自动控制理论重点考点归纳

《自动控制理论重点考点归纳》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制理论重点考点归纳（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、判断1、反馈控制系统具有任何抑制内外扰动对被控量产生影响的能力，能较好的控制 精度。对2、原函数经过拉氏变换后得到象函数。对3、线性系统的（闭环）极点均位于左半s平面，系统稳定.错4、根轨迹可用于分析系统稳态性能和动态性能。对5、对数幅相曲线是以角频率w （lgw）为横坐标对数幅值与相角（w）为纵坐标 的。错6、最小相位惯性环节和非最小相位惯性环节，其幅频特性相同，相频特性符号 相反.对7、一反馈控制系统,有五个开环正实部极点,半闭合曲线顺时针（逆时针）包围（-1， j0）点五圈，则系统稳定。错8、相角裕度和截止频率属于开环频域性能指标.对9、与连续控制系统一样，在离散控制系统中，变化前向通路

2、中不同环节的相对 位置，不会影响系统的开环脉冲传递函数。 错10、不同连续信号得到的采样信号一定不同. 错11、采用（负）反馈并利用偏差进行控制的过程称为反馈控制.错12、通过拉普拉斯反变换可根据象函数得到原函数。对13、线性系统在初始条件为零时，受到单位阶跃信号（脉冲信号 ）作用时，系统 输出在t趋近于正无穷条件下趋于0，即说该系统稳定.错14、根轨迹是指根轨迹 增益（开环系统某一参数）从零变到无穷大时，系统闭环特征根大复平面上变化 的轨迹。 错15、幅相曲线是绘制在以角频率w为横坐标幅值为纵坐标的复平面上的曲线 错16、传递函数互为倒数的典型环节,其幅相曲线关于实轴（对数幅频曲线关于 0d

3、b， 相频关于 0线）对称。 错17、一反馈控制系统，有4个开环正实部极点，半闭合曲线从上向下穿越（-1, jO） 点左侧实轴两次，则该系统稳定。对18、截止频率和带宽频率（闭环）是两个常用的开怀频域性能指标。错19、在离散控制系统中,采样开关位置的变化不影响系统的开环脉冲传递函数,但 会影响系统的闭环脉冲传递函数。 错20、同一采样信号有可能对应不同的连续信号.对简答题1,对控制系统的基本要求1稳定性 稳定性是系统正常工作的必要条件。 2准确性 要求过渡过程结 束后，系统的稳态精度比较高,稳态误差比较小或者对某种典型输入信号的稳 态误差为零。3快速性 系统的响应速度快、过渡过程时间短、超调量

4、小。系统的稳定性 足够好、频带足够宽，才可能实现快速性的要求。2、什么是线性定常离散系统的脉冲传递函数？答;零初始条件下，系统输出量的 拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 什么是线性定常连续系统?线性连续系统 的稳定的充分必要条件是什么？分为几种.答；是指特性不随时间改变的线性系 统。线性自动控制系统的稳定性是由系统结构和参数决定的与外界因素无关。3、什么是超调量?答;指响应的最大偏离量h（tp）于终值之差的百分比。4、根轨迹的绘制法则是什么？根轨迹在实轴上如何分布?根轨迹：它是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环系统特征方程式的跟在 s平面上变化的轨迹答；(1)跟轨迹的起点和终点，跟轨迹起于开

5、环极点，终于开 环零点。(2)跟轨迹的分支数对称性、连续性，跟轨迹的分支数与开环有限零 点数m和有限极点数n中的大者相等，他们是连续的并且对称于实轴(3)跟轨 迹在实轴上的分布。实轴上的某一区域，若其右边开环实数零、极点个数之和为 奇数,则该区域必是跟轨迹。5、写出比例积分控制规律的数学表达式，并注明公示中所有符号的含义。答：比例积分m (t)=Kpe (t) + (Kp/Ti) f 0te (t) dt Kp 为可调比例 系数,Ti为积分时间常数改善控制系统的稳态性能。m (t)输出信号e(t)输入信号t为微分时间常数(2)比例一微分控制规律m (t)=KPe (t)+KP t de (t)

