湖南工業大學控制工程基礎期末考試複習要點

2023-02-10 01:54:02 字數 4898 閱讀 8577

一、 填空題

1、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。

2、自動控制系統有兩種基本控制方式,當控制裝置與受控物件之間只有順向作用而無反向聯絡時,稱為開環控制系統;當控制裝置與受控物件之間不但有順向作用而且還有反向聯絡時,稱為閉環控制系統。含有測速發電機的電動機速度控制系統,屬於閉環控制系統。

3、控制系統的輸出拉氏變換與輸入拉氏變換在零初始條件下的比值稱為傳遞函式。一階系統傳函標準形式是,二階系統傳函標準形式是或:)。

4、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,則g(s)為g1(s)+g2(s(用g1(s)與g2(s) 表示)。

5、奈奎斯特穩定判據中,z = p - r ,其中p是指開環傳函中具有正實部的極點的個數,(或:右半s平面的開環極點個數),z是指閉環傳函中具有正實部的極點的個數(或:右半s平面的閉環極點個數,不穩定的根的數),r指奈氏曲線逆時針方向包圍 (-1, j0 )整圈數。

6、若某系統的單位脈衝響應為,

則該系統的傳遞函式g(s)為。

7、設系統的開環傳遞函式為,則其開環幅頻特性為,相頻特性為(或:) 。

8. 線性控制系統最重要的特性是可以應用___疊加__原理,而非線性控制系統則不能。

9.反饋控制系統是根據輸入量和__反饋量__的偏差進行調節的控制系統。

10.在單位斜坡輸入訊號作用下,0型系統的穩態誤差ess=_____。

11.當且僅當閉環控制系統特徵方程的所有根的實部都是__負數__時,系統是穩定的。

12.方框圖中環節的基本連線方式有串聯連線、併聯連線和__反饋 _連線。

13.線性定常系統的傳遞函式,是在_ 初始條件為零___時,系統輸出訊號的拉氏變換與輸入訊號的拉氏變換的比。

14.函式te-at的拉氏變換為。

15.線性定常系統在正弦訊號輸入時,穩態輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函式關係稱為__相頻特性__。

16.積分環節的對數幅頻特性曲線是一條直線,直線的斜率為__-20__db/dec。

17.二階系統的阻尼比ξ為 _ 0_ 時,響應曲線為等幅振盪。

18.在單位斜坡輸入訊號作用下,ⅱ型系統的穩態誤差ess=__0__。

19.0型系統對數幅頻特性低頻段漸近線的斜率為___0___db/dec,高度為20lgkp。

20.單位斜坡函式t的拉氏變換為 。

21. 根據系統輸入量變化的規律,控制系統可分為__恆值__控制系統、___隨動___ 控制系統和程式控制系統。

22. 對於乙個自動控制系統的效能要求可以概括為三個方面:穩定性、__快速性__和準確性。

23. 系統的傳遞函式完全由系統的結構和引數決定,與__輸入量、擾動量__的形式無關。

24. 決定二階系統動態效能的兩個重要引數是阻尼係數ξ和_無阻尼自然振盪頻率wn 。

25. 設系統的頻率特性g(jω)=r(ω)+ji(ω),則幅頻特性|g(jω)|=。

26. 分析穩態誤差時,將系統分為0型系統、i型系統、ii型系統…,這是按開環傳遞函式的__積分__環節數來分類的。

27. 線性系統穩定的充分必要條件是它的特徵方程序的所有根均在復平面的___左___部分。

28.ω從0變化到+∞時,慣性環節的頻率特性極座標圖在____第四____象限,形狀為___半___圓。

29. 用頻域法分析控制系統時,最常用的典型輸入訊號是_正弦函式_。

30.二階衰減振盪系統的阻尼比ξ的範圍為。

31.g(s)=的環節稱為___慣性__環節。

32.系統輸出量的實際值與_輸出量的希望值__之間的偏差稱為誤差。

33.線性控制系統其輸出量與輸入量間的關係可以用___線性微分__方程來描述。

27. 穩定性 、 快速性和準確性是對自動控制系統效能的基本要求。

34.二階系統的典型傳遞函式是。

35.設系統的頻率特性為,則稱為實頻特性 。

36. 根據控制系統元件的特性,控制系統可分為__線性__ 控制系統、 非線性_控制系統。

37. 對於乙個自動控制系統的效能要求可以概括為三個方面:穩定性、快速性和_準確性__。

38.二階振盪環節的諧振頻率ωr與阻尼係數ξ的關係為ωr=ωn。

39.根據自動控制系統是否設有反饋環節來分類,控制系統可分為__開環_控制系統、_閉環__控制系統。

40.用頻率法研究控制系統時,採用的圖示法分為極座標圖示法和__對數座標_圖示法。

41.二階系統的阻尼係數ξ=__0.707____時,為最佳阻尼係數。這時系統的平穩性與快速性都較理想。

42.實現恆溫控制有兩種方法:人工控制和自動控制。

43.若乙個元件的輸入和輸出的關係曲線為直線,則稱元件為線性元件。

44.系統的數學模型都是線性常係數微分方程,它的乙個重要性質是具有齊次性和疊加性。45.在控制工程中,一般需要確定訊號流圖中輸出和輸入間的關係,即系統的閉環傳遞函式。

