自動(dòng)控制理論復(fù)習(xí)題

-.z.自動(dòng)控制理論復(fù)習(xí)題一、名詞解釋：1、頻率響應(yīng)2、反饋3、穩(wěn)態(tài)誤差4、最大超調(diào)量5、單位階躍響應(yīng)6、相位裕量7、滯后一超前校正；8、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；9、頻率特性；10、調(diào)整時(shí)間；11、峰值時(shí)間；12、截止頻率；13、諧振峰值；14、諧振頻率15、幅值穿越頻率；16、相位穿越頻率；17、幅值裕量；18、自動(dòng)控制、19、狀態(tài)變量、20、零階保持器二、分別建立圖示系統(tǒng)的微分方程，求傳遞函數(shù)，并說(shuō)出圖（c）,(d)屬于何種較正網(wǎng)絡(luò)。圖中，為輸入、輸出位移；，為輸入、輸出電壓。G2G1G2G1G3H2H1H3GG1G2G3H2H1G4G1G1G2G3G4H2H1GG1G2G3G1G2G3四、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)的幅相特性（Nyguist）如圖所示，圖中P為開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)H(s)在右半S平面的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)數(shù)，試判別由它們組成的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性五、計(jì)算1、設(shè)*二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖所示，如果該系統(tǒng)為單位反饋型式，試確定其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。11.01.10.20*(t)t（秒）2、*系統(tǒng)如圖所示，試求其無(wú)阻尼自然頻率，阻尼比，超調(diào)量％，峰值時(shí)間調(diào)整時(shí)間。（設(shè)誤差帶寬度取2％）10-20-20-401010-20-20-4010.2ωdb+2010ωdb--20-40105ωdb20202010ωdb+2015ωdb七、*系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，試畫出其乃奎斯特圖，并說(shuō)明當(dāng)K取何值時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定？八、已知系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為試證明系統(tǒng)對(duì)速度輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為零。十、判斷正誤1、各項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)（最大超調(diào)量，調(diào)整時(shí)間等）是在斜坡信號(hào)作用下定義的。2、對(duì)于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng)，可以通過(guò)改變*些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)而使其穩(wěn)定。3、對(duì)于最小相位系統(tǒng)，增益裕量和幅值裕量為正的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。4、增加系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)數(shù)目有利于系統(tǒng)穩(wěn)定,有利于提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。5、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比，所以與輸入信號(hào)有關(guān)。6、穩(wěn)態(tài)誤差的大小與系統(tǒng)型號(hào)無(wú)關(guān)。7、在一個(gè)系統(tǒng)中，若K*些值時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定。則系統(tǒng)為條件穩(wěn)定系統(tǒng)。8、在波德圖上，"O”型與"I”型系統(tǒng)的幅頻特性的低頻段斜率不同。9、右半平面既無(wú)零點(diǎn)又無(wú)極點(diǎn)的傳遞函數(shù)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)。10、相位超前較正有利于提高系統(tǒng)的快速性。11、在[S]平面上，系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)離虛軸越遠(yuǎn)，則其對(duì)應(yīng)的時(shí)間響應(yīng)分量衰減越快。12、擾動(dòng)信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差是否為零與其作用點(diǎn)之后積分環(huán)節(jié)的多少有關(guān)。十一、試求圖示系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?？蔀楸壤⒈壤臃e分或比例加積分加微分控制器，具體參數(shù)自己假定。十二、1、已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為，求系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。若對(duì)該系統(tǒng)輸入正玄信號(hào)，求其穩(wěn)態(tài)輸出。2、*系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，當(dāng)輸入為時(shí)，試求其穩(wěn)態(tài)輸出。十三、已知*最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，寫出該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并計(jì)算處的相位裕量。畫出相頻特性，并說(shuō)明系統(tǒng)是否穩(wěn)定。十四、填空題１，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Ｇ（ｓ）＝，其單位脈沖響應(yīng)g(t)＝＿＿＿＿＿＿＿，其單位階躍響應(yīng)為c(t)=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2，線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3，線性一階、二階系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，線性三階系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。4，線性連續(xù)‘0’Ｋａ＝＿＿＿＿＿。線性連續(xù)‘Ⅰ’型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)Ｋｖ＝____________,加速度穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)Ｋａ＝＿＿＿＿＿＿。