6、 /dt有利于动态性能的改善6、怎么是信号复现，什么是保持器？答：在采样控制系统中，把脉冲序列转变 为连续信号的过程称为信号复现过程。实现复现过程的装置称为保持器。7、什么是调节时间？答;在响应曲线的稳态线上，用稳态值的百分数(通常取5% 或2%)作一个允许误差范围，响应曲线达到并永远保持在这一允许误差范围内， 所需的时间。8、什么是釆样什么是釆样器?答：把连续信号转变为脉冲序列的过程称为采样过 程。实现采样的装置叫做采样器。9、什么是线性定常离散系统，系统稳定的充分必要条件是什么?答：控制系统中 有一处或几处信号是一串脉冲或数码，信号仅定义在离散时间上。通常，把系统 中离散信号是脉冲序列形式

7、的离散系统，称为采样或脉冲控制系统；而把数字序 列形式的离散系统称为数字或计算机控制系统。线性离散控制系统稳定充分必要 的条件是；闭环系统特征方程所有根的模小于1,闭环系统传递函数的极点均位于 z平面的单位圆内。10、控制系统中，传递函数的用途是什么？答：1、确定系统的输出响应.对于传递 函数G (s)已知的系统，在输入作用u (s)给定后，系统的输出响应y (s)可直 接由G (s) U (s)运用拉普拉斯反变换方法来定出。2、分析系统参数变化对输 出响应的影响。对于闭环控制系统,运用根轨迹法可方便地分析系统开环增益的 变化对闭环传递函数极点、零点位置的影响，从而可进一步估计对输出响应的影

8、响.3、用于控制系统的设计。直接由系统开环传递函数进行设计时,采用根轨迹法。 根据频率响应来设计时，采用频率响应法。11、什么是上升时间？上升时间：响应曲线从稳态值的10%上升到90%，所需 的时间。5%上升到95%,或从0上升到100%,对于欠阻尼二阶系统，通常采 用0100%的上升时间，对于过阻尼系统，通常采用1090%的上升时间，上 升时间越短,响应速度越快。12、什么是主导极点，他对控制系统有何影响？ 答:对整个时间影响过程起主要 作用的闭环极点.影响系统的动态性能13、什么是反馈校正？从某一元件引出反馈信号，构成反馈回路，并在内反馈 回路内设校正装置14、什么是开环控制？系统的输入和

9、输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的 控制作用没有影响，这样的系统称为开环控制系统.开环控制又分为无扰动补偿 和有扰动补偿两种。15、校正方式？串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正16、闭环系统(或反馈系统)的特征：采用负反馈，系统的被控变量对控制作 用有直接影响，即被控变量对自己有控制作用。名词解释1脉冲传递函数：线性定常离散系统在零初始条件下，系统离散输出信号的z变 换与离散输入信号的z变换之比。2自动控制系统：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按 照预定的规律运行。：由控制器和被控对象组成，能够实现自动控制任务的系统,被控制量 在控制系 统中，按规定的任务需要加以控

10、制的物理量。4控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星，也称控制输入.5扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入.6反馈信号通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号 相比较反送到输入端的信号称为反馈信号。7负反馈:反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。8负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差将系统的输出信号引回插入端，与 输入信号相减，形成偏差信号然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除 或减少偏差的过程.9开环控制系统:系统的输入和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作 用没有影响，这样的系统称为开环控制系统开环控制又分为无扰

11、动补偿和有扰 动补偿两种.10闭环控制系统：凡是系统输出端与输入端存在反馈回路，即输出量对控制作 用有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。12复合控制系统：复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控 制系统。它在闭环控制的基础上，用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入 信号的顺馈通道，用以提高系统的精度。13组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件错误!给定元件 错误!测量元件 错误!比较无件 错误!放大元件错误!执行元件 错误!校正元件 错误!被控对象 错误!能源元件14、自动控制系统的分类：线性连续控制系统(恒值、随动、程序)、线性定常 离散控制系统、非线性控制系统。15、线性定

12、常系统：是指特性不随时间改变的线性系统。16、反馈：指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统 功能的过程，即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较 的过程。17、超调量：指响应的最大偏离量c (tp)与终值c (a)的差op与终值c (a) 比的百分数。18、传递函数：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉 氏变换之比。时域中常用的数学模型：微分方程，差分，状态。复数域中：传递函数，结构图。 频域:频率特性。线性系统：用线性微分方程描述原件或系统，其重要性质是可应用叠加原理，它 有两重含义可叠加性和均匀性。线性定常系统传递函数在零初始条件

