《自动控制原理》描述函数法
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第一章 习题1. 闭环和开环控制各有什么优缺点?开环: 结构简单,成本低廉,工作稳定,当输入信号和扰动能预先知道时,控制效果较好。
但不能自动修正被控制量的偏离,系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。
闭环:具有自动修正被控制量出现偏离的能力,可以修正元件参数变化及外界扰动引起的误差,控制精度高。
缺点:被控量可能出现振荡,甚至发散。
2.随动、恒值、程序控制系统。
按给定值变化规律分有:随动、恒值、程序控制系统。
3.开环、闭环、复合控制系统。
按系统结构分有:开环、闭环、复合控制系统4. 对一个自动控制系统的性能要求可以概括为哪几个方面 ? 可以归结为稳定性、准确性(精度)和快速性。
第三章 习题一、基本概念1.最大超调量: 直接说明控制系统的阻尼特性。
2. 过渡过程时间:在过渡过程的稳态线上,用稳态值的百分数∆(通常%2%5=∆=∆或)作一个误差允许范围,过渡过程曲线进入并永远保持在这一允许误差范围内,进入允许误差范围所对应的时间叫过渡过程时间。
3. 峰值时间: 欠阻尼系统单位阶跃响应输出达到最大值时对应的时间。
4. 上升时间:在单位阶跃信号作用下,欠阻尼二阶系统输出第一次达到最终稳态值所对应的时间。
5. 闭环主导极点:假如距虚轴较远的闭环极点的实部与距虚轴最近的闭环极点的实部的比值大于或等于5,且在距虚轴最近的闭环极点的附近不存在闭环零%100)()()(⋅∞∞-=c c tp c p σ点。
这个距虚轴最近的闭环极点将在系统的过渡过程中起主导作用,称之为闭环主导极点。
它常以一对共轭复数极点的形式出现。
6. 稳态误差:稳态误差ess是系统的误差响应达到稳定时的值,是对系统稳态控制精度的度量,是衡量控制系统最终精度的重要指标。
7.开环静态位置放大倍数KP8.开环静态速度放大倍数Kv9.开环静态加速度放大倍数Ka二、问答题1、线性连续系统稳定的充要条件是什么?答:系统特征方程式的根全部具有负实部。
自动控制原理知识点总结自动控制原理是一门研究自动控制系统的分析与设计的学科,它对于理解和实现各种工程系统的自动化控制具有重要意义。
以下是对自动控制原理中一些关键知识点的总结。
一、控制系统的基本概念控制系统由控制对象、控制器和反馈通路组成。
控制的目的是使系统的输出按照期望的方式变化。
开环控制系统没有反馈环节,输出不受控制,精度较低;闭环控制系统通过反馈将输出与期望的输入进行比较,从而实现更精确的控制。
二、控制系统的数学模型数学模型是描述系统动态特性的工具,常见的有微分方程、传递函数和状态空间表达式。
微分方程是最直接的描述方式,但求解较为复杂。
传递函数适用于线性定常系统,将输入与输出的关系以代数形式表示,便于分析系统的稳定性和性能。
状态空间表达式则能更全面地反映系统内部状态的变化。
三、时域分析在时域中,系统的性能可以通过单位阶跃响应来评估。
重要的性能指标包括上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
一阶系统的响应具有简单的形式,其时间常数决定了系统的响应速度。
二阶系统的性能与阻尼比和无阻尼自然频率有关,不同的阻尼比会导致不同的响应曲线。
四、根轨迹法根轨迹是指系统开环增益变化时,闭环极点在复平面上的轨迹。
通过绘制根轨迹,可以直观地分析系统的稳定性和动态性能。
根轨迹的绘制遵循一定的规则,如根轨迹的起点和终点、实轴上的根轨迹段等。
根据根轨迹,可以确定使系统稳定的开环增益范围。
五、频域分析频域分析使用频率特性来描述系统的性能。
波特图是常用的工具,包括幅频特性和相频特性。
通过波特图,可以评估系统的稳定性、带宽和相位裕度等。
奈奎斯特稳定判据是频域中判断系统稳定性的重要方法。
六、控制系统的校正为了改善系统的性能,需要进行校正。
校正装置可以是串联校正、反馈校正或前馈校正。
常见的校正方法有超前校正、滞后校正和滞后超前校正。
校正装置的设计需要根据系统的性能要求和原系统的特性来确定。
七、采样控制系统在数字控制系统中,涉及到采样和保持、Z 变换等概念。