46.動態響應是指系統在某一訊號的作用下,其輸出量從初始狀態到穩定狀態的響應過程。

47.乃奎斯特圖又稱為極座標圖或幅相頻率特性圖。

48.最小相位系統是指系統的傳遞函式在復平面無右極點和右零點的系統。

49.系統穩定的充分必要條件是系統的閉環極點均位於s的左半平面。

50.系統誤差的定義為被控量期望值與實際值之差。

51.開環頻率特性的低頻段表徵了閉環系統的穩定特性,中頻段表徵了閉環系統的動態特性,高頻段表徵了閉環系統的複雜性。

52.控制理論發展過程可以分為經典控制理論、現代控制理論、大系統理論和智慧型控制理論三個階段。

53.對控制系統的基本要求一般可歸結為穩定性、快速性、準確性三個方面。

54.比例環節的傳遞函式g(s)= k、慣性環節g(s)= k/ts+1、積分環節g(s)=ts、微分環節g(s)=1/ts、**環節g(s)=1/k(ωn2/s2+2ζωn s + ωn2、

延時環節 g(s)= e-τs 。

55.工程上常採用的穩定性判據有勞斯-赫爾維茲判據、奈魁斯特判據、對數判據、跟軌跡法。

56.連續系統的數學模型包括微分方程、傳遞函式、狀態空間表示式、方框圖等。

57.自動控制系統對輸入訊號的響應,一般都包含兩個分量,即乙個是瞬態響應分量,另乙個是穩態響應分量。

58.在閉環控制系統中,通過檢測元件將輸出量轉變成與給定訊號進行比較的訊號,這個訊號稱為反饋。

59.若前向通道的傳遞函式為g(s),反饋通道的傳遞函式為h(s),則閉環傳遞函式為。

60. 函式f(t)=的拉氏變換式是。

61 開環對數頻率特性的低頻段﹑ 中頻段﹑ 高頻段分別表徵了系統的穩定性﹑動態特性 ﹑抗干擾能力。

62.bode圖中對數相頻特性圖上的-180°線對應於奈奎斯特圖中的負實軸。

63.已知單位反饋系統的開環傳遞函式為:求出系統在單位階躍輸入時的穩態誤差為。

64.閉環系統穩定的充要條件是所有的閉環極點均位於s平面的左半平面半平面。

65.設單位反饋控制系統的開環傳遞函式為,當系統作用有xi(t) = 2cos(2t - 45)輸入訊號時,求系統的穩態輸出為。

66.已知傳遞函式為,則其對數幅頻特性l(ω)在零分貝點處的頻率數值為。

67 在系統開環對數頻率特性曲線上,低頻段部分主要由積分環節和比例決定。

68.慣性環節的傳遞函式,它的幅頻特性的數學式是,它的相頻特性的數學式是。

69.已知系統的單位階躍響應為,則系統的脈衝脈衝響應為。

70.控制系統由控制物件和控制器兩部分組成。

71.建立系統數學模型的方法有分析法、實驗法兩種。

72.按其數學模型是否滿足疊加性,控制系統可分為線性系統和非線性系統。

73.隨動系統是指在外界作用下,系統的輸出能相應於輸入在廣闊範圍內按任意規律變化的系統

74.系統傳遞函式與其單位脈衝響應函式的關係是拉氏反變換.

75.系統穩定的充要條件是閉環系統特徵根具有負實部

76.某線性定常系統的單位斜坡響應為,。其單位階躍響應為

77.在工程控制實踐中,為使系統有滿意的穩定性儲備,一般其幅值裕度應滿足大於6db或大於2。

78.最小相位系統是指傳遞函式所有零點和極點均在復平面s的左半平面內

79.已知系統開環傳遞函式為,則系統的固有頻率、阻尼比以及單位斜坡輸入所引起的穩態誤差分別為 3 、1/6 、1/9 。

80、已知系統的傳遞函式為,則其幅頻特性

81、某系統傳遞函式為,在輸入作用下,輸出穩態分量的幅值為 3/4 。

82、線性系統的頻率響應是指系統在諧波訊號作用下,系統的穩態輸出。

83、已知某系統開環傳遞函式的零點都在左半s平面,其開環頻率特性曲線如圖所示,則該系統位於右半s平面的極點數有0個。

84、一階系統傳遞函式,該系統可以看成

由積分和慣性兩環節串聯而成。

85、系統輸出能夠以不同方式作用於系統,就稱為反饋。

86.傳遞函式的定義是對於線性定常系統,在初始條件為零的條件下,系統輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。

87.瞬態響應是系統受到外加作用激勵後,從初始狀態到最終或穩定狀態的響應過程。

88.判別系統穩定性的出發點是系統特徵方程的根必須為負實根或負實部的複數根,即系統的特徵根必須全部在復平面的左半平面是系統穩定的充要條件。

89. i型系統在單位階躍輸入下,穩態誤差為 0 ,在單位加速度輸入下,穩態誤差為 ∞ 。

90.頻率響應是系統對正弦輸入穩態響應,頻率特性包括幅頻和相頻兩種特性。

91.如果系統受擾動後偏離了原工作狀態,擾動消失後,系統能自動恢復到原來的工作狀態,這樣的系統是(漸進)穩定的系統。

92. 傳遞函式的組成與輸入、輸出訊號無關,僅僅決定於系統本身的結構和引數,並且只適於零初始條件下的線性定常系統。

93.系統的穩態誤差與輸入訊號的形式及系統的結構和引數或系統的開環傳遞函式有關。

94. 如果在系統中只有離散訊號而沒有連續訊號,則稱此系統為離散(數字)控制系統,其輸入、輸出關係常用差分方程來描述。

95. 反饋控制系統開環對數幅頻特性三頻段的劃分是以ωc(截止頻率)附近的區段為中頻段,該段著重反映系統階躍響應的穩定性和快速性;而低頻段主要表明系統的穩態效能。

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