自動(dòng)控制原理填空題九篇練習(xí)附答案

自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(一)對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制的性能要求可以概括為三個(gè)方面：整定性、快速性、準(zhǔn)確性。反饋控制系統(tǒng)的工作原理是按蟲差_進(jìn)行控制，控制作用使』差消除或減小，保證系統(tǒng)的輸出量按給定輸入的要求變化。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)只與系統(tǒng)住身有關(guān)，而與系統(tǒng)的輸入無(wú)關(guān)。自動(dòng)控制系統(tǒng)按控制方式分，基本控制方式有：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、混合控制系統(tǒng)三種。傳遞函數(shù)G(S)的拉氏反變換是系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。線性連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)?！锵到y(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段，主要是由慣性環(huán)節(jié)和一階微分環(huán)節(jié)來(lái)確定。穩(wěn)定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性靠近(-1，j0)點(diǎn)的程度表征了系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，它距離(-1，j0)點(diǎn)越遠(yuǎn)，閉環(huán)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性就越高。頻域的相對(duì)穩(wěn)定性常用 相角裕度和幅值裕度表示，工程上常用這里兩個(gè)量來(lái)估算系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)。某單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(S)二 2 ，則其開(kāi)環(huán)頻率特性是s(s+5)開(kāi)環(huán)幅頻特性是A(①)二頻率特性曲線的轉(zhuǎn)折頻率為 11.單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(11.單位負(fù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(S)二2s(s+5)在輸入信號(hào)r(t)=sint作用下，,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出css(t)= ,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess(t)= .開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性與閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)有關(guān)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的低頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的中頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)性能 ；開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的高頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的 抗干擾能力 。自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(二)1、反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過(guò)―輸入與反饋量的差值進(jìn)行的。2、復(fù)合控制有兩種基本形式：即按參考輸入的前饋復(fù)合控制和按擾動(dòng)的前饋復(fù)合控制。3、 兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數(shù)為G(s)，則G(s)為G*(s)+q(s)(用G1(s)與G2(s)表示5、若某系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為g(t)=10e_0'22+5e_0-5t，10 5則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為 +—s+0.2ss+0.5s6、根軌跡起始于開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，終止于開(kāi)環(huán)零點(diǎn)或無(wú)窮遠(yuǎn)。7、設(shè)某最小相位系統(tǒng)的相頻特性為9㈣二tg_1(TO)-900-tgt(T?),則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為K(1+TS)―P環(huán)傳遞函數(shù)為s(Ts+1)K彳8、PI控制器的輸入-輸出關(guān)系的時(shí)域表達(dá)式是m(t)二Ke(t)+pJ2e(t)dtpT0i1其相應(yīng)的傳遞函數(shù)為G(s)二K(1+ )，由于積分環(huán)節(jié)的引入，可以改善系統(tǒng)的-c pTsi穩(wěn)定性能。自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(三)1、在水箱水溫控制系統(tǒng)中，受控對(duì)象為 水箱 ，被控量為 水溫 。2、 自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種基本控制方式，當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無(wú)反向聯(lián)系時(shí)，稱為 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)；當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí)，稱為 閉環(huán)控制系統(tǒng)；含有測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。