控制工程基础填空简答小结

1.线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理，而非线性控制系统则不能。2．反馈控制系统是根据输入量和__反馈量__的偏差进行调节的控制系统。3．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess=_____。4．当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是__负数__时，系统是稳定的。5.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和__反馈_连接。6．线性定常系统的传递函数，是在_初始条件为零___时，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。7．函数te-at的拉氏变换为2)(1as。8．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性__。9．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为__－20__dB／dec。10．二阶系统的阻尼比ξ为_0_时，响应曲线为等幅振荡。11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=__0__。12．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为___0___dB/dec，高度为20lgKp。13．单位斜坡函数t的拉氏变换为21s。14.根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为__恒值__控制系统、___随动___控制系统和程序控制系统。15.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、__快速性__和准确性。16.系统的传递函数完全由系统的结构和参数决定，与__输入量、扰动量__的形式无关。17.决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和_无阻尼自然振荡频率wn。18.设系统的频率特性Ｇ(jω)=R(ω)+jI(ω),则幅频特性|G(jω)|=)()(22wIwR。19.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的__积分__环节数来分类的。20.线性系统稳定的充分必要条件是它的特征方程式的所有根均在复平面的___左___部分。21．ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在____第四____象限，形状为___半___圆。22.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是_正弦函数_。23．二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为10。24．G(s)=1TsK的环节称为___惯性__环节。25．系统输出量的实际值与_输出量的希望值__之间的偏差称为误差。26．线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用___线性微分__方程来描述。27．稳定性、快速性和准确性是对自动控制系统性能的基本要求。28．二阶系统的典型传递函数是2222nnnwswsw。29．设系统的频率特性为)(jI)j(R)j(G，则)(R称为实频特性。30.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。31.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和_准确性__。32.二阶振荡环节的谐振频率ωr与阻尼系数ξ的关系为ωr=ωn122。33.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。34.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。35.二阶系统的阻尼系数ξ=__0.707____时，为最佳阻尼系数。这时系统的平稳性与快速性都较理想。1、控制的基本方式有开环控制和闭环控制。开环控制：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的系统，称为开环控制系统。闭环控制：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路的系统，称为闭环控制系统。2、对控制系统的性能要求稳定性、快速性、准确性。稳定性：指系统重新恢复稳态的能力。稳定是控制系统正常工作的先决条件。快速性：指稳定系统响应的动态过程的时间长短。准确性：指控制系统进入稳态后，跟踪给定信号或纠正扰动信号影响的准确度。3、典型环节的传递函数比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节、延迟环节。4、方框图的基本连接形式：串联连接、并联连接、反馈连接。5、任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。瞬态响应：系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。瞬态响应反映了系统动态性能，而稳态响应系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程度。6、时域性能指标延迟时间td、上升时间tr、峰值时间tp、调节时间ts、最大超调量Mp、稳态误差ess。7、常用的典型输入信号有：单位阶跃信号、脉冲信号、单位斜坡信号、单位加速度信号、正弦信号。正弦信号。1.试通过方块图说明反馈控制系统的基本组成。反馈控制系统的基本组成包括：输入函数Xi(s)，反馈函数B(S)，E(s)偏差函数，H(s)：反馈通道函数，G(s)：前向通道函数，Xo(s)：输出函数。2、简述奈奎斯特稳定判据的基本内容。1）角增量判据：开环传函特征多项式D(s)有个p零点位于复平面的右半面，有q个零点在原点上，其余n-p-q个零点位于左半平面。将s＝jw带入，当w从0到∞变化时，辅助方程f(jw)的角增量为2qp，则闭环稳定。2）图形判据：若G(s)H(s)为系统的开环传函，开环稳定，闭环稳定的充要条件是当w从－∞到＋∞开环奈氏曲线不包围(-1，j0)点。若G(s)H(s)为系统的开环传函，开环不稳定，存在p个右根，闭环稳定的充要条件是当w从－∞到＋∞开环奈氏曲线逆时针包围(-1，j0)点p圈。3.什么是校正？常用的校正方式有哪些？校正:通过引入辅助装置改善系统的控制性能。G(s)H(s)Xo(s)+±E(s)B(s)Xi(s)常用的校正方式有：串联校正、反馈校正、顺馈校正、PID校正、误差补偿等。4、简单说明误差和偏差的概念及其相互关系。误差信号:控制系统希望的输出信号与实际的输出信号之差。偏差信号:控制系统输入信号与主反馈信号之差。对单位反馈系统而言，误差与偏差是一致的。对非单位反馈系统而言，误差与偏差存在如下关系。5、叙述乃奎斯特曲线图的绘制方法？1）、写出幅频特性和相频特性的表达式；2）、分别求出频率为0和无穷大时候表达式；3）、求出乃氏图与实轴和虚轴的焦点；4）、必要时画出乃氏图中间几点；5）、勾画出大致曲线；6、自动控制系统应满足的基本要求有哪些？稳定性：动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。稳定性的要求是系统工作的首要条件。快速性：当系统输出量与给定的输入量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度。准确性：在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，亦称为静态精度。7、图示说明控制系统的相对稳定性和性能指标？幅值穿越频率1)(0ccjG，相位穿越频率)(ggj，(s))(1)(sHsE4、相位裕量r、幅值裕量Kg：设wc为剪切频率(与单位园相交,L(w)=0)，相频特性与-180线的相位差就是相位裕量。当w为相位交界频率wπ时(与实轴相交，Φ(wπ)=－180°)，开环幅频特性|G(jw)|的倒数称为幅值裕量。5、极坐标图：频率响应G(jw)是输入频率w的复变函数，当w从0→∞时，G(jw)作为一个矢量，其端点在复平面内相对应的轨迹6、系统稳定性的定义：处于稳定状态的系统，受到扰动作用后，将偏离原来的平衡状态；当扰动消除后，如果系统能够逐渐恢复原状态，则系统是稳定的，否则，系统不稳定。7、系统稳定的充要条件：系统特征方程的根全部具有负实部,即闭环传递函数的极点全部在s平面的左半面。1、自动控制：指在无人直接参与的情况下，使生产过程和被控对象的某些物理量准确地按照预期的规律变化2、反馈：指由检测装置把输出信号全部或部分返回输入端，使之与输入量进行比较的过程。3、传递函数：在零初始条件下(即输入、输出及其各阶导数的初始值为0)，其输出象函数为Xo(s)，输入象函数为Xi(s)，则系统的传递函数为输出象函数除以输入象函数。4、惯性环节表达式5、拉氏变换的微分定理？6、二阶振荡环节表达式？7、拉氏变换的初值定理1.传递函数的定义是对于线性定常系统,在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。2.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终或稳定状态的响应过程。3.判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为负实根或负实部的复数根，即系统的特征根必须全部在复平面的左半平面是系统稳定的充要条件。4.I型系统GsKss()()2在单位阶跃输入下，稳态误差为0，在单位加速度输入下，稳态误差为∞。5.频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。6.如果系统受扰动后偏离了原工作状态，扰动消失后，系统能自动恢复到原来的工作状态，这样的系统是(渐进)稳定的系统。7.传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。11TssXsXsGio)()()()()(])([0fssFdttdfL2222nnnsssG)()()(ssFLimtfLimst08.系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。9.如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。10.反馈控制系统开环对数幅频特性三频段的划分是以ωc（截止频率）附近的区段为中频段，该段着重反映系统阶跃响应的稳定性和快速性；而低频段主要表明系统的稳态性能。11.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和精确或准确性