华北水利水电大学-自动
已知系统的结构如下图所示,单位阶跃响应的超调量σ%=16.3%,峰值时间tp=1s。试求: (1)开环传递函数G(s);(2)闭环传递函数Φ(s); (3)根据已知性能指标Mp%、 tp确定参数K及τ; (4)计算等速输入(恒速值R=1.5
答案是:开环传递函数|闭环传递函数|0.50|3.63|0.41|稳态误差|1.32|0.26
[计算题,6.6分] 已知最小相位系统的开环对数幅频特性和串联校正装置的对数幅频特性如下图所示,原系统的幅值穿越频率为: 1、 写出原系统的开环传递函数,并求其相角裕度,判断系统的稳定性;
答案是:比例环节|一个积分环节|两个惯性环节|100|10|20|-208|-28|不稳定
[计算题,6.6分] 已知最小相位系统的对数幅频特性如下图所示。试求系统的开环传递函数 (小数点后保留一位)
答案是:比例环节|积分环节|微分环节|惯性环节|40dB|100|31.6|100|开环传递函数
[计算题,6.6分] 对于典型二阶系统,已知参数,试确定截止频率和相角裕度γ。(小数点后保留两位)
答案是:典型二阶系统|开环传递函数|2.14|4.20|2.14|相频表达式|-117|63
[计算题,6.6分] 某系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示,其中虚 线表示校正前的,实线表示校正后的。求解: (1)确定所用的是何种串联校正性质的校正,并写出校正装置的传递函数 (2)当开环增益K=1时,求校正后系统的相位裕量γ
答案是:校正前|校正后|开环传递函数|滞后超前校正|对数幅频特性|1|-90.63|89.37
[计算题,6.6分] 某控制系统的方框图如图所示,欲保证阻尼比=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为=0.25,试确定系统参数K、。(小数点后保留两位)
答案是:开环传递函数|E(s)|C(s)/R(s)|E(s)/R(s)|0.25|31.36|0.19
[计算题,6.6分] 已知系统的结构如图1 所示,其中,输入信号为单位斜坡函数,求系统的稳态误差。分析能否通过调节增益 ,使稳态误差小于 0.2。
答案是:Ⅰ型系统|稳态误差|静态速度|误差系数|K|大于5|闭环特征方程|构造劳斯表|小于6
[计算题,6.6分] 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 (1)判断系统稳定性并求相位裕量; (2)当系统有一延迟环节 时,取何值才能使系统稳定;(第二问结果小数点后保留4位) (3)当输入为1(t),t时系统的稳态误差。
答案是:对数幅频特性|-114.12|65.88|系统稳定|相频特性滞后|0.0958|0|1/54
[计算题,6.6分] 已知某单位反馈系统的闭环根轨迹图如下图所示 1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数; 2、求出分离点坐标,并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。(小数点后保留两位)
答案是:1|0|-2|零度根轨迹|开环传递函数|分离点坐标|-0.73|1.15|闭环传递函数
设某控制系统的开环传递函数为 试绘制参量k由0变至∞时的根轨迹图,并求开环增益临界值
答案是:0|-1+j|-1-j|-2/3|起始角|±2j|4|2
设单位反馈系统的开环传递函数为 试求系统在单位阶跃输入下的动态性能(求阻尼比,超调量,峰值时间,调节时间)。(小数点后保留两位)
答案是:闭环传递函数|拉氏反变换|0.57|11.37|3.63|7|阻尼比|超调量
已知某单位反馈系统的开环传递函数为: 1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹(求出:渐近线、分离点、与虚轴的交点等); 2、确定使系统满足的开环增益的取值范围。
答案是:开环零点|开环极点|实轴上轨迹|分离点|虚轴交点|根轨迹|Kr取值范围|1-3
写出下图所示系统的传递函数(用梅逊公式)。
答案是:梅逊公式|4条回路|无互不接触|特征式|前向通道|1|G|s
某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图5所示: 1、写出该系统的开环传递函数; 2、求系统的相角裕度。(小数点后保留一位)
答案是:10|100|开环传递函数|幅值穿越频率|31.6|-180|相角裕度|0
控制系统方块图如图所示: (1)当=0时,求系统的阻尼比,无阻尼自振频率和单位斜坡函数输入时的稳态误差;(2)当=0.7时,试确定系统中的值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差;(小数点后保留两位)
答案是:开环传递函数|闭环传递函数|0.36|2.83|0.25|0.25|4
简述Nyquist稳定判据
答案是:平面上的开环频率响应,当w从变到时,按逆时针方向包围点(-1,j0)p次,其中p为开环传递函数具有正实部的极点数目
复合控制可分为哪两种情况?