3、 穩(wěn)定是對(duì)控制系統(tǒng)最基本的要求，若一個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線為衰減振蕩，則該系統(tǒng)丄［。判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，在時(shí)域分析中采用 勞斯判據(jù);在頻域分析中采用 奈奎斯特判據(jù)。4、 傳遞函數(shù)是指在0初始條件下、線性定?？刂葡到y(tǒng)的輸入拉氏變換與輸出拉氏變換之比。K(ts+1) kJT2?2+15、設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ，則其開(kāi)環(huán)幅頻特性為 ，相頻s2(Ts+1) ①2yjT2?2+1特性為arctant?-180-arctanT?。a6、 頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)有著對(duì)應(yīng)關(guān)系，開(kāi)環(huán)頻域性能指標(biāo)中的幅值穿越頻率?對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)調(diào)整時(shí)間t ，它們反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的快速性。c自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(四)1、 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個(gè)方面，即：魚定匚、快速性和—準(zhǔn)確性。2、 控制系統(tǒng)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數(shù)?！A系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是G(s)=厶，二階系統(tǒng)傳函標(biāo)準(zhǔn)形式是Ts+13、在經(jīng)典控制理論中，可采用勞斯判據(jù)、根軌跡法或奈奎斯特判據(jù)等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。4、 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù),與外作用及初始條件無(wú)關(guān)。5、 線性系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性，縱坐標(biāo)取值為20lgA(3)，橫坐標(biāo)為lg(3)6、 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)中，Z=P-R，其中P是指右半S平面的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù)，Z是指右半S平面的閉環(huán)極點(diǎn)個(gè)數(shù)，R指奈氏曲線逆時(shí)針?lè)较虬鼑?-1,jO)整圈數(shù)。7、在二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)圖中，t定義為 調(diào)整時(shí)間。b%是超調(diào)。s Kt8、 PI控制規(guī)律的時(shí)域表達(dá)式是—m(t)二Ke(t)+p「e(t)dt_。PID控制規(guī)律的傳遞pToi1函數(shù)表達(dá)式是_G(s)二K(1+ )_。_c pTs-i9、設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ，則其開(kāi)環(huán)幅頻特性為s(Ts+1)(Ts+1)12KA(3)= - ，相頻特性為3J(T3)2+1?J(T3)2+19(3)=一900-tg-1(T3)-tg-(T3)。12一自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(五)1、 對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面，即：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性，其中最基本的要求是穩(wěn)定性。2、 若某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的前向傳遞函數(shù)為G(s)，則該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)。3、能表達(dá)控制系統(tǒng)各變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式或表示方法，叫系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在古典控制理論中系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型有_＞分方程、傳遞函數(shù)等。根軌跡4、判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定，可采用—?jiǎng)谒古袚?jù)根軌跡奈奎斯特判據(jù)等方法。5、設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ，則其開(kāi)環(huán)幅頻特性為s(Ts+1)(Ts+1)12A(e)=嘰(T3)2+1?J(T3)2+1相頻特性為—93)—90。-tg-件)-tg-(即。6、PID控制器的輸入-輸出關(guān)系的時(shí)域表達(dá)式是m(t)=Ke(t)+KpIte(t)dt+Ktde(t)pT0 pdti1其相應(yīng)的傳遞函數(shù)為G(s)=K(4 +ts。c pTsi7、最小相位系統(tǒng)是指S右半平面不存在系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)及開(kāi)環(huán)零點(diǎn)。自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(六)1G(s)=p某典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是 s+2，則系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)是0.5 。延遲環(huán)節(jié)不改變系統(tǒng)的幅頻特性，僅使_相頻特性發(fā)生變化。