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 偏差 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 频率 域数学模型。 （此题 11/12/13
2、班只需了解连续部分）5. 自动控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 脉冲 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
3、频率特性的低频段，主要是由 放大环节（开环增益） 环节和 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 和 描述函数 两种。11.稳定系统的开环幅相频率特性靠近（-1，j0）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） 和 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 ，则 其开环频率特性是 2()5)GSs，开环幅 频特性是 ，5(90arctn)22()(5)owjGjwejw 25w开环对数频率特性曲线的转折频率为
4、5rad/s 。14.单位负反馈系统开环传递函数为 ，在输入信号 r(t)=sint 作用下， ，系()5)GSs统的稳态输出 css(t)= （注意利用闭环传递函数球） 系统的2sin(arct6稳态误差 ess(t)= cost .15.工程实践中常用的三种校正方法是 串联矫正 、反 馈矫正 、复合矫正 。按照校正装置在系统中的连接方式，控制系 统的校正可分为串联矫 正 、 反馈矫正 、复合矫正 。16.串联校正有 串联超前 校正 串联滞后校正和 串联滞后超前 校正。17.超前校正网络传递函数为 ；滞后校正网络传递函数为 1(),aTsGS。1(),bTsGS18.超前校正是利用网络的 中
5、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 劳斯 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 控制系统和 数字控制系统 控制系统。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 ；开环系统的高频段表征闭环系统的 复杂性和噪声抑制能力 。23.
6、常用研究非线性系统的方法有 相平面 和 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和一个线性部分不换连接的典型结构形式 2 非线性环节的输入和输出特性是奇函数 3 系统的线性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和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 参与的情况下，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。
7、28. 由被控对象 和控制装置 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. 开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间只有 正向 作用，没有反馈控制作用。此种系统低，但稳定性较高。31. 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） 和 频率分析法 。32. 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。33. 火炮跟踪系统是一种 随动 控制系
8、统，一般对系统的 快速性 指标要求比较较高。34. 反馈控制系统是根据给定值和 反馈值 的偏差进行调节的控制系统。35. 线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的种类 和系统的特性，与外输入信号施加的时间无关。36. 一阶系统 1/Ts+1 的单位阶跃响应为 。1Te37. 二阶系统两个重要参数是阻尼比和无阻尼自然震荡角频率，系统的输出响应特性完全由这两个参数来描述。38. 二阶系统的主要指标有超调量 Mp%，调节时间 ts 和稳态输出 c(),其中 Mp%和 ts是系统的 快速性 指标，c()是系统的 稳态精度（准确性） 指标。39. 在单位斜坡输入信号的作用下，0 型系统的稳态误差 ess
9、= .40. 时域动态指标主要有上升时间、调节时间最大超调量和 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（p）的数学表达式是100% .21Mpe43. 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 范围时，称为峰值时间 tp.45. 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= 0 。47. 响应曲线达到超调量的 最大值 所
10、需的时间，称为峰值时间 tp.48. 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 01,情况下工作时，若 过小，则超调量 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
11、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，则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. 采样器和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和调节时间略有减小，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和调节时间都加长，超调量和震荡次数也增加。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 稳定性能和稳态精度（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。
