,则体系的安稳性将降低.（2.5分）

36.对于受控机械对象,为得到优越的闭环机电机能,应当留意哪些方面？

37.评价掌握体系的好坏的时域机能指标经常运用的有哪些？

每个指标的寄义和感化是什么？

38.写出画伯德图的步调.

39.体系的误差大小和体系中的积分环节若干有何干系？

举例解释.

40.为什么串联滞后校订可以恰当进步开环增益,而串联超前校订则不克不及?

36.由体系的微分方程;（1分）由体系的传递函数;（1分）经由过程试验的手腕.（1分）例略（2分）答案不独一

37.当固有频率一准时,求调剂时光的微小值,可得当=0.707时,调剂时光最短,也就是响应最快（3分）;又当=0.707时,称为二阶开环最佳模子,其特色是稳固储备大,静态误差系数是无穷大.（2分）

38.

（2.5分）

（2.5分）

分分）

40.根轨迹的起点与终点;（1分）分支数的肯定;（1分）根轨迹的对称性;（1分）实轴上的轨迹;（1分）根轨迹的渐近线;（1分）答案不独一

36.若何求取体系的频率特点函数？

举例解释.

=0.707较好,请解释来由.

试解释开环体系频率特点极坐标图的起点和终点.

39.串联校订中,超前.滞后校订各采取什么办法改良了体系的稳固性？

40.绘制根轨迹的根本轨则有哪些?

36.上升时光.峰值时光.调剂时光.延迟时光反应快速性分）.最大超调量.振荡次数反应相对稳固性分）.

（2分）,如0型体系的乃氏图始于和终于正实轴的有限值处（1分）,1型体系的乃氏图始于相角为-90º的无穷远处,终于坐标原点处,（1分）

2型体系的乃氏图始于相角为-180º的无穷远处,终于坐标原点处（1分）.

（分）

稳态误差无穷大（输出不克不及追随输入）（分）

（2分）.根据校订环节在体系中的联络方法,校订可分为串联校订.反馈校订.顺馈校订三类.（3分）

40.盘算机掌握体系按功效分可以分为数据收集体系;（1分）操纵指点掌握体系;（1分）.监视掌握体系;（1分）直接数字掌握体系;（1分）按掌握方法可以分为开环掌握和闭环掌握体系（1分）

36.时域剖析的机能指标,哪些反应快速性,哪些反应相对稳固性？

37.作乃氏图时,斟酌传递函数的型次对作图有何帮忙？

І型体系在稳固前提下不克不及跟踪加快度输入旌旗灯号.

39.什么是校订？

根据校订环节在体系中的联络方法,校订可分为几类?

40.盘算机掌握体系按功效和掌握方法可以分为哪几类？

36.尽可能对研讨的非线性体系进行线性化处理,用线性理论进行剖析（2分）.经常运用办法有疏忽不计（取常值）.切线法或小误差法（3分）

37.误差平方积分机能指标的特色是看重大的误差,疏忽小的误差.（3分）原因是误差大时其平方更大,对机能指标的影响更大,（3分）

38.

（1）写出

的表达式;（1分）.

（2）分离求出

;（1分）

（3）求乃氏图与实轴的交点（1分）;

（4）求乃氏图虚轴的交点（1分）;

（5）须要时画出乃氏图中央几点然后勾勒出大致曲线（1分）.

39.起首仅选择比例校订,使体系闭环后知足稳固性指标（分）.然后在此基本上根据稳态误差请求参加恰当参数的积分校订（分）.而积分校订的参加往往使体系稳固裕量和快速性降低,再参加恰当参数的微分校订以包管体系和稳固性和快速性.如斯轮回达到幻想的机能指标（2分）

40.偶极子对：

是指若在某一顶点的邻近同时消失一个零点,而在该零点,顶点的邻近又无其它的零点或顶点.就称这个顶点和这个零点为一个偶极子对（3分）.

因为零顶点在数学上地位分离是分子分母,工程实际中感化又相反,是以在近似的处理上可相消,近似地以为其对体系的感化互相抵消了.对于高阶体系的剖析,相当于降低了体系的阶数,给剖析带来便利（2分）.

线性化的本质和办法是什么?

37.剖析误差平方积分机能指标的特色及其原因.

38.乃氏图作图的一般办法是什么？

39.若何用试探法来肯定PID参数?

40.什么是偶极子？

偶极子起什么感化,请举例解释.

人闭上目击很难达到预定的目标试从掌握体系的角度进行剖析

1若何测量得到一个不稳固环节的稳固性？

断开闭环体系,测量开环频率特点.可以经由过程比较输入正选旌旗灯号与输出振幅比逐点绘图,也可以用体系剖析仪.如许可以画出伯德图奶奎斯特图,从而剖析频率特点.

2增长体系的开环增益,对于闭环掌握体系的机能有如何的影响？

增大了体系无阻尼震动频率,减小体系的阻尼比,降低了体系的动态机能.误差系数有所增大,减小了稳态误差,因而进步了体系的精度.