若要全面地評(píng)價(jià)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，需要同時(shí)根據(jù)相位裕量和_幅值裕量來(lái)做出判斷?！阒v系統(tǒng)的加速度誤差指輸入是―階躍信號(hào)所引起的輸出位置上的誤差。輸入相同時(shí)，系統(tǒng)型次越高，穩(wěn)態(tài)誤差越系統(tǒng)主反饋回路中最常見(jiàn)的校正形式是聯(lián)?！头答佇Ｕ?。G(s)二2s+1?已知超前校正裝置的傳遞函數(shù)為c °?32s+1,其最大超前角所對(duì)應(yīng)的頻率3 =m1.258.若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在右半S平面上沒(méi)有 開(kāi)環(huán)零點(diǎn)和開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，則該系統(tǒng)稱作最小相位系統(tǒng)。9、 對(duì)控制系統(tǒng)性能的基本要求有三個(gè)方面：穩(wěn)定性、快速性、

6.若二階系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，則說(shuō)明系統(tǒng)處于過(guò)阻尼狀態(tài)7?比例環(huán)節(jié)的頻率特性相位移申6」_0 。已知系統(tǒng)為最小相位系統(tǒng)，則一階慣性環(huán)節(jié)的幅頻變化范圍為 為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，則閉環(huán)極點(diǎn)都必須在復(fù)平面的左半平面上。自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)(八)G(s)=1、一階慣性系統(tǒng) s+2的轉(zhuǎn)角頻率指?=22、設(shè)單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)°(S応，其中K>0,a>。，則閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有關(guān)。環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有關(guān)。K值的大小有關(guān)K值的大小有關(guān)a值的大小有關(guān)a和K值的大小無(wú)關(guān) D.a和K值的大小有關(guān)3、 已知二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線呈現(xiàn)出等幅振蕩，則其阻尼比可能為_(kāi)0_4、 系統(tǒng)特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系統(tǒng)穩(wěn)定的』^_條件5、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)(有/無(wú))關(guān)6、當(dāng)輸入為單位加速度且系統(tǒng)為單位反饋時(shí)，對(duì)于I型系統(tǒng)其穩(wěn)態(tài)誤差為二。7、 若已知某串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為°c(s)二2s，則它是一種微分調(diào)節(jié)器8、 在系統(tǒng)校正時(shí)，為降低其穩(wěn)態(tài)誤差優(yōu)先選用』^_校正。9、根軌跡上的點(diǎn)應(yīng)滿足的幅角條件為 °)H(s)=_土i80°(2k+1)k=0，1，自動(dòng)控制原理填空題復(fù)習(xí)（九）1?在控制系統(tǒng)中，若通過(guò)某種裝置將反映輸出量的信號(hào)引回來(lái)去影響控制信號(hào)，這種作用稱為 。2?—般情況，降低系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益，系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)態(tài)精度將—提高 。.?串聯(lián)環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性為各串聯(lián)環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)頻率特性的—乘積_。?頻率特性由_幅頻特性—和—相頻特性—組成。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制的性能要求可以極括為三不方面：穩(wěn)定性、氓涅性、迪吐口反慣控制系統(tǒng)占工作原理是按倚差進(jìn)行控制.控制作用使倩差消除或緘?。罕ＷC系統(tǒng)的輸出昂按給定輸入的要求變心a系統(tǒng)的恃謹(jǐn)函數(shù)只與系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)蔘數(shù)有關(guān),而與系統(tǒng)的輸入無(wú)關(guān)。＜徴分方程是時(shí)間域中的連綢填連續(xù)或離散琛統(tǒng)的數(shù)學(xué)樓型備謹(jǐn)函數(shù)是痩數(shù)域中芭續(xù)（垣連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型口差分方程是_時(shí)閆域中的畜散（填連續(xù)或離歆）菜統(tǒng)內(nèi)數(shù)學(xué)樓型：腸沖植謹(jǐn)函數(shù)是_匚域離歆（頊連續(xù)或離散）系統(tǒng)的數(shù)學(xué)膜型。頻率特性是氛率域數(shù)學(xué)樓型4此題11/12/13 需了解連續(xù)部分）自動(dòng)控制系統(tǒng)按控制方式分：基本控制方式有：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、復(fù)合三種。楫謹(jǐn)函數(shù)迅閒的拉氏反變換是系統(tǒng)國(guó)單隹壘曲_響應(yīng)口線性連續(xù)定常系統(tǒng)西穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)乘統(tǒng)特汪方程的根全部具有負(fù)實(shí)部.或者閉環(huán)傳謹(jǐn)匪數(shù)的標(biāo)點(diǎn)勻唾于m左半平國(guó)_傲性離散定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)系統(tǒng)齟方程的根摸均小于1.