《自動控制原理》複習參考

2021-03-03 22:55:02 字數 4538 閱讀 5804

1、反饋控制又稱偏差控制,其控制作用是通過輸入量與反饋量的差值進行的。

2、閉環控制系統又稱為反饋控制系統。

3、在經典控制理論中主要採用的數學模型是微分方程、傳遞函式、結構框圖和訊號流圖。

4、自動控制系統按輸入量的變化規律可分為恆值控制系統、隨動控制系統與程式控制系統。

5、對自動控制系統的基本要求可以概括為三個方面,即:穩定性、快速性和準確性。

6、控制系統的數學模型,取決於系統結構和引數, 與外作用及初始條件無關。

7、兩個傳遞函式分別為g1(s)與g2(s)的環節,以併聯方式連線,其等效傳遞函式為g1(s)+g2(s),以串聯方式連線,其等效傳遞函式為g1(s)*g2(s)。

8、系統前向通道傳遞函式為g(s),其正反饋的傳遞函式為h(s),則其閉環傳遞函式為g(s)/(1- g(s)h(s))。

9、單位負反饋系統的前向通道傳遞函式為g(s),則閉環傳遞函式為g(s)/(1+ g(s))。

10、典型二階系統中,ξ=0.707時,稱該系統處於二階工程最佳狀態,此時超調量為4.3%。

11、應用勞斯判據判斷系統穩定性,勞斯表中第一列資料全部為正數,則系統穩定。

12、線性系統穩定的充要條件是所有閉環特徵方程的根的實部均為負,即都分布在s平面的左平面,。

13、隨動系統的穩態誤差主要**於給定訊號,恆值系統的穩態誤差主要**於擾動訊號。

14、對於有穩態誤差的系統,在前向通道中串聯比例積分環節,系統誤差將變為零。

15、系統穩態誤差分為給定穩態誤差和擾動穩態誤差兩種。

16、對於乙個有穩態誤差的系統,增大系統增益則穩態誤差將減小。

17、對於典型二階系統,慣性時間常數t愈大則系統的快速性愈差。

18、應用頻域分析法,穿越頻率越大,則對應時域指標ts越小,即快速性越好

19最小相位系統是指s右半平面不存在系統的開環極點及開環零點。

20、按照校正裝置在系統中的不同位置,系統校正可分為串聯校正、反饋校正補償校正與復合校正四種。

21、對於線性系統,相位裕量愈大則系統的相對穩定性越好。

22、根據校正裝置的相位特性,比例微分調節器屬於相位超前校正裝置,比例積分調節器屬於相位滯後校正裝置,pid調節器屬於相位滯後-超前校正裝置。

23、pid調節中的p指的是比例控制器,i是積分控制器,d是微分控制器。

24、離散系統中訊號的最高頻譜為ωmax,則取樣頻率ωs應保證ωs>=2ωmax條件。

26、在離散控制系統分析方法中,把差分方程變為代數方程的數學方法為z變換。

27、離散系統中,兩個傳遞函式分別為g1(s)與g2(s)的環節,以串聯方式連線,連線點有取樣開關,其等效傳遞脈衝函式為g1(z)g2(z);連線點沒有取樣開關,其等效傳遞脈衝函式為g1g2(z)。

28、根據系統的輸出量是否反饋至輸入端,可分為開環控制系統與閉環控制系統。

29、家用空調溫度控制、電梯速度控制等系統屬於閉環控制系統;

30、經典控制理論的分析方法主要有時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法。

二、基本知識2

1、開環控制系統的的特徵是沒有( c )

a.執行環節b.給定環節

c.反饋環節d.放大環節

2、閉環系統的動態效能主要取決於開環對數幅頻特性的( b )

a、低頻段 b、中頻段 c、高頻段 d、均無關

3、若系統的開環傳遞函式為,則它的開環增益為( a )

a.5b.10c.50d.100

4、已知系統的開環傳遞函式為,則該系統的開環增益為 ( c )。

a、 50b、25c、10d、5

5、開環頻域效能指標中的相角裕度對應時域效能指標( a ) 。

a、超調 b、穩態誤差 c、調整時間 d、峰值時間

6、一般為使系統有較好的穩定性,希望相位裕量為( c )

a.0~15 b.15~30 c.30~60 d.60~90

7、若系統的傳遞函式在右半s平面上沒有零點和極點,則該系統稱作( b )

a.非最小相位系統 b.最小相位系統 c.不穩定系統 d.振盪系統

8、關於傳遞函式,錯誤的說法是 ( b )

a 傳遞函式只適用於線性定常系統;

b 傳遞函式不僅取決於系統的結構與引數,給定輸入和擾動對傳遞函式也有影響;

c 傳遞函式一般是為復變數s的真分式;