5，已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為Ｋ．若是‘0’＿＿＿，若是‘Ⅰ’型系統(tǒng)，則輸入單位階躍信號(hào)時(shí)靜差為＿＿＿＿＿＿，若是‘Ⅱ’型系統(tǒng)，則輸入單位加速度信號(hào)時(shí)靜差為＿＿＿＿＿＿。6，Nyquist穩(wěn)定判據(jù)的內(nèi)容是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。7，在"BODE”圖上，描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的頻域指標(biāo)有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。8，開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段主要影響系統(tǒng)階躍相應(yīng)的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，高頻段主要影響系統(tǒng)階躍相應(yīng)的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿中頻段主要影響系統(tǒng)階躍相應(yīng)的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。9、控制系統(tǒng)的要求有三個(gè)方面，它們是，，。10、反饋控制的基本原理是檢測(cè)輸出量的用以糾正輸出量的。11、使用Nyquist穩(wěn)定判據(jù)時(shí)，公式N=Z–P中N代表,Z代表，P代表。4、控制系統(tǒng)基本由元件、元件、元件、元件、元件、元件等組成。控制系統(tǒng)的輸入常稱為量，輸出常稱為量。5、閉環(huán)幅頻特性下降到其零頻值的0.707倍時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率值叫做，此值越大，系統(tǒng)的快速性。十五、計(jì)算已知一單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：輸入信號(hào)r(t)與輸出信號(hào)c(t)的曲線如圖示，試求a與k的取值十六、已知單位反饋控制系統(tǒng)的方框圖為：試分別求出當(dāng)輸入信號(hào)為和時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。十七、已知一單位反饋控制系統(tǒng)如圖示，試回答：1、=1時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定？當(dāng)輸入信號(hào)r(t)=1+5t時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差是多少？2、時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是什么？當(dāng)輸入信號(hào)r(t)=1+5t時(shí)，穩(wěn)態(tài)誤差是多少？十八、單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求時(shí)的τ值。十九、*系統(tǒng)如圖所示，要使系統(tǒng)的最大超調(diào)量，峰值時(shí)間，試確定增益K和Kh的值，并確定在此K和Kh數(shù)值下，系統(tǒng)的上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間。（設(shè)誤差帶寬度取2％），十九、離散控制系統(tǒng)：看懂書中第七章所有講過(guò)例題。能推導(dǎo)出表7-3中各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖對(duì)應(yīng)的C（Z）或C（Z）/R（Z）會(huì)做習(xí)題7-3、7-4、7-7、7-8（1），（3）、7-15會(huì)求的Z反變換，初始條件可假定為e（0）或e（0）=0。二十、具有單位反饋的系統(tǒng)如下圖示。若系統(tǒng)以=1(rad/s)的角頻率作等幅振蕩，試確定以振蕩時(shí)系統(tǒng)的k和a的值（15分）二十一、已知一單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，原有的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)Go(S)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖（a）所示，兩種校正裝置Gc(S)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖（b）,(c)所示（圖（a）,(b),(c)均屬最小相位系統(tǒng)）。試求出采用每種校正方案后的系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(S)=Go(S)Gc(S)，畫出校正后系統(tǒng)的相頻特性，并分析兩種校正方案對(duì)系統(tǒng)性能的影響（15分）。GOGOGGCGGC二十二、舉出系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)分析中，常用的5種典型輸入信號(hào)，并寫出時(shí)域函數(shù)表達(dá)式和畫出簡(jiǎn)要時(shí)域函數(shù)圖形。（每小題3分，共15分）二十三、問(wèn)答題:1、傳遞函數(shù)的定義是什么？制系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？試用方框圖來(lái)表示之，并用方框圖來(lái)說(shuō)明開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制的根本區(qū)別。3、什么是開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)？簡(jiǎn)述其控制原理，并能指出給定量、被控制量、擾動(dòng)量、檢測(cè)元件、執(zhí)行元件?？刂葡到y(tǒng)有哪些基本要求，其中哪一項(xiàng)是首要的？反饋控制的基本原理是什么？何為恒值、程序、及隨動(dòng)控制系統(tǒng)？能舉例說(shuō)明。7、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有哪幾種？二十四、填空1、對(duì)于一個(gè)傳遞函數(shù)為G(S)的穩(wěn)定系統(tǒng)，作用一諧波函數(shù)，則其穩(wěn)態(tài)輸出是與輸入的諧波函數(shù)，只是其幅值變?yōu)?，相位變?yōu)?，顯然，幅值、相位都是的（線性、非線性）函數(shù)。2、延遲環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是其輸出能地反映輸入，只是輸出比輸入。在頻率ω很小時(shí)，延遲環(huán)節(jié)的頻率特性與的頻率特性近似相等。3、BODE圖是在這樣一種坐標(biāo)系中畫出的圖，該坐標(biāo)系的橫軸采用分度，縱軸采用分度，因此也常稱BODE圖為對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。在這種圖中，乘積可以化成運(yùn)算，并且可以用疊加的方法大致求出幅頻特性。4、閉環(huán)幅頻特性的零頻值M（0）是否為"1”，反映系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中