或者閉環(huán)傳遞亟數(shù)的粗點(diǎn)均位于￡平面單怪園內(nèi)°&線性連續(xù)乘統(tǒng)的數(shù)學(xué)蟆型有徽分方程、棲建噩數(shù)、頻率特性、狀態(tài)空間表達(dá)式（現(xiàn)代部分講解）;線性離散系疑模型有差分方程、薜沖傳遞丞數(shù)、狀態(tài)空間表達(dá)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率持性的低頻段：主要是由故大環(huán)節(jié)（開(kāi)環(huán)增益）環(huán)節(jié)和徴積分環(huán)節(jié)來(lái)確定。Ll）.常用研究非線性系統(tǒng)的方法有柜平面和描述兩數(shù)兩種。H.穩(wěn)定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性靠近（-1小）點(diǎn)的程度表征了系統(tǒng)丙相對(duì)穂定性，勺距離（-1?。c(diǎn)越遠(yuǎn)：閉環(huán)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性就越高。□.頻域的相對(duì)穩(wěn)定性常用相角裕度C相垃裕度）和幅值裕度（增益裕度）表戸：工程上常用這里兩個(gè)量來(lái)估算系統(tǒng)的吋誡性能指標(biāo)。B.某單恆反強(qiáng)系統(tǒng)占開(kāi)環(huán)椿遞函數(shù)G?=一—.則其開(kāi)環(huán)頻率特性是S（S-2?）'G3）= ? =，__嚴(yán)'吟弁環(huán)幅頻特性是一:嚴(yán)心呼一＞）叩曲忙-25 沖小忙-25開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率持性曲線的轉(zhuǎn)折頻率為 勿皿口2M單垃負(fù)反慣系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳謹(jǐn)函數(shù)為G①在輸入信號(hào)邈尸強(qiáng)作用匚..S（S_3）乘統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出*=2或11&一且retail5）（注意利用閉壞傳謹(jǐn)函數(shù)球）系:統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ea(t}=cost.IS工程實(shí)踐中常用的三種校正方法是卑慕矯正「豆援矯正 、境合矯正。按照校正裝置在系統(tǒng)中閔連接方式：控制系統(tǒng)的校正可分為串我嬌正.、反憒嬌正.寰合蠻正016.串聯(lián)校正有串聯(lián)趟前_校正串我瑋舌校正和串聯(lián)帶后趟前_校正。H.超前校正網(wǎng)路棲謹(jǐn)函數(shù)為G⑸=竺2?。簻笮ＵW(wǎng)路犢謹(jǐn)函數(shù)為7s-l75-118?超前校正是利用網(wǎng)路的中頻段相角超前待性勵(lì)后校正是利用網(wǎng)路的肓慕唱值衰減特性19.離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件閉環(huán)乘統(tǒng)特征方程的根琨勻小于1:或者閉環(huán)傳建丞數(shù)兇板點(diǎn)勻唾于￡平面單位園內(nèi)—:判斷離散乘統(tǒng)穩(wěn)定的方法有蕓蔚穩(wěn)定性判2D.離散系統(tǒng)按照奇散信號(hào)関種類分為釆樣竺制乘統(tǒng)控制系統(tǒng)和數(shù)字控制聚統(tǒng)控制系瓠21.香農(nóng)采樣定理為:采樣聞?lì)l率丈于等于】倍芭續(xù)信號(hào)的頻譜由最丸角頻率口輕.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性與閉環(huán)系銃的吋間響應(yīng)有關(guān)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的低頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性（憨精度1 ；開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的中頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的髙頻段表征閉環(huán)系統(tǒng)的疫雜性和噪聲抑制能力O23.常用研究非線性系統(tǒng)的方法有衛(wèi)乎亙和瑤迅匪魏兩種。離散系藐穩(wěn)定的充要條件 判斷系:統(tǒng)穩(wěn)定為方法有—穩(wěn)定性判據(jù)。（司前）次.描述函數(shù)法分析非線性控制系:統(tǒng)的應(yīng)用條件:1姿綾曄統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)化為—個(gè)耳竣性環(huán)韋和一個(gè)統(tǒng)性部E不換連接的典型結(jié)構(gòu)形弍1非線性環(huán)節(jié)苗輯入和輯出特性是奇壑?jǐn)?shù)3系■統(tǒng)的綾性部分具有較好的低這濾液特性?［參者課本410頁(yè)）囲.非線性控制系疑自激振瘍是指沒(méi)有外界周期變匕信號(hào)的作用吋系疑內(nèi)部產(chǎn)生的具有振幅和頻率的穂定周期運(yùn)動(dòng):簡(jiǎn)稱自振。?7.自動(dòng)控制是在沒(méi)有人直接蜃與的情;兄下,利用外部裝蠱使械控對(duì)象的某個(gè)埜如械控里）按預(yù)訂的規(guī)律運(yùn)行的要求變化。胡.由械控對(duì)象和控制裝置按一定方式連接起來(lái)，完成一定的自動(dòng)控制任務(wù)，并具有預(yù)定性能的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，成為自動(dòng)控制系統(tǒng)。29.It］環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在控制器與械控對(duì)象之間不僅有正向控制作用，而且還有控制作用。此種系純精度高，但穗定性較差；3D.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在控制器與械控對(duì)象之間只有」^_作用，沒(méi)有反謠控制作用。此種系統(tǒng)低，但穩(wěn)定性較高。21.在經(jīng)典控制理論中，廣遷使用的分析方法有時(shí)域分析法、復(fù)數(shù)域分析法（根軌跡）艾”在經(jīng)典控制理論中，廣沒(méi)使用的分析方法有時(shí)域分析法、復(fù)數(shù)域分析法（根軌跡）和頻率分析法—。32.溫度控制系統(tǒng)是一種恒值控制系統(tǒng)，一股對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度（穩(wěn)態(tài)誤差）扌旨標(biāo)要求比較嚴(yán)格。站.火炮跟蹤系統(tǒng)是一種隨動(dòng)控制系統(tǒng)，一般對(duì)系統(tǒng)的