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1、自控原理填空题复习指南1. 对于一个自动控制的性能要求可以概括为三个方面：稳定 性、快速性、准确性2. 反馈控制系统的工作原理是按偏垄进行控制，控制作用 使 偏差消除或减小，保证系统的输出量按给定输入的要 求变化。3. 系统的传递函数只与系统 本身结构参数 有关，而与系统的输入无关。4. 微分方程是时间域中的连续（填连续或离散）系统的数学 模型，传递函数是复数域中连续（填连续或离散）系 统的数学模型。差分方程是时间域中的离散（填连续或 离散）系统的数学模型，脉冲传递函数是z域离散（填 连续或离散）系统的数学模型。频率特性是遁率域数学 模型。（此题11/12/13班只需了解连续部分）5. 自动控
2、制系统按控制方式分，基本控制方式有：开环、闭 环、复合三种。6. 传递函数G（S）的拉氏反变换是系统的单位啓冲响应。7. 线性连续定常系统的稳定的充分必要条件是闭环系统特征方程的根全部具有负实部，或者闭环传递函数的极点 均位于s左半平面；线性离散定常系统稳定的充分必要 条件是 闭环系统特征方程的根模均小于1，或者闭环传 递函数的极点均位于z平面单位园内8. 线性连续系统的数学模型有 微分方程、传递函数、频率特性、状态空间表达式(现代部分讲解);线性离散系 统模型有 差分方程、脉冲传递函数、状态空间表达式(现 代部分讲解)。9. 系统开环频率特性的低频段，主要是由 放大环节(开环 增益)环节与
3、微积分 环节来确定。10. 常用研究非线性系统的方法有 相平面 与 描述函数 两 种。11. 稳定系统的开环幅相频率特性靠近(-1, jO)点的程度表 征了系统的相对稳定性，它距离(-1, j0)点越 远闭环系统相对稳定性就越高。12. 频域的相对稳定性常用 相角裕度(相位裕度)与 幅值裕度(增益裕度)表示，工程上常用这里两个量来估算系统的时域性能指标。13. 某单位反馈系统的开环传递函数G(S) =，则其开环频s (s + 5)率特性是G( jW)二2二2刃go。+亚如卞)，开环幅频 w( jw + 5) W；W2 + 255特性是 _2，开环对数频率特性曲线的转折频率为WW2 + 255r
4、ad/s 。14. 单位负反馈系统开环传递函数为G(S) =2，在输入信号s (s + 5)r(t)=sint 作用下，系统的稳态输出 c (t)=2sin(t-arctan5)ss 1 ；滞后校正网络Ts +1 一传递函数为g（s）- bT b 1。Ts +1 18. 超前校正是利用网络的 中频段相角 超前特性；滞后校 正是利用网络的高频幅值 衰减特性19. 离散系统稳定的充要条件闭环系统特征方程的根模均小 于1，或者闭环传递函数的极点均位于 z平面单位园 内_，判断离散系统稳定的方法有 建斯_稳定性判 据。20. 离散系统按照离散信号的种类分为采样控制系统控制系统与 数字控制系统控制系统。
5、21. 香农采样定理为：采样角频率 大于等于2倍连续信号的 频谱的最大角频率22. 开环系统的频率特性与闭环系统的时间响应有关。开环系 统的低频段表征闭环系统的 稳态特性（稳态精 度） ；开环系统的中频段表征闭环系统的动态特 性 丄开环系统的高频段表征闭环系统的 复杂性与噪 声抑制能力 。23. 常用研究非线性系统的方法有 相平面 与 描述函数 两种。24. 离散系统稳定的充要条件，判断系统稳定的方法有稳定性判据。（同前）25. 描述函数法分析非线性控制系统的应用条件：1非线性 系统应简化为一个非线性环节与一个线性部分不换连接 的典型结构形式 2非线性环节的输入与输出特性是奇 函数3系统的线性
6、部分具有较好的低通滤波特性（参 考课本410页）26. 非线性控制系统自激振荡是指没有外界周期变化信号的 作用时，系统内部产生的具有 振幅与频率的稳定周期运 动，简称自振。27. 自动控制是在没有人直接 争与的情况下，利用外部装置 使被控对象的某个参数（被控量）按 预订的规律运行 的 要求变化。28. 由被控对象与控制装置 按一定方式连接起来，完成一定 的自动控制任务，并具有预定性能的动力学系统，成为自 动控制系统。29. 闭环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间不仅有正向控制作用，而且还有控制作用。此种系统精度高，但稳定性较差；30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.
