《自動控制原理》考試填空題.doc(總3頁)

1、自控原理填空題復習指南1. 對于一個自動控制的性能要求可以概括為三個方面：穩(wěn)定性、快速性 、準確性 。2. 反饋控制系統(tǒng)的工作原理是按 偏差 進行控制，控制作用使 偏差 消除或減小，保證系統(tǒng)的輸出量按給定輸入的要求變化。3. 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng) 本身結構參數(shù) 有關，而與系統(tǒng)的輸入無關。4. 微分方程是時間域中的 連續(xù)（填連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學模型，傳遞函數(shù)是 復數(shù) 域中 連續(xù) （填連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學模型。差分方程是 時間域中的 離散（填連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學模型，脈沖傳遞函數(shù)是 z 域 離散 （填連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學模型。頻率特性是 頻率 域數(shù)學模型。（此題11/12/13班只需了解

2、連續(xù)部分）5. 自動控制系統(tǒng)按控制方式分，基本控制方式有：開環(huán)、閉環(huán) 、復合 三種。6. 傳遞函數(shù)G(S)的拉氏反變換是系統(tǒng)的單位 脈沖 響應。7. 線性連續(xù)定常系統(tǒng)的穩(wěn)定的充分必要條件是 閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根全部具有負實部，或者閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點均位于s左半平面 ；線性離散定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根模均小于1，或者閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點均位于z平面單位園內 。8. 線性連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學模型有 微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性、狀態(tài)空間表達式（現(xiàn)代部分講解） ；線性離散系統(tǒng)模型有 差分方程、脈沖傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間表達式（現(xiàn)代部分講解） 。9. 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的低頻段，主要是由

3、放大環(huán)節(jié)（開環(huán)增益） 環(huán)節(jié)和 微積分 環(huán)節(jié)來確定。10. 常用研究非線性系統(tǒng)的方法有 相平面 和 描述函數(shù) 兩種。11. 穩(wěn)定系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性靠近（-1，j0）點的程度表征了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，它距離（-1，j0）點越 遠 ，閉環(huán)系統(tǒng)相對穩(wěn)定性就越高。12. 頻域的相對穩(wěn)定性常用 相角裕度（相位裕度） 和 幅值裕度（增益裕度） 表示，工程上常用這里兩個量來估算系統(tǒng)的時域性能指標。13. 某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，則其開環(huán)頻率特性是 ，開環(huán)幅頻特性是，開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的轉折頻率為 5rad/s 。14. 單位負反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，在輸入信號r(t)=sint作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出

4、css(t)=（注意利用閉環(huán)傳遞函數(shù)球） 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess(t)= cost .15. 工程實踐中常用的三種校正方法是 串聯(lián)矯正 、反饋矯正 、復合矯正 。按照校正裝置在系統(tǒng)中的連接方式，控制系統(tǒng)的校正可分為串聯(lián)矯正 、 反饋矯正 、復合矯正 。16. 串聯(lián)校正有 串聯(lián)超前 校正 串聯(lián)滯后校正和 串聯(lián)滯后超前 校正。17. 超前校正網(wǎng)絡傳遞函數(shù)為；滯后校正網(wǎng)絡傳遞函數(shù)為 。18. 超前校正是利用網(wǎng)絡的 中頻段相角 超前特性；滯后校正是利用網(wǎng)絡的 高頻幅值 衰減特性19. 離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根模均小于1，或者閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點均位于z平面單位園內 ，判斷離散系統(tǒng)穩(wěn)定的方

5、法有 勞斯 穩(wěn)定性判據(jù)。20. 離散系統(tǒng)按照離散信號的種類分為 采樣控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)和 數(shù)字控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)。21. 香農采樣定理為：采樣角頻率 大于等于2倍連續(xù)信號的頻譜的最大角頻率。22. 開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性與閉環(huán)系統(tǒng)的時間響應有關。開環(huán)系統(tǒng)的低頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)特性（穩(wěn)態(tài)精度） ；開環(huán)系統(tǒng)的中頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的 動態(tài)特性 ；開環(huán)系統(tǒng)的高頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的 復雜性和噪聲抑制能力 。23. 常用研究非線性系統(tǒng)的方法有 相平面 和 描述函數(shù) 兩種。24. 離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件 ，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的方法有 穩(wěn)定性判據(jù)。（同前）25. 描述函數(shù)法分析非線性控制系統(tǒng)的應用條件：1 非線性系統(tǒng)

