1、一名词解释1 自动控制应用自动控制装置自动的，有目的地控制或调节机器设备或生产过程，使之按照期望的性能指标运行。2 自动控制系统完成自动控制任务的所需部件按一定方式连接构成的系统。3 开环控制系统系统控制器的输入信号中不包含受控对象输出端的反馈信号的系统。4 闭环控制系统系统控制器的输入信号中包含受控对象输出端的反馈信号的系统。5 前馈反馈控制系统在闭环控制系统的基础上加入对主扰动补偿环节的系统。6 受控对象要求实现自动控制的机器，设备和生产过程。7 扰动除给定值之外，引起被控制量变化的各种外界原因。8 给定值（参考输入）作用于控制系统输入端，并作为控制依据的物理量。9 反馈将输入量直接或间接
2、的反送至输入端，并与输入量比较，使系统按其差值进行调节，使偏差减小或消除。1. 传递函数的极点传递函数分母多项式的根，即特征方程的根。2方框图的等效转换原则转换前后有关部分的输入变量和输出变量之间的关系保持不变。3. 回路增益回路中各支路传输的乘积。4. 不接触回路没有公共节点的回路。1. 超调量描述系统的相对稳定性指标。动态响应曲线偏离稳态值的最大偏差值的百分数。2. 主导极点如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点距虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称主导极点。3. 系统的型按系统开环传递函数中积分环节的个数分类。4. 二阶振荡系统二阶系统中，阻尼比 0 1 时，特征
3、根为两个（不相等的实数根）.7. 系统的响应由两部分组成，动态分量决定了系统的（动态性能）,稳态分量决定了系统的（稳态精度）.8. 当输入为斜坡函数时（2）型以上的系统，才能使稳态误差为零。9. 对于高阶系统，如果能找到一对或一个（主导极点） ，则高阶系统可近似用于（二阶或一阶）系统进行分析。10. 对数幅频特性曲线与系统性能有关，其中低频段与系统的（稳态）性能有关。11.控制系统的传递函数为 G（s）=K/s(Ts+1),其频率特性为（K/jw(Tjw+1)）,幅频特性 M（w）为( ),相频特性 （w）为( ).12.2 型系统最低频段渐进线的斜率为(-40(dB/dec)，最低频段渐近线
4、（或其延长线）与 0dB 的交点为(w= ),在 w=1 处的幅值为(20lgKa).13.一阶惯性环节的相移范围为(0-90).14.线性系统稳定的充分必要条件是其特征方程的根位于 s 平面(左半)部分，或特征根的实部（为负）.15.一个稳定系统的闭环极点愈远离 s 平面的虚轴，则稳定裕量愈（大） 。16.最小相位系统的奈氏曲线_不包围_（-1,j0）点时，闭环系统是稳定的，此时wc（小于）wg17.1 型系统，增补的奈氏轨迹为半径（无穷大）的圆弧。该圆弧从角度 90的点经0到（-90）的点为止。18.当 wc 不变时， 和 ts 成反比关系，当 不变时，wc 和 ts 成（反比）的关系。1
5、9.把所有满足（幅角）条件的点连接起来构成了根轨迹。20.开环传递函数中，增加极点，根轨迹的渐近线向（右侧）弯曲， （动态性能）性能变坏。21.满足幅角条件的点（也一定）满足幅值条件。22.超前校正会使系统的剪切斜率 wc（增大） ，响应速度（加快）,抗干扰能力（减弱）。23.为使滞后校正对根轨迹的影响不大，又能改善稳态性能，校正装置的零极点应（尽量靠近）,并靠近座标的（原点） 。24.若原系统的根轨迹图位于希望主导极点的右侧，应加入（超前）校正装置，使根轨迹通过通过希望主导极点。 25.某系统要求的性能指标为（【=0.4，wn=5(rad/s)】 ） ，超调量 p25%,调制时间 ts0.7
6、s,期望的闭环主导极点为(S1,2=-6j1.37)26.状态空间表达式包括(状态)方程和（输出）方程。27.不可约传递函数的实现称为（最小）实现 28. 系统的可控性由系数矩阵（A）和 B 决定，可观性由系数矩阵 A 和(C)决定。29.非齐次方程的解包含(两)部分。三，问答题1. 开环控制系统和闭环控制系统的本质区别是什么？答：开环控制系统和闭环控制系统的本质区别是输出量是否参与控制，从输出端到输入端有无反馈通路。2. 自动控制系统一般有多少种分类方式？ 答：自动控制系统一般按结构分为开环控制系统和闭环控制系统；按给定输入信号分为恒值系统，随动系统和程序控制系统；按元件的性质分为线性控制系
