自動控制理論復(fù)習(xí)題2

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 自動控制理論總結(jié)第一章1、 系統(tǒng)的基本組成環(huán)節(jié)：2、自動控制是指在 （ ）直接參與的情況下，利用（ ），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱為被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（稱為被控量）自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。3、自動控制系統(tǒng)：是由（ ）和（ ）按一定方式聯(lián)結(jié)起來的，以完成某種自動控制任務(wù)的有機(jī)整體。4、對自動控制系統(tǒng)的基本要求主要指： 第二章一、1、 線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)與參數(shù)有關(guān)，同時與外作用信號的形式（ ）。2、 傳遞函數(shù)是零初始條件下，線性定常系統(tǒng)（ ）與（ ）之比。A、 輸出量 B、輸入量 C、輸出量的拉氏變換 D、輸入量的

2、拉氏變換2、 典型環(huán)節(jié)1、控制系統(tǒng)中常用的典型環(huán)節(jié)有：2、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：三、用復(fù)數(shù)阻抗法求點網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)：例2.5 求圖示電路的傳遞函數(shù) 四、由結(jié)構(gòu)圖或信號流圖求傳遞函數(shù)1、等效變換： 基本方法： 等效變換：（3）分支點之間可任意互換， 相加點之間可互換（但注意前后符號一致）。（4）相加點和分支點之間一般不能互換變位例2.9 求出右圖系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2、公式法：必須滿足以下兩個條件：所有回路兩兩相互接觸；所有回路與所有前向通道接觸。步驟：判斷條件：題中結(jié)構(gòu)圖左右回路亮亮相互接觸，且所有回路與所有前向通道接觸。負(fù)反饋取“+”；正反饋取“”例2.10 試簡化下圖所示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，并求系統(tǒng)的

3、傳遞函數(shù) 3、 Mason公式 例2.11 P49第三章1、1、 寫出各典型輸入信號的拉式變換。2、什么是動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程。 3、 動態(tài)性能指標(biāo)：4、 穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：2、 一階系統(tǒng)3、 典型二階系統(tǒng) 1. 當(dāng)=0時，系統(tǒng)有一對共軛純虛根，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)作等幅振蕩，稱為（ ）。2.當(dāng)0<<1時，此時系統(tǒng)特征方程具有一對負(fù)實部的共軛復(fù)根，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)具有衰減振蕩特性，稱為（ ）。3. 當(dāng)=1時，特征方程具有兩個相等的負(fù)實根，稱為（ ）。4.當(dāng)>1時，特征方程具有兩個不相等的負(fù)實根，稱為（ ）。5、欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)：上升時間：峰值時間：超調(diào)量：調(diào)整時間： 震蕩

4、次數(shù)： 例3.2 一位置隨動系統(tǒng)如下圖所示，K4。求該系統(tǒng)的阻尼比、自然振蕩角頻率；系統(tǒng)的峰值時間、調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量。若要求阻尼比等于0.707，應(yīng)怎樣改變系統(tǒng)放大系數(shù)K值。 C(s)R(s) _ 4、 勞斯判據(jù)1、系統(tǒng)穩(wěn)定性決定于系統(tǒng)的（ ）、（ ），與（ ）、（ ）無關(guān)。2、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為：系統(tǒng)特征方程的所有根（即系統(tǒng)閉環(huán)極點）均具有（ ）的實部。即特征方程的所有根均在s平面的（ ）半部。A、 正B、 負(fù)C、 左D、 右3、系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：特征方程的全部系數(shù)都是正數(shù)，并且勞斯表第一列元素都是（ ）數(shù)。實部為正數(shù)的根的個數(shù)等于勞斯表的第一列元素符號（ ）。 4、在

5、編制勞斯表時兩種特殊情況（不穩(wěn)定或臨界穩(wěn)定）（1）某行的第一列系數(shù)為零，而其余各系數(shù)不為零或不全為零 這種情況下，在計算下一行時將得到無窮大，致使勞斯陣的計算工作無法繼續(xù)進(jìn)行。為了解決這個問題，可以用一個很小的正數(shù)來代替等于零的該第一列系數(shù)。（2）計算勞斯表時，某一行各項全為零。這表明特征方程具有對稱于原點的根。 這時可將不為零的最后一行（即全為零行的上一行）的各項構(gòu)成一個輔助多項式。用對輔助多項式各項對s求導(dǎo)后所得的系數(shù)代替全部為零行的各項，繼續(xù)計算余下各行。 這些對稱于原點的根可由令輔助多項式等于零構(gòu)成的輔助方程求得。5、 穩(wěn)態(tài)誤差1、有一0型系統(tǒng)，系統(tǒng)增益K=5，在單位階躍輸入信號單獨作