答案是:按给定输入补偿的复合控制;按扰动输入补偿的复合控制
用期望特性法设计串联校正装置应注意哪几点?
答案是:幅频特性的低频段主要体现系统的稳态精度;高频段主要反映系统的抗干扰能力,对系统 的暂态性能和稳态性能影响不大;校正装置主要在中频段发生作用。
反馈校正的优点有哪些
答案是:1、削弱被包围环节的非线性影响; 2、减小被包围环节的时间常数; 3、用局部反馈校正消除原系统中不希望的特性。
幅值裕度Kg的物理意义是什么
答案是:对于闭环稳定系统,如果系统的开环幅频特性再增大Kg倍,那么系统就处于临界稳定状态
校正装置的基本控制规律有哪几种?
答案是:比例控制规律,比例微分控制规律,比例积分控制规律,比例积分微分控制规律
工程上使用的性能指标大体上可分为哪三类?
答案是:稳态指标,时域指标,频域指标
开环对数频率特性曲线的绘制步骤简单有哪些
答案是:1、将开环频率特性化成各典型环节之积 2、分别画出各典型环节的伯德图 3、交接频率附近的修正
稳定裕度的表示方法有哪两种?
答案是:用开环幅相频率特性表示;用开环对数频率特性
怎样可以改善系统的稳态和暂态性能?
答案是:1.增加开环极点对根轨迹的影响;2.增加开环零点对根轨迹的影响。
增加开环极点对根轨迹的影响有哪些?
答案是:可以使根轨迹向右移动,从而降低系统的相对稳定性,增加系统响应的调节时间
欠阻尼二阶系统的时域性能指标有哪些?
答案是:上升时间,峰值时间,超调量,调节时间
相加点和分支点的移位由哪几种?
答案是:相加点前移,相加点后移,分支点前移,分支点后移
自动控制系统稳定的充要条件是什么
答案是:系统闭环特征方程的根全部具有负实部
积分环节具有哪几种重要特性?
答案是:延缓作用,积累作用,记忆作用
按传递函数的不同,微分环节可分为哪三种?
答案是:理想微分环节,比例微分环节,实用微分环节
传递函数的求取方法由哪几种?
答案是:1.微分方程经拉氏变换求取传递函数;2.用复阻抗概念求电路的传递函数。
建立微分方程的步骤
答案是:1、确定输入量和输出量 2、列写每个环节的微分方程 3、消去中间变量 4、整理方程
[简答题,4分] 对于线性定常系统,按输入信号变化规律可分为哪几种?
答案是:恒值控制系统,随动控制系统,程序控制系统
[简答题,4分] 自动控制系统的基本要求是什么?
答案是:稳定性,准确性,速动性,抗干扰性
自动控制系统的典型输入信号有哪些
答案是:阶跃函数,脉冲函数,斜坡函数,抛物线函数和正弦函数
控制系统按其工作原理可分为哪些?
答案是:开环控制系统,闭环控制系统,复合控制系统
闭环控制系统主要由哪3部分组成,有什么特点?
答案是:闭环控制系统主要由控制器,被控对象和测量元件组成; 既有前项通道,又有反馈通道,输出信号对输入信号有影响
PD属于什么性质的校正?它具有什么特点?
答案是:超前校正。可以提高系统的快速性,改善稳定性。
自动控制系统由哪几部分组成?
