自动控制原理的100+道简答题

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自动控制原理的100+道简答题

2024-06-11 12:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

常见的建立数学模型的方法有哪几种?各有什么特点?

有以下三种: (1)机理分析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰, (2)实验测试法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可,但适用面受限, (3)以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克服了相应的缺点

PD属于什么性质的校正?它具有什么特点?

超前校正。可以提高系统的快速性,改善稳定性

幅值裕度,相位裕度各是如何定义的?

在这里插入图片描述

典型的非线性特性有哪些?

饱和特性、回环特性、死区特性、继电器特性

举例说明什么是闭环系统?它具有什么特点?

既有前项通道,又有反馈通道,输出信号对输入信号有影响,存在系统稳定性问题。

简要画出二阶系统特征根的位置与单位阶跃响应曲线之间的关系。

在这里插入图片描述

减小系统在给定信号或扰动信号作用下的稳态误差的方法主要有那些?

①、保证系统中各环节(或元件)的参数具有一定的精度及线性性; ②、适当增加开环增益或增大扰动作用前 系统前向通道的增益; ③、适当增加系统前向通道中积分环节的数目; ④、采用前馈控制(或复合控制)。

连续控制系统或离散控制系统稳定的充分必要条件是什么?

连续控制系统稳定的充分必要条件是闭环极点都位于S平面左侧;离散控制系统稳定的充分必要条件系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。 时域内有赫尔维兹判据,劳斯判据 复域内有根轨迹 频域内有幅值裕度,相位裕度 非线性系统有描述函数法,和相平面法

非线性系统和线性系统相比,有哪些特点?

非线性系统的输入和输出之间不存在比例关系,也不适用叠加定理;非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关,而且也与它的初始信号的大小有关;非线性系统常常会产生自振荡。

自动控制系统的数学模型有哪些?

自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

定值控制系统、伺服控制系统各有什么特点?

定值控制系统为给定值恒定,输出值也恒定,反馈信号和给定信号比较后控制输出信号; 伺服控制系统为输入信号是时刻变化的,输入信号的变化以适应输出信号的变化。 系统内物体的位置、方向、相位等输出信号跟随输入信号任意变化的自动控制系统

从元件的功能分类,控制元件主要包括哪些类型的元件?

控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。

对于最小相位系统而言,若采用频率特性法实现控制系统的动静态校正,静态校正的理论依据是什么?动校正的理论依据是什么?

静态校正的理论依据:通过改变低频特性,提高系统型别和开换增益,以达到满足系统静态性能指标要求的目的。 动校正的理论依据:通过改变中频段特性,使穿越频率和相角裕量足够大,以达到满足系统动态性能要求的目的。

在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些?分析内容有那些?

常用的工程方法:时域分析法、根轨迹法、频率特性法; 分析内容:瞬态性能、稳态性能、稳定性。

用状态空间分析法和用传递函数描述系统有何不同?

传递函数用于单变量的线性定常系统,属于输入、输出的外部描述,着重于频域分析; 状态空间法可描述多变量、非线性、时变系统,属于内部描述,使用时域分析。

为什么说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同 ? 举例说明。

传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,它通常不能表明系统的物理特性和物理结构,因此说物理性质不同的系统,其传递函数可能相同。

一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时,如何用实验方法确定时间常数T ?其调整时间ts和时间常数T有何关系,为什么?

常用的方法(两方法选1即可):其单位阶跃响应曲线在 0.632(2.5分)稳态值处,经过的时间t=T(2.5分);或在 t=0处曲线斜率 k=1/T,ts=(3~4)T

什么是主导极点?主导极点起什么作用,请举例说明。

高阶系统中距离虚轴最近的极点,其附近没有零点,它的实部比其它极点的实部的1/5还小,称其为主导极点。(2分)将高阶系统的主导极点分析出来,利用主导极点来分析系统,相当于降低了系统的阶数,给分析带来方便。(2分)

什么是偏差信号?什么是误差信号?它们之间有什么关系?

偏差信号:输入信号与反馈信号之差;(1.5分)误差信号:希望的输出信号与实际的输出信号之差。(1.5分) 两者间的关系:,当时,(2分)

根轨迹的分支数如何判断?举例说明。

根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数,也就是分支数与闭环极点的数目相同(3分)。举例说明(2分)略,答案不唯一。

开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么?

开环控制系统:是没有输出反馈的一类控制系统。其结构简单,价格低,易维修。精度低、易受干扰。(2.5分) 闭环控制系统:又称为反馈控制系统,其结构复杂,价格高,不易维修。但精度高,抗干扰能力强,动态特性好。(2.5分)

如何用实验方法求取系统的频率特性函数?

答案不唯一。例如:即在系统的输入端加入一定幅值的正弦信号,系统稳定后的输入也是正弦信号,(2.5分)记录不同频率的输入、输出的幅值和相位,即可求得系统的频率特性。(2.5分)

伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系?

0型系统的幅频特性曲线的首段高度为定值,20lgK0(2分) 1型系统的首段-20dB/dec,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1=K1(1.5分) 2型系统的首段-40dB/dec,斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1=K2(1.5分)

根轨迹与虚轴的交点有什么作用? 举例说明。

根轨迹与虚轴相交,表示闭环极点中有极点位于虚轴上,即闭环特征方程有纯虚根,系统处于临界稳定状态,可利用此特性求解稳定临界值。(3分) 举例,答案不唯一。如求开环传递函数G(s)=K/(s(s+1)(s+2))的系统稳定时的K值。根据其根轨迹与虚轴相交的交点,得到0



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