7、统和非线性控制系统；按控制信号的形式分为连续控制系统和离散控制系统。3. PI 控制器中，积分时间 Ti 对控制系统有什么影响？答：Ti 越大，积分控制作用越小，输出振荡减弱，动态偏差加大，控制过程长；Ti 越小，积分控制作用越强，效果正相反，但应注意输出振荡的加剧，有时会使系统不稳定4. 在方框图中，如果在信号的合点之前有信号引出的分点，那么在绘制信号流图时，此合点和分点分别设置节点，还是设为同一节点？答：应分别设置节点。5. 为什么控制工程中常把二阶系统设计为欠阻尼？答：二阶系统在欠阻尼时虽有振荡，但只要阻尼比选择适当。则系统响应的快速性和过渡过程的平稳性可以得到兼顾。6. 系统的稳态误差
8、与动态性能的改善在对系统的型和开环增益的要求上有矛盾吗?答：有矛盾。开环增益增大，或系统的型提高，可以改善或消除系统的稳定误差，但同时会影响系统的动态性能，乃至影响系统的稳定性，采用按扰动进行补偿和按输入进行补偿的方法，可以在不影响系统稳定的前提下，提高系统的稳定精度。7. 为什么仅由最小相位系统的对数幅频特性就可确定其传递函数？答：因为最小相位系统，幅频特性和相频特性有唯一的对应关系。8. 简述线性控制系统存在谐振峰值的条件，并写出常用的闭环频域指标。答：阻尼比0.707 时，wr 为虚数，不存在谐振峰值，幅频特性单调递减；=0.707 时，wr=0,Mr=1;0,Mr1;-0 时，wr-w
9、n,Mr-。闭环频域指标为 Mr，wr，wb。9. 奈氏图和 Bode 图的对应关系是什么？答：奈氏图上的负虚轴，负实轴分别和伯德图上的-90线。-180线相对应；奈氏图上幅值为 1 的点和伯德图上的 0(dB)线相对应；奈氏图上幅值大于 1 的点（小于 1 的点）和伯德图上 0（dB）线以上（以下）的区域相对应。10.简述劳斯阵列表中若某行全为零，则辅助方程的根有何特点？答：辅助方程为偶次的，它的根一定关于原点对称。11.增益裕量 Kg 和相位裕量 值大，表示系统非常稳定，是否愈大愈好？两者之间有简单的比例关系吗？答：不是愈大愈好。因 Kg 和大 时，响应速度较慢，一般 30-60，Kg(d
10、B)6(dB).没有简单比例关系。当 Kg 大时， 未必也大；当 Kg 小时 未必也小，量测的基点不同。12.简述伯德图三频段与线性性能的关系，对中频段的期望形状如何？答：低频段与稳态误差相关联，中频段与动态性能相关联，高频段与系统的抗干扰能力相关联。期望中频段以-20（dB/dec）通过 0（dB）线，且占有一定的宽度。13.简述用根轨迹法分析系统性能的思路。答：画出系统的根轨迹后，即可直观给出闭环极点是否位于左半 s 平面，或给出稳定时 k 值范围，所以稳定性分析很简单。系统的根轨迹给出了闭环极点分布,闭环零点对于单环负反馈系统等于前馈通路传递函数的零点与反馈传递函数的极点总和，由闭环零极
11、点分布于动态性能的关系可方便分析系统的动态性能。由系统的开环传递函数可知系统的型别，由根轨迹的幅值条件确定 k 值，用稳态误差系数可计算稳态误差。14.简述理想的频率特性是何形状？答：开环增益足够大，应有积分环节，以满足稳态误差的要求；中频段应以-20(dB/dec)穿越 0（dB）线，并占有足够宽的频带。以保证系统具有较大的相位裕量；wwc 的高频段，幅频特性应尽量衰减，以削弱噪声的干扰。15.频率法校正时，如何正确选择不同的校正方式？答：因为超前校正会使剪切频率 wc，因此当未校正系统 L(w)在 wcwwa1/T(wa 超前部分的第二个转角频率)，区间的斜率为-40(dB/dec),且
12、wa-wc足够大时，可选择超前校正。滞后校正是利用中高频段的幅值衰减特性，在不改变开环增益（保证 ess不变）情况下提高 （wc） 。当系统对 wc不高，且未校正系统低频段为-20（dB/dec）且有一定带宽，又希望校正后 wc在此频带内。可选择滞后校正。当对系统响应速度要求高。且未校正系统 wcwwa 区间的-40（dB/dec）占有的频带 wa-wc较小时，宜采用滞后-超前校正。16.简述用传递函数和状态空间描述系统有何不同？答：传递函数用于描述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。状态空间可以解决多变量，非线性，时变系统的问题，属于内部描述，在时域中进行分析和综合。