答案是:自动控制系统由被控对象和控制器组成,控制器由测量元件,给定元件,比较元件,放大元件,执行元件,校正元件组成
PID调节中的“P”指的是 控制器。
答案是:比例
一般开环频率特性的低频段表征了闭环系统的 性能。
答案是:稳态
[填空题,4分] 根据采用的信号处理技术的不同,控制系统分为模拟控制系统和 。
答案是:数字控制系统
[填空题,4分] 二阶系统当共轭复数极点位于±45°线上时,对应的阻尼比为 。
答案是:0.707
[填空题,4分] 用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和_____ __图示法。
答案是:对数坐标
二阶系统的传递函数G(s)=4/(s2+2s+4) ,其固有频率wn= 。
答案是:您的答案: 2
系统的传递函数的 分布决定系统的动态特性。
答案是:零极点
闭环控制系统中,真正对输出信号起控制作用的是    。
答案是:偏差信号
若系统的传递函数在右半S平面上没有 ,则该系统称作最小相位系统。
答案是:零点和极点
输入相同时,系统型次越高,稳态误差越 。
答案是:小
控制系统线性化过程中,变量的偏移越小,则线性化的精度 。
答案是:越高
自动控制系统最基本的控制方式是 。
答案是:反馈控制
若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越 越好
答案是:远
根轨迹法是通过 直接寻找闭环根轨迹。
答案是:开环传递函数
对于最小相位系统一般只要知道系统的   就可以判断其稳定性。
答案是:开环幅频特性
输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 。
答案是:偏差
一线性系统,当输入是单位脉冲函数时,其输出象函数与 相同。
答案是:传递函数
超前校正主要是用于改善稳定性和 。
答案是:快速性
[填空题,4分] 在扰动作用点与偏差信号之间加上 能使静态误差降为0。
答案是:积分环节
某典型环节的传递函数是g(S)=1/S+2,则系统的时间常数是  。
答案是:0.5
延迟环节不改变系统的幅频特性,仅使 发生变化。
答案是:相频特性
[填空题,4分] 已知超前校正装置的传递函数为G(s)=2s+1/0.32s+1,其最大超前角所对应的频率__ __。
答案是:1.25
若减少二阶欠阻尼系统超调量,可采取的措施是 。
答案是:增大阻尼比
利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 。
答案是:稳态值
对控制系统的首要要求是系统具有 。
答案是:稳定性
[填空题,4分] PID调节中的“I”指的是 控制器。
答案是:积分
超前校正是由于正相移的作用,使截止频率附近的 明显上升,从而具有较大的稳定裕度。
答案是:相位
[填空题,4分] 一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输出位置上的误差。
答案是:阶跃信号
[填空题,4分] 一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 。
答案是:时间常数T
[填空题,4分] 闭环控制系统又称为 系统。
答案是:反馈控制
[填空题,4分] 线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的 半部 。
答案是:左
[填空题,4分] 系统输出由零上升到第一次穿过稳态值所需要的时间为 。
答案是:上升时间
[填空题,4分] 积分环节的传递函数为 。
答案是:1/s
[填空题,4分] 线性系统在零初始条件下输出量与输入量的 之比,称该系统的传递函数。
答案是:拉氏变换
控制方式由改变输入直接控制输出,而输出对系统的控制过程没有直接影响,叫 。
答案是:开环控制
[填空题,4分] 当扰动信号进入系统破坏系统平衡时,有重新恢复平衡的能力则该系统具有 。
答案是:稳定性
[填空题,4分] 判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用     、 根轨迹 、奈奎斯特判据等方法。
答案是:劳斯判据
[填空题,4分] 已知系统的传递函数为G(S)=s-6/s2+4s+3则零点为 。
答案是:s=6
[填空题,4分] 一个闭环系统里,不同输入与输出之间的传递函数分母 。
答案是:相同
[填空题,4分] 二阶系统的最佳阻尼比为 。
答案是:0.707
[填空题,4分] 一个二阶系统,当阻尼比 ,则其闭环极点位于 。
答案是:S左半平面
[填空题,4分] 自动控制系统的基本控制方式为开环控制和 。
答案是:闭环控制
[填空题,4分] 系统的扰动分为 内部扰动和 。