3滞后\超前串联校订可以或许改良体系机能的原因？

超前：

运用超前相角抵偿体系的滞后相角改良体系的动态机能,如增长相位裕度,进步体系的稳固性,增长体系的快速性.

滞后：

运用滞后校订的这一低通滤波所造成的高频衰减特点,可以降低体系的截止频率,进步体系的相位裕度.4从掌握不雅点剖析飞机在气流中和汽船在波浪中能保持预定航向行驶的原因.

两者的掌握体系是采取反馈的闭环掌握体系,对于外部的扰动有必定的克制才能,气流和波浪相对于体系是扰动,在扰动的感化下,闭环反馈体系可以或许保持原看来的机能.

5惯性环节在什么前提下可以近似为比例环节？

在什么前提下可以近似为积分环节？

T<<1时可以近似为比例环节.T>>1是可以近似为积分环节6在调试某个采取PI掌握器的掌握体系时,发明输出中断震动.试剖析可以采纳哪些措施解决问题？

7某个被控对象的模子为H（s）,有人以为只要在被控对象前串联环节1/H（s）,这个开环掌握体系就具有很好的机能.这种做法可行吗？

为什么？

8主动掌握体系平日经由过程负反馈构成一个闭环掌握体系.简述负反馈的重要感化.（3个）

被控量直接间接地的介入掌握,从而使体系具有主动修改误差的感化9在绘制中断体系频率特点bode图的幅频特点时,常采取（对数频率—分贝）坐标.简述原因.（3个）

横坐标w以对数分度,可以或许将w=0→∞紧凑地暗示在一张图上,既可以或许清楚地标明频率特点的低频.中频段这些重要的频率特点,也可以或许精确地暗示高频段部分频率特点.纵坐标采取分贝具有光鲜的物理意义,并且也能将取值规模为0→∞的频率特点紧凑地暗示在一张图上.采取对数坐标后,幅频特点曲线可以或许用一些支线近似,大大简化了伯德图的绘制10体系在某个输入旌旗灯号感化下的稳态误差为无穷大,是否意味着体系不稳固？

请给出明白的断定,并简述来由.

不料味着不稳固.

对单位负反馈体系,当时光t趋于无穷大时,体系对输入旌旗灯号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值,称为稳态误差,它反应体系复现输入旌旗灯号的（稳态）精度.和体系的稳固性无关

11与劳斯判据比拟,nyquist判据的重要长处有哪些？

（3个）

盘算便利,断定较直不雅,轻易盘算临街稳准时的参数,能直接从体系的频率特点等试验数据来剖析.设计体系.

13列举3种非线性体系与线性体系特点的不合之处.

非线性体系的输入和输出之间不消失比例关系,也不实用叠加定理;非线性体系的稳固性不但与体系的构造和参数有关,并且也与它的初始旌旗灯号的大小有关;非线性体系经常会产生自振荡.

15若何测量得到一个含积分环节的频率特点

构成一个稳固的闭环掌握体系,在闭环体系平分离测量环节的输出和输入处旌旗灯号,从而获得频率特点

16比拟较经典掌握理论现代掌握理论中消失了哪些新的概念5个以上

17掌握体系开环幅频特点的各个频段分离影响掌握体系的哪些机能

低频段影响体系是否产生误差和稳态误差的大小.

中频段影响体系的稳固性,中频段斜率为-20dB/dec体系稳固,中频段斜率为-60dB/dec体系不稳固,中频段斜率为-40dB/dec体系可能稳固可能不稳固.

高频段影响体系的抗干扰才能.

18滞后—超前串联校订改良体系机能的原因.

（1）降低截止频率,

（2）中频段进步相位裕度,（3）防止了单独采取超前校订或单独采取滞后校订的缺少.

19惯性环节在什么前提下可以近似为比例环节.

在惯性时光常数很小的情形下.

20列举3种非线性体系与线性体系特点的不合之处.

（1）是否知足叠加道理

（2）是否有可能产生自激振荡,（3）体系的特点（如稳固性）与初始状况是否有关.

21实际中,真实的体系都具有必定程度的非线性特点和时变特点,但是理论剖析和设计经常采取线性时不变模子的原因.

（1）平日体系工作在均衡点邻近的小规模内,

（2）近似的精度平日知足工程请求,（3）线性体系的剖析与设计办法成熟.便利.（4）对于本质非线性,或者非线性显著的情形,或者请求比较高的情形,必须采取非线性的办法

21零阶保持器传递函数

中是否包含积分环节？

为什么？

不包含积分环节,因为s趋势0时,G（s）其实不趋势无穷.

我的一点看法,不必定精确.

1.可以用频域法求取.输入不合正弦旌旗灯号,测量输出幅值和适宜,划伯德图近似.书上明白解释,这种办法可以求非最小相位环节的传递函数.

7.假如你用现代掌握理论的能控能不雅性去思虑一下,就会发明问题.从传递函数上看,掌握器相当于比例环节（K=1）,直接发散,谈何机能