36.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。
37.一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
38.什么是主导极点?主导极点起什么作用,请举例说明。
39.什么是偏差信号?什么是误差信号?它们之间有什么关系?
40.根轨迹的分支数如何判断?举例说明。
36.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
37.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
38.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
举例说明(1分)略,答案不唯一。
39.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。(
两者间的关系:,当
40.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
36.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
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。
37.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.
38.0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)
40.1)当控制系统的闭环极点在s平面的左半部时,控制系统稳定;(1分)
2)如要求系统快速性好,则闭环极点越是远离虚轴;如要求系统平稳性好,则复数极点最好设置在s平面中与负
3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小,可忽略不计;(1分)
36. 1)各前向通路传递函数的乘积保持不变。(2分)
举例说明(1分)略,答案不唯一。
37.其极坐标图为单位圆,随着从0(( 变化,其极坐标
38.可采用以下途径:
1)提高反馈通道的精度,避免引入干扰;(1.5分)
2)在保证系统稳定的前提下,对于输入引起的误差,可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小。对于干
3)采用复合控制对误差进行补偿。(1.5分)
39.开环不稳定的系统,其闭环只要满足稳定性条件,就是稳定的,否则就是不稳定的。(3分)举例说明答案
37.试说明延迟环节的频率特性,并画出其频率特性极坐标
38.如何减少系统的误差?
39.开环不稳定的系统,其闭环是否稳定?举例说明。
40. 高阶系统简化为低阶系统的合理方法是什么?
36.自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”,(1分)“经典控制理论”以传递函数为基础(
37.要减小最大超调量就要增大阻尼比(2分)。会引起上升时间、峰值时间变大,影响系统的快速性。(3分
38.系统特征方程式的所有根均为负实数或具有负的实部。(3分)
或:特征方程的根均在根平面(复平面、s平面)的左半部。
或:系统的极点位于根平面(复平面、s平面)的左半部
举例说明(2分)略,答案不唯一
39.对于输入引起的误差,可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小。(2.5分)
36. 简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。
37.二阶系统的性能指标中,如要减小最大超调量,对其它性能有何影响?
38. 用文字表述系统稳定的充要条件。并举例说明。
39.在保证系统稳定的前提下,如何来减小由输入和干扰引起的误差?
40.根轨迹的渐近线如何确定?
36.较高的谐振频率(1.5分),适当的阻尼(1.5分),高刚度(1分),较低的转动惯量(1分)。
37.最大超调量:单位阶跃输入时,响应曲线的最大峰值与稳态值之差;反映相对稳定性;(1分)
调整时间:响应曲线达到并一直保持在允许误差范围内的最短时间;反映快速性;(1分)
峰值时间:响应曲线从零时刻到达峰值的时间。反映快速性;(1分)
上升时间:响应曲线从零时刻到首次到达稳态值的时间。反映快速性;(1分)
振荡次数:在调整时间内响应曲线振荡的次数。反映相对稳定性。(1分)
38. 1)将系统频率特性化为典型环节频率特性的乘积。(2分)
2)根据组成系统的各典型环节确定转角频率及相应斜率,并画近似幅频折线和相频曲线(2分)
3)必要时对近似曲线做适当修正。(1分)
39.由静态误差系数分析可知,在输入相同的情况下,系统的积分环节越多,型次越高,稳态误差越小(3分)
37.评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些?每个指标的含义和作用是什么?
38.写出画伯德图的步骤。
36.由系统的微分方程;(1分)由系统的传递函数;(1分)通过实验的手段。(1分)例略(2分)答案不
37.当固有频率一定时,求调整时间的极小值,可得当(=0.707时,调整时间最短,也就是响应最快(3
38. (2.5分)
39.对超前校正,由于正斜率、正相移的作用,使截止频率附近的相位明显上升,增大了稳定裕度,提高了稳定
36. 如何求取系统的频率特性函数?举例说明。
37.为什么二阶振荡环节的阻尼比取(=0.707较好,请说明理由。
38.设开环传递函数,试说明开环系统频率特性极坐标图的
39.串联校正中,超前、滞后校正各采用什么方法改善了系统的稳定性?
40.绘制根轨迹的基本法则有哪些?
36.上升时间、峰值时间、调整时间、延迟时间反映快速性(2.5分)。最大超调量、振荡次数反映相对稳定
37.传递函数的型次对应相应的起点(2分),如0型系统的乃氏图始于和终于正实轴的有限值处(1分),1
2型系统的乃氏图始于相角为-180º的无穷远处,终于坐标原点处(1分)。
38.输入
稳态误差无穷大(输出不能跟随输入)(2.5分)
39.校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法(2分)。根据校正环节在系统中的联结方式,校正
37.作乃氏图时,考虑传递函数的型次对作图有何帮助?
36.尽可能对研究的非线性系统进行线性化处理,用线性理论进行分析(2分)。常用方法有忽略不计(取常值
37.误差平方积分性能指标的特点是重视大的误差,忽略小的误差。(3分)原因是误差大时其平方更大,对性
38.(1)写出的表达式 ;(1分)。
(2)分别求出;(1分)
(3)求乃氏图与实轴的交点(1分);
(4)求乃氏图虚轴的交点(1分);
(5)必要时画出乃氏图中间几点然后勾画出大致曲线(1分)。
39.首先仅选择比例校正,使系统闭环后满足稳定性指标(1.5分)。然后在此基础上根据稳态误差要求加入
37.分析误差平方积分性能指标的特点及其原因。