6、用下，其穩(wěn)態(tài)誤差為（ ）第四章1、 閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及性能主要由( ）決定的。A、 閉環(huán)零點B、 閉環(huán)極點C、 開環(huán)零點D、 開環(huán)極點2、 設(shè)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 試?yán)L制系統(tǒng)零極點增益從0變化到+的根軌跡圖?！咀ⅰ浚?） 繪制單回路負(fù)反饋零極點增益從0變化到+的根軌跡圖。步驟（邊求邊畫）： 寫出零極點坐標(biāo)，標(biāo)在圖上； 判斷實軸上的根軌跡，分析那段上有會合點、分離點，那段是一條完整的根軌跡； 求出漸近線的交點坐標(biāo)與傾角，畫在圖上； 求出分離點（會合點）、分離角； 求出出射角、入射角； 求出根軌跡與虛軸交點：a. 令s=j代入閉環(huán)特征方程A(s)=0 ，再令，求出、交點坐標(biāo)和Kg。b. 勞斯判

7、據(jù)：第一列有0元素（純虛根），代入輔助方程，此處的增益臨界根軌跡增益Kgp。（2）圓弧根軌跡： 當(dāng)系統(tǒng)僅具有兩個開環(huán)極點和一個開環(huán)零點時，這時根軌跡可能是直線或圓弧，但只要根軌跡一旦離開實軸，必然是沿圓弧移動。 圓心：開環(huán)零點 半徑：（3） 參數(shù)根軌跡：步驟：寫出原系統(tǒng)的特征方程。以特征方程中不含參數(shù)的各項除特征方程，得等效系統(tǒng)的根軌跡方程，該方程中原系統(tǒng)的參數(shù)即為等效系統(tǒng)的根軌跡增益。繪制等效系統(tǒng)的根軌跡，即為原系統(tǒng)的參數(shù)根軌跡。閉環(huán)特征方程：第五章1、 頻率特性對于線性定常系統(tǒng)，當(dāng)輸入一個正弦信號r(t)=Rsint時，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出必為 = A()Rsin(t+)2、 A()反映幅值比

8、隨頻率而變化的規(guī)律，稱為幅頻特性。反映相位差隨頻率而變化的規(guī)律，稱為相頻特性。系統(tǒng)的頻率特性包含幅頻特性與相頻特性兩方面，并且強(qiáng)調(diào)頻率是一個變量。3、 4、典型環(huán)節(jié)的幅頻特性與相頻特性2、 幅相頻率特性曲線（奈氏圖）1、由于 所以2、 步驟：（1） 確定起點（ 0）【在第幾象限】（2） 確定終點（ ）（3） 與坐標(biāo)軸的交點： 交于實軸：令 L(i) 的虛部為零，可解出頻率特性曲線與實軸相交時的值，代入 L(i) 得到與實軸的交點。 交于虛軸：令 L(i) 的實部為零，可解出頻率特性曲線與虛軸相交時的值，代入 L(i) 得到與虛軸的交點。（4）開環(huán)零點對曲線的影響如果系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)沒有開環(huán)零

9、點，則在w由0+過程中，特性的相位單調(diào)連續(xù)減?。筮B續(xù)增加），特性曲線平滑地變化。奈氏曲線應(yīng)該是從低頻段開始幅值逐漸減小，沿順時針方向連續(xù)變化最后終于原點。 如果系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有開環(huán)零點，則在w由0+過程中，特性的相位不再是連續(xù)減小。視開環(huán)零點的時間常數(shù)的數(shù)值大小不同，特性曲線的相位可能在某一頻段范圍內(nèi)呈增加趨勢，此時，特性曲線出現(xiàn)凹部。3、 對數(shù)頻率特性曲線（Bode圖）1、 各典型環(huán)節(jié)的伯德圖2、 步驟：畫出坐標(biāo)，標(biāo)清刻度。將傳遞函數(shù)畫為時間常數(shù)表示形式。低頻段：過（ ）點，斜率為（ ）。 低頻漸近線表達(dá)式： 遇到某環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率，斜率在原基礎(chǔ)上疊加遇到的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折后的斜率。畫出各個環(huán)

10、節(jié)的相位曲線，進(jìn)行疊加后，得到系統(tǒng)的對數(shù)相頻特性。在圖上標(biāo)清各段斜率、角度以及特殊點坐標(biāo)，擦去多余線段。3、通過伯德圖寫出系統(tǒng)傳遞函數(shù)。4、 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)1、2、 半次穿越：奈氏曲線始于或至于(-1,j0)點以左負(fù)實軸，記為1/2。3、 V=0時，由G（j）與G（-j）及原點組成。 V1時，且補(bǔ)畫的圓弧沿順時針方向。 4、 奈氏判據(jù)在伯德圖上的應(yīng)用： 對于型別v1（v為系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)在原點處的極點數(shù)）的系統(tǒng)，應(yīng)將Bode圖對數(shù)相頻特性在0處附加一段自上而下的、變化范圍為-v·90°的曲線與相頻特性曲線在0處相連。相頻特性經(jīng)過處理后，再使用上述穩(wěn)定性判據(jù)。5、 穩(wěn)定裕量1、 相角裕量和幅值裕量表示系統(tǒng)穩(wěn)定裕度。 相位裕量：幅值裕量：2、3、 從控制工程實踐得出，系統(tǒng)應(yīng)具有30°60°的相位裕量，幅值裕量大于6dB（即hg>2）。4、 要求相位裕量應(yīng)在30°60°之間，意味著開環(huán)對數(shù)幅頻特性在幅值穿越頻率c上的斜