7、40.开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间只有正鬥_作用，没有反馈控制作用。此种系统低，但稳定性 较高。在经典控制理论中，广泛使用的分析方法有时域分析法、复数域分析法（根轨迹） 与 频率分析法。 温度控制系统是一种 恒值 控制系统，一般对系统的 稳态精度（稳态误差）指标要求比较严格。火炮跟踪系统是一种週动 控制系统，一般对系统的 快 速性指标要求比较较高。反馈控制系统是根据给定值与反馈值的偏差进行调节 的控制系统。线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的种类 与系 统的特性，与外输入信号施加的时间无关。一阶系统1/Ts+1的单位阶跃响应为巧。二阶系统两个重要参数是阻尼比与无阻尼自然震荡
8、角频 率，系统的输出响应特性完全由这两个参数来描述。二阶系统的主要指标有超调量Mp%，调节时间ts与稳态 输出c（g）,其中Mp%与ts是系统的快速性指标，c（g） 是系统的稳态精度（准确性）指标。在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess=时域动态指标主要有上升时间、调节时间最大超调量与 峰值时间 。41. 线性系统稳定性是系统 本身固有 特性，与系统的 外 输入信号的种类无关。42. 时域性能指标中所定义的最大超调量Mp (Sp)的数学表 达式是Mp = e一暮X 100%43. 系统输出响应的稳态值与 输入信号 之间的偏差称为稳 态误差ess。44. 二阶系统的阻尼比在0到1
9、范围时，称为峰值时间 tp45. 在单位斜坡输入信号作用下，1 型系统的稳态误差 ess= 1/K，其中K是指系统开环增益。46. 在单位斜坡输入信号作用下，11型系统的稳态误差ess= 047. 响应曲线达到超调量的 最大值 所需的时间，称为峰值 时间tp48. 二阶闭环系统控制系统稳定的充分必要条件是该系统的 特征多项式系数 均大于零，且构成的劳斯表第一列系数 均大于零。49. 如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系 统的稳态精度将提高，相对稳定性将 变差50. 响应是指当时间t趋于无穷大时，系统的输出状态(此题 去掉)51. 在阻尼比0Z1,情况下工作时，若Z过小，则超调量
10、较大。52. 远离虚轴的偶极子极点（或者填极点）点对系统的影响 较小。53. 当系统的输入是随时间增长变化时，可选择单位斜坡为 典型输入信号。54. 已知单位反馈控制系统在阶跃输入函数作用下，稳态误差 为常数，则此系统为0型系统。55. 若系统的特征方程式为（s+1） 2 （s-2） 2+3=0,此系统的稳定性是不稳定。56. 一般讲，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统的相 对稳定性将变差57. 控制系统的稳态误差反应了系统的系统控制精度或抗扰动能力58. 若根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间，贝I这两个极点之间必定存在分离点点59. 根轨迹图对称于根平面的实轴60. 如果实轴上某一段
11、右边的开环实数极点零极点总个数为 奇数_，则这一段就是根轨迹的一部分。61. 采样器与保持器对系统动态性能的影响（了解。见课本 361页）采样器可是系统的峰值时间与调节时间略有减 小，但是使超调量增大，故采样造成的信息损失会降低系 统的稳定程度，但在某些情况下，例如在具有大延迟的系 统中，误差采样会提高系统的稳定程度。零阶保持器是系 统的峰值时间与调节时间都加长，超调量与震荡次数也增加。62.串联超前校正是利用 控制器的相角超前特性 改善系 统的动态性能性能，串联滞后校正利用控制器高频 幅值衰减特性使已校正系统截止频率下降，从而使系统获 得足够的相角裕度 改善系统的 稳定性能与稳态精度（见课本262页第三段文字“”采用串联滞后校正既能提 高系统稳态精度，又基本不改变系统动态性能的原因很明 显。） 性能。