d 閉環傳遞函式的極點決定了系統的穩定性。

9、下列哪種措施對改善系統的精度沒有效果 ( c )。

a、增加積分環節b、提高系統的開環增益k

c、增加微分環節d、引入擾動補償

10、某系統的傳遞函式是,則該可看成由( c )環節串聯而成。

a.比例、延時 b.慣性、導前 c.慣性、延時 d.慣性、比例

11、某系統的傳遞函式是,則可等效為( b )環節串聯。

a.比例、積分 b.積分、慣性 c.慣性、微分 d.微分、比例

12、為了消除存在穩態誤差的系統的誤差,可採用串聯( d )進行校正。

a.比例校正裝置b. 比例微分校正裝置

c.微分校正裝置d. 比例積分校正裝置

13、若某最小相位系統的相角裕度,則下列說法正確的是 ( c )。

a、不穩定b、只有當幅值裕度時才穩定;

c、穩定d、不能判用相角裕度判斷系統的穩定性。

14、最小相位系統的開環增益越大,其( d )

a.振盪次數越多b.穩定裕量越大

c.相位變化越小d.穩態誤差越小

15、穩態誤差ess與誤差訊號e(s)的函式關係為( b )

ab.cd.

16、若某串聯校正裝置的傳遞函式為,則該校正裝置屬於( b )。

a、超前校正 b、滯後校正 c、滯後-超前校正 d、不能判斷

17、對於離散控制系統,下例說法錯誤的是( d )

a. 計算機控制系統是離散控制系統的一種形式 b. 脈衝傳遞函式與取樣開關的位置有關

c. z變換是拉普拉斯變換的一種特殊形式 d. 零階保持器是訊號取樣裝置

18、對於離散控制系統,下例說法錯誤的是( c )

a. 脈衝傳遞函式與取樣開關的位置有關 b. 零階保持器是訊號復現元件

c.拉普拉斯變換的定理不適用於z變換 d. 取樣定理又稱夏農定理

19、.當輸入為單位斜坡且系統為單位負反饋時,對於ii型系統其穩態誤差為( a )

a.0b.0.1/kc.1/kd.

20、ii型系統的對數幅頻特性的低頻段漸近線斜率為( b )

a.–60(db/dec) b.–40(db/dec) c.–20(db/dec) d.0(db/dec)

1、從工作原理角度來說,閉環控制系統由哪些元件或裝置組成?指出圖示閉環控制系統中1-7各部件分屬什麼元件或裝置?閉環控制系統中的訊號有哪些?

指出圖示閉環控制系統中訊號a-e分屬什麼訊號?

(參考分析例題:教材書第5頁)

2、衡量乙個自動控制系統的效能指標有哪些?下圖為某自動控制系統啟動時的動態曲線,估算出它們的動態指標。

(參考分析例題:教材書第95頁,實驗

二、實驗三)

(1)(2)

(3)(4)

3、自動控制系統實物裝置的定性分析。(1)指出系統的被控量、給定量、擾動量、反饋量、偏差量;(2)分析其工作原理;(3)從給定量或擾動量變化開始,結合各環節功能與引數變化趨勢,分析系統如何自動調節。

(1)(2)

(3)(4)

(參考分析例題:教材書第10頁,例1-5)

四、計算與作圖

1、數學模型的建立與分析

(考核內容:數學模型的建立、實驗電路的構建、系統框圖作圖、伯德圖的繪製)

2、建立下圖電路的數學模型、系統框圖、伯德圖

(r0=100kω、r1=1mω、r2=200kω、c1=2uf、c2=0.25uf)

3、系統的傳遞函式,試分析系統由哪些環節組成並畫出系統的bode圖。

4、系統誤差分析,已知某負反饋系統的輸入r(t)=2+4t,計算系統的穩態誤差。

(參考:教材書第151-153頁,本系統輸入訊號可分解為乙個階躍訊號與乙個斜坡訊號的疊加,分別計算兩個訊號的誤差,再相加即為總誤差。注意本系統為非單位負反饋)

5、系統結構如圖,其中,,h(s)=2,又設r(t) = 2t,d(t) = 0.51(t),求系統的穩態誤差。

(參考:分別計算給定誤差與擾動誤差,再相加即為總誤差。本系統為非單位負反饋)

五、系統分析題

1、已知最小相位系統的開環對數幅頻特性和串聯校正裝置的對數幅頻特性如下圖所示,原系統的幅值穿越頻率為:

1、 寫出原系統的開環傳遞函式,並求其相角裕度,並判斷其穩定性;

2、 寫出校正裝置的傳遞函式;

3、寫出校正後的開環傳遞函式,畫出校正後系統的開環對數幅頻特性。

2、3、某最小相位系統的開環對數幅頻特性曲線如圖所示:

1、寫出該系統的開環傳遞函式;

2、寫出該系統的開環頻率特性、開環幅頻特性及開環相頻特性。

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