6、應簡化為一個非線性環(huán)節(jié)和一個線性部分不換連接的典型結構形式 2 非線性環(huán)節(jié)的輸入和輸出特性是奇函數(shù) 3 系統(tǒng)的線性部分具有較好的低通濾波特性 .（參考課本410頁）26. 非線性控制系統(tǒng)自激振蕩是指沒有外界周期變化信號的作用時，系統(tǒng)內部產(chǎn)生的具有振幅和頻率的穩(wěn)定周期運動，簡稱自振。27. 自動控制是在沒有人直接 參與的情況下，利用外部裝置使被控對象的某個參數(shù)（被控量）按 預訂的規(guī)律運行 的要求變化。28. 由被控對象 和控制裝置 按一定方式連接起來，完成一定的自動控制任務，并具有預定性能的動力學系統(tǒng)，成為自動控制系統(tǒng)。29. 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是：在控制器與被控對象之間不僅有正向控制作用，而且

7、還有 控制作用。此種系統(tǒng) 精度高，但穩(wěn)定性較差；30. 開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是：在控制器與被控對象之間只有 正向 作用，沒有反饋控制作用。此種系統(tǒng)低，但穩(wěn)定性較高。31. 在經(jīng)典控制理論中，廣泛使用的分析方法有 時域分析法、復數(shù)域分析法（根軌跡） 和 頻率分析法 。32. 溫度控制系統(tǒng)是一種 恒值 控制系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)精度（穩(wěn)態(tài)誤差） 指標要求比較嚴格。33. 火炮跟蹤系統(tǒng)是一種 隨動 控制系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)的 快速性 指標要求比較較高。34. 反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)給定值和 反饋值 的偏差進行調節(jié)的控制系統(tǒng)。35. 線性定常系統(tǒng)的響應曲線僅取決于輸入信號的種類 和系統(tǒng)的特性，與外輸入信號施加

8、的時間無關。36. 一階系統(tǒng)1/Ts+1的單位階躍響應為。37. 二階系統(tǒng)兩個重要參數(shù)是阻尼比和無阻尼自然震蕩角頻率，系統(tǒng)的輸出響應特性完全由這兩個參數(shù)來描述。38. 二階系統(tǒng)的主要指標有超調量Mp%，調節(jié)時間ts和穩(wěn)態(tài)輸出c(),其中Mp%和ts是系統(tǒng)的 快速性 指標，c()是系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)精度（準確性） 指標。39. 在單位斜坡輸入信號的作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess= .40. 時域動態(tài)指標主要有上升時間、調節(jié)時間最大超調量和 峰值時間 。41. 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng) 本身固有 特性，與系統(tǒng)的 外輸入信號的種類無關。42. 時域性能指標中所定義的最大超調量Mp（p）的數(shù)學表達式是100%

9、 .43. 系統(tǒng)輸出響應的穩(wěn)態(tài)值與 輸入信號 之間的偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差ess。44. 二階系統(tǒng)的阻尼比在 0到1 范圍時，稱為峰值時間tp.45. 在單位斜坡輸入信號作用下，1型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess= 1/K,其中K是指系統(tǒng)開環(huán)增益。46. 在單位斜坡輸入信號作用下，11型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess= 0 。47. 響應曲線達到超調量的 最大值 所需的時間，稱為峰值時間tp.48. 二階閉環(huán)系統(tǒng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是該系統(tǒng)的特征多項式系數(shù) 均大于零，且構成的勞斯表第一列系數(shù)均大于零 。49. 如果增加系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個數(shù)，則閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度將提高，相對穩(wěn)定性將 變差 。50. 響應

10、是指當時間t趨于無窮大時，系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。（此題去掉）51. 在阻尼比01,情況下工作時，若過小，則超調量 較大 。52. 遠離虛軸的 偶極子極點（或者填極點） 點對系統(tǒng)的影響較小。53. 當系統(tǒng)的輸入是隨時間增長變化時，可選擇 單位斜坡 為典型輸入信號。54. 已知單位反饋控制系統(tǒng)在階躍輸入函數(shù)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù)，則此系統(tǒng)為 0 型系統(tǒng)。55. 若系統(tǒng)的特征方程式為（s+1）2（s-2）2+3=0,此系統(tǒng)的穩(wěn)定性是 不穩(wěn)定 。56. 一般講，如果開環(huán)系統(tǒng)增加積分環(huán)節(jié)，則其閉環(huán)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性將 變差 。57. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差反應了系統(tǒng)的 系統(tǒng)控制精度或抗擾動能力 。58. 若根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環(huán)極點之間，則這兩個極點之間必定存在 分離點點59. 根軌跡圖對稱于根平面的 實軸 。60. 如果實軸上某一段右邊的開環(huán)實數(shù)極點零極點總個數(shù)為 奇數(shù) ，則這一段就是根軌跡的一部分。61. 采樣器和保持器對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響 （了解。見課本361頁）采樣器可是系統(tǒng)的峰值時間和調節(jié)時間略有減小，但是使超調量增大，故采樣造成的信息損失會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，但在某些情況下，例如在具有大延遲的系統(tǒng)中，誤差采樣會提高系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。零階保持器是系統(tǒng)的峰值時間和調節(jié)時間都加長，超調