自動控制原理

1、自動控制原理填空題復(fù)習(xí)自動控制是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操控受控對象，使 得表征受控對象物理特征的被控量等于給定值或給定信號變化規(guī)律去變 化的過稱。自動控制系統(tǒng)由控制裝置和受控對象構(gòu)成。自動控制系統(tǒng)的基本控制方式1）開環(huán)控制控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為開環(huán)控制。特點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制過程均很簡單，但由于這類系統(tǒng)抗干擾能力較差，控制 精度較低，因而限制了它的應(yīng)用范圍。開環(huán)控制一般用于對控制性能要求 不高的場合。2）閉環(huán)控制控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯(lián)系，即有被 控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環(huán)控制。特點(diǎn)：（1）由于系統(tǒng)的控制作

2、用是通過給定值與反饋量的差值進(jìn)行的，故這種 控制常稱為按偏差控制，又稱反饋控制。（2）這類系統(tǒng)具有兩種傳輸信號的通道：由給定值全被控量的通道稱為 前向通道；由被控量全系統(tǒng)輸入端的通道稱為反饋通道。（3）不論去什么物理量進(jìn)行反饋，作用在反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動所 引起的被控量的偏差值，都會得到減小或消除，使得系統(tǒng)能基本抑 制這些擾動。3）復(fù)合控制前饋補(bǔ)償控制欲反饋控制相結(jié)合，就構(gòu)成了復(fù)合控制。復(fù)合控制有兩種基本形式：按輸入前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制和按擾動前饋補(bǔ)償 的復(fù)合控制。自動控制系統(tǒng)的分類：1）線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)2）定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)3）連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)4）恒指系統(tǒng)，隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)?？?/p>

3、制系統(tǒng)的性能要求1）穩(wěn)定性（系統(tǒng)受到外作用后，其動態(tài)過程的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復(fù)平 衡的能力）2）快速性（可以通過動態(tài)過程時間的長短來表征）3）準(zhǔn)確性（反映了系統(tǒng)在一定外部信號作用下的穩(wěn)態(tài)精度）建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法主要有兩種：解析法和實(shí)驗法。在經(jīng)典控制理論中，控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有多種，常用的有：微分方程， 傳遞函數(shù)，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，頻率特性等。建立系統(tǒng)微分方程的一般步驟：1）確定系統(tǒng)的輸入變量和輸出變量2）建立初始微分方程組3）消除中間變量，將方程式標(biāo)準(zhǔn)化。與非線性系統(tǒng)相比較，線性系統(tǒng)具有疊加性和齊次性。典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及性能特點(diǎn)：1）比例環(huán)節(jié)特點(diǎn)：輸出不失真，不延遲，成比例地復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化，

4、即信號的傳遞沒有慣性。2）慣性環(huán)節(jié)特點(diǎn)：輸出量不能瞬時完成與輸入量完全一致的變化。3）積分環(huán)節(jié)特點(diǎn)：輸出量與輸入量對時間的積分成正比。若輸入突變，輸出值要等到時間T 之后才等于輸入值，固有滯后作用。4）微分環(huán)節(jié)特點(diǎn)：輸出量與輸入量對時間的微分成正比，即輸出量反映了輸入量的變化率， 而不是反映輸入量本身的大小。5）振蕩環(huán)節(jié)特點(diǎn)：若輸入為一階躍信號，則其動態(tài)響應(yīng)具有振蕩的形式。6）時滯環(huán)節(jié)特點(diǎn)：輸出波形與輸入波形相同，但延遲了時間T。微分方程和傳遞函數(shù)是系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的兩種形式。繪制動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的一般步驟：1）確定系統(tǒng)中各元件或環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；2）繪制各環(huán)節(jié)的方框圖，方框中標(biāo)出其傳遞函數(shù)，并以帶箭頭的

5、信合 線和字母標(biāo)明其輸入量和輸出量。3）根據(jù)信號在系統(tǒng)中的流向，依次將各方框圖鏈接起來。常用的分析與設(shè)計方法有時域分析法，根軌跡分析法和頻率特性法。典型輸入信號：1）階躍信號2）斜坡信號3）拋物線信號4）脈沖信號5）正弦信號控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)分為動態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，動態(tài)性能指標(biāo)又 分為跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)。跟隨性能指標(biāo)：1）上升時間2）峰值時間3）超調(diào)量（系統(tǒng)輸出響應(yīng)超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏離量占穩(wěn)態(tài)值的百分比）4）調(diào)節(jié)時間5）振蕩次數(shù)抗擾性能指標(biāo)1）動態(tài)降落2）恢復(fù)時間穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能一般是指其穩(wěn)態(tài)精度，常用穩(wěn)態(tài)誤差開表示。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)期望值與實(shí)際穩(wěn)態(tài)值之間的差值。19 .根軌跡方程課分解為幅值方程和相角方程。系統(tǒng)的頻譜特性，相頻特性，頻率特性（幅相特性）裕量：相位裕量和幅值裕量按照校正裝置在系統(tǒng)中的連接方式?？蓪⑿Ｕ姆椒ǚ譃榇?lián)校正，反饋 校正和前饋補(bǔ)償。校正裝置可以是由電氣的，機(jī)械的，或由其他物理形式的元部件所組成電氣的校正裝置可分為無源和有源兩種。.若構(gòu)成校正裝置的元器件均為無源元件，則為無源校正.若校正裝置