自動(dòng)控制原理簡答

1、自動(dòng)控制原理簡答1、簡要論述自動(dòng)控制理論的分類及其研究基礎(chǔ)、研究的方法。 自動(dòng)控制理論分為“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論” ?！敖?jīng)典控制理論”以遞函數(shù)為基礎(chǔ)，以時(shí)域法、根軌跡法、頻域法為基本方法，“現(xiàn)代控制理論”以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ) ，以頻率法和根軌跡法為基本方法。 2、在經(jīng)典控制理論中用來分析系統(tǒng)性能的常用工程方法有那些？分析內(nèi)容有那些？ 常用的工程方法：時(shí)域分析法、根軌跡法、頻率特性法； 分析內(nèi)容：瞬態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能、穩(wěn)定性。3、相

2、比較經(jīng)典控制理論，在現(xiàn)代控制理論中出現(xiàn)了哪些新的概念？系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析，能控性，能觀性，極點(diǎn)配置，觀測器設(shè)計(jì)，跟蹤器等。4、人閉上眼見很難達(dá)到預(yù)定的目的 試從控制系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析。 人閉上眼睛相當(dāng)于系統(tǒng)斷開反饋，沒有反饋就不知道偏差有多大，并給予及時(shí)修正。所以人閉上眼睛很難到達(dá)預(yù)定目標(biāo)。5、試分析汽車行駛原理首先，人要用眼睛連續(xù)目測預(yù)定的行車路線，并將信息輸入大腦（給定值） ，然后與實(shí)際測量的行車路線相比較，獲得行駛偏差。通過手來操作方

3、向盤，調(diào)節(jié)汽車，使其按照預(yù)定行車路線行駛。 6、對飛機(jī)與輪船運(yùn)行原理加以分析飛機(jī)和輪船在行駛時(shí)，都會(huì)發(fā)射無線電信號來進(jìn)行定位，無線電信號通過雷達(dá)反射到計(jì)算機(jī)中央處理器中。進(jìn)行對比得出誤差，再將誤差發(fā)射，進(jìn)入雷達(dá)反射到飛機(jī)和輪船的接收器中，計(jì)算機(jī)收到信號后可還原為數(shù)據(jù)，進(jìn)而可知偏差而及時(shí)修正，這是時(shí)刻都進(jìn)行的。所以飛機(jī)，輪船都能保持預(yù)定航向行駛。 7、從元件的功能分類，控制元件主要包括哪些類型的元件？控制元件主要包括放大元件、執(zhí)行元件、測

4、量元件、補(bǔ)償元件。8、線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)是指在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉式變換與系統(tǒng)輸入 量的拉式變換之比。9、常見的建立數(shù)學(xué)模型的方法有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？ 有以下三種：（1 機(jī)理分析法：機(jī)理明確，應(yīng)用面廣，但需要對象特性清晰 （2 實(shí)驗(yàn)測試法：不需要對象特性清晰，只要有輸入輸出數(shù)據(jù)即可，但適用面受限 （3 以上兩種方法的結(jié)合:通常是機(jī)理分析確定結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)測試法確定參數(shù)，發(fā) 揮了各自的優(yōu)點(diǎn)，克服了相應(yīng)的缺

5、點(diǎn)10、自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有哪些 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性、結(jié)構(gòu)圖。11、離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 （1 差分方程 Z 變換將差分變成代數(shù)方程（2 脈沖傳遞函數(shù) 脈沖傳遞函數(shù)：零初始條件下，輸出離散時(shí)間信號的 z 變換 C z 與輸入離散信號的變 C z 換 R z 之比，即 G z /R z （3 離散空間表達(dá)式12、定值控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？ 定值控制系統(tǒng)為給定值恒定，反饋信號和

6、給定信號比較后控制輸出信號；伺服25、根軌跡與虛軸的交點(diǎn)有什么作用 舉例說明。 根軌跡與虛軸相交，表示閉環(huán)極點(diǎn)中有極點(diǎn)位于虛軸上，即閉環(huán)特征方程有純 虛根，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，可利用此特性求解穩(wěn)定臨界值。舉例，答案不 唯一。 26、時(shí)域分析的性能指標(biāo)，哪些反映快速性，哪些反映相對穩(wěn)定性？上升時(shí)間、峰值時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、延遲時(shí)間反映快速性；最大超調(diào)量、振蕩次數(shù)反映相對穩(wěn)定性 27、峰值時(shí)間：系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間為峰值

7、時(shí)間。28、作奈氏圖時(shí)，考慮傳遞函數(shù)的型次對作圖有何幫助？ 傳遞函數(shù)的型次對應(yīng)相應(yīng)的起點(diǎn)。 0 型系統(tǒng)的乃氏圖始于和終于正實(shí)軸的有限值 處，1 型系統(tǒng)的乃氏圖始于相角為-90 的無窮遠(yuǎn)處，終于坐標(biāo)原點(diǎn)處，2 型系統(tǒng)的乃氏圖始于相角為-180 的無窮遠(yuǎn)處，終于坐標(biāo)原點(diǎn)處。 29、試證明 1 型系統(tǒng)在穩(wěn)定條件下不能跟蹤加速度輸入信號。 輸入 r= t ，K a =lim sG（s） s →0 ess =∞ 穩(wěn)態(tài)

8、誤差無窮大，輸出不能跟隨輸入。30、如何求取系統(tǒng)的頻率特性函數(shù)？舉例說明。由系統(tǒng)的微分方程；由系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；通過實(shí)驗(yàn)的手段。例略31、為什么二階振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比取 ξ=0.707 較好，請說明理由。 當(dāng)固有頻率一定時(shí)，求調(diào)整時(shí)間的極小值，可得當(dāng) ξ=0.707 時(shí)，調(diào)整時(shí)間最短，也就是響 應(yīng)最快 3 分；又當(dāng) ξ=0.707 時(shí)，稱為二階開環(huán)最佳模型，其特點(diǎn)是穩(wěn)定儲(chǔ)備大，靜態(tài)誤 差系數(shù)是無窮大。32、什么是偏差信號？什么是誤差信號？

9、它們之間有什么關(guān)系誤差信號 ε（s）：希望的輸出信號與實(shí)際的輸出之差。偏差信號 E （s）：輸入信號與反饋信號之差；兩者間的關(guān)系：ε（s）= E （s） H （s） ，當(dāng) H （s）= 1 時(shí)，ε（s） =E（s） 33、穩(wěn)態(tài)誤差：對單位負(fù)反饋系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)間 t 趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)對輸入信號響應(yīng)的實(shí)際值與期望值（即輸入量）之差的極限值，稱為穩(wěn)態(tài)誤差，它反映系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)輸入信號的（穩(wěn)態(tài)）精度。 34、穩(wěn)定性由系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與參數(shù)決定，與輸入無關(guān)

10、35、開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么？ 開環(huán)控制系統(tǒng)：是沒有輸出反饋的一類控制系統(tǒng)。各前向通路傳遞函數(shù)的乘積保持不變。其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，易維修。精度低、易受干擾。閉環(huán)控制系 統(tǒng)：又稱為反饋控制系統(tǒng)，各回路傳遞函數(shù)的乘積保持不變。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià) 格高，不易維修。但精度高，抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)特性好。36、簡述負(fù)反饋的主要作用。 提高系統(tǒng)抗干擾能力；提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度；自動(dòng)修正偏差 37、如何用實(shí)驗(yàn)方法求取系統(tǒng)的頻率特性函數(shù)？答案