13、下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉 氏变换之比称为传递函数。传递函数的概念适用于线性定常单输入、单输出系统.1典型输入信号：是指跟据系统常遇到的输入信号形式，在数学描述上加以理想 化的一些基本输入函数。通常以单位阶跃作为典型输入作用。2任何一个控制系统的时间响应都以动态和稳态过程组成.动态性能 延迟时间：响应曲线第一次达到稳态值的一半所需的时间，叫延迟时间。 上升时间：响应曲线从稳态值的10%上升到90%，所需的时间。5%上升 到95%，或从0上升到100%，对于欠阻尼二阶系统，通常采用0100%的上升 时间,对于过阻尼系统，通常采用 1090%的上升时间，上升时间越短,响应速度 越快。 峰

14、值时间：响应曲线达到过调量的第一个峰值所需要的时间。 调节时间:在响应曲线的稳态线上，用稳态值的百分数(通常取5%或2%)作一 个允许误差范围，响应曲线达到并永远保持在这一允许误差范围内，所需的时 间。 超调量：指响应的最大偏离量h(tp)于终值之差的百分比。5、系统稳定性分析(1) 闭环主导极点：如果在所有的闭环极点中距虚轴最近的极点周围没有闭环 零点，而其他闭环极点又远离虚轴，那么距虚轴最近的闭环极点所对应的响应分 量，随时间的推移衰 减缓慢，在系统的时间响应过程中起主导作用,这样的闭环 极点称为。(2) 稳定性：是指系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到原平衡状态的性能.(3)线性系统稳

15、定的充要条件：特征根必须全部分布在S平面的左半部，即具有负实部.6、速度误差：指系统在速度输入作用下，系统稳态输入与输出之间存在位置上 的误差。7、静差:系统在阶跃输入作用下的稳态误差。8、加速度误差：是指系统在加速度函数输入的作用下系统稳态输出与输入之间 的位置误差.跟轨迹与系统性能：(1)稳定性，(2)稳态性能(3)动态性能.频率特性的几何表示法：幅相频率特性曲线，对数频率特性曲线，对数幅相曲线， 对数幅频渐近特性曲线.奈氏判据:反馈控制系统稳定的充要条件是半闭合曲线GH不穿过(-1, jO)点 且逆时针包围临界点(一1, jO)点的圈数R等于开环传递函数的正实部极点数P相角裕度：Y= 1

16、80+Z G (jw ) H (jw )，对于闭环稳定系统，如果系统开环ce相频特性再滞后Y度，则系统将处于临界稳定状态。与谐振峰值M都能表示系 统的稳定程度.幅值裕度：h = 1/ I G (j3x)H(jsx)丨对于闭环稳定系统，如果系统开环幅频特 性再增大h倍，则系统将处于临界稳定状态。离散系统:控制系统中有一处或几处信号是一串脉冲或数码，信号仅定义在离散 时间上.通常，把系统中离散信号是脉冲序列形式的离散系统，称为采样或脉冲控 制系统；而把数字序列形式的离散系统称为数字或计算机控制系统。采样器和保持器，是采样控制系统中两个特殊环节。把连续信号转变为脉冲序列 的过程称为采样过程.实现采样

17、的装置叫做采样器。信号复现:把脉冲序列转变为连续信号的过程。香农采样定理：如果采样器的输入信号e (t)具有有限带宽，并且有直到sh的 频率分量，则使信号e (t)完美地从采样信号e*(t)中恢复过来的采样周期T，满 足 TW2 n/2sh z变换性质：线性定理、实数位移定理、复数位移定理、终值定理闭环系统零、极点位置对时间响应性能的影响:1）稳定性：如果闭环极点全部位于 s 左半平面。则系统一定稳定；2）运动形式:如果闭环系统无零点,且闭环极点均为实数极点,则时间响应一定是 单调的;如果闭环系统极点均为复数极点,则时间响应一般是震荡的。3）超调量:超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率，并

18、与其它闭环零极点 接近坐标原点的程度有关。4）调节时间:调节时间主要取决于最靠近虚轴的闭环复数极点的复数的实部绝 对值；如果实树极点距离虚轴最近，并且它没有实数零点，则调节时间主要取决 于该实数的模值。5）实数零极点的影响:零极点减小系统阻尼，使峰值时间提前，超调量增大；极 点增大系统阻尼，使峰值之间迟后，超调量减小 ,它们的作用，随着它们本身接 近坐标原点的程度而增强.6）偶极子及其处理：远离原点的偶极子，其影响可忽略；接近原点的偶极子其 影响必须考虑7）主导极点：在 s 平面上，最靠近虚轴而附近又闭环零点的一些闭环极点,对系 统的影响最大.结合偶极子的处理原则，将高阶系统简化为二、三个主导极点和 一两个零点，然后估算系统的单位阶跃响应的性能指标。r(t)