答案是:外部扰动
对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 、快速性和准确性。
答案是:稳定性
[填空题,4分] 根轨迹终止于 。
答案是:开环零点
[填空题,4分] 根轨迹起始于 。
答案是:开环极点
[填空题,4分] 两个传递函数分别为 G1(s) 与 G2(s) 的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 ,则 G(s) 为 (用 G1(s) 与 G2(s) 表示)。
答案是:G1(s)+G2(s)
复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
答案是:扰动
反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
答案是:给定值
若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为G(s),则该系统的开环传递函数为 。
答案是:G(s)
校正装置:
答案是:为了改善系统性能而往系统中加入的适当装置。
自动控制系统稳定的充要条件:
答案是:系统闭环特征方程的根都应分布在复平面的左半部。
最小相位系统:
答案是:在[s]右半平面含有零点或极点的环节,称为非最小相位环节。把不含有非最小相位环节的系统称为最小相位系统。
频率特性:
答案是:对于稳定的线性定常系统,在正弦输入信号作用下,系统输出的稳态分量为与输入同频率的正弦函数。
自动控制系统的稳态误差:
答案是:一般是指系统稳态时实际输出量与给定量之差。
闭环主导极点:
答案是:在系统传递函数的极点中,如果距虚轴最近的一个(或一对)极点的附近没有零点,而其他极点到虚轴的距离都在这个(对)极点到虚轴距离的5倍以上时,则其对应的暂态分量在系统的时间响应中起主导作用,这样的极点称为闭环主导极点
系统阶跃响应的振荡次数:
答案是:在调节时间内,响应偏离终值的次数。
传递函数:
答案是:初始条件为零时,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比
开环控制系统:
答案是:是指系统的输入不受输出影响的控制系统
数学模型:
答案是:是描述系统内部物理量(或变量)之间动态关系的数学表达式。
被控量:
答案是:是指被控对象中要求保持给定值、要按给定规律变化的物理量
反馈:
答案是:是指将系统输出信号引回到输入端的,并与输入信号相比较而产生偏差信号的过程。
自动控制系统:
答案是:由控制对象和控制器组成的系统。
控制装置:
答案是:是指对控制对象进行控制的设备装置总体。
自动控制:
答案是:是指在没有人直接参与的条件下,利用控制装置使被控对象的某些物理量(或状态)自动地按照预定的规律去运行。
控制系统的方框图:
答案是:控制系统中的每个环节可以用一个方框表示,方框内写上该环节的传递函数,并用信号线标明输入和输出。将方框按信号的流向连接起来,构成系统的方框图。
信号流图:
答案是:由描述系统的代数方程组绘制而成。
状态空间表达式
答案是:由状态方程与输出方程组成,状态方程是各状态变量的一阶导数与状态、输入之间的一阶微分方程组。输出方程是系统输出与状态、输入之间的关系方程
系统阶跃响应的上升时间
答案是:指响应第一次上升到终值所需的时间。
系统阶跃响应的超调量
答案是:指响应的最大峰值与终值之差的终值百分比。
自动控制系统的稳定性
答案是:系统去掉外作用后,自身具有的一种恢复平衡状态的能力
系统阶跃响应的调节时间
答案是:在终值上,取一个允许误差范围,响应曲线达到并不再超出误差带所需的最短时间
根轨迹:
答案是:指当开环系统的某一参数变化时,其相应的闭环特征方程的根在[s]平面上移动的轨迹
系统的阶跃响应的延迟时间
答案是:指输出响应第一次达到终值的50%所需的时间
系统阶跃响应的峰值时间
答案是:指响应超过其终值而达到第一峰值所需的时间。
若已知某串联校正装置的传递函数为G(S)=S+1/10S+12S+1/0.2S+1,则它是一种( )。 A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.相位滞后—超前校正 D.反馈校正
答案是:参考答案:C
某校正环节传递函数G(S)=100S+1/10S+1,则其频率特性的奈氏图终点坐标为( ) 。 A.(0,j0) B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0)
答案是:参考答案:D
在电压—位置随动系统的前向通道中加入( )校正,使系统成为II型系统,可以消除常值干扰力矩带来的静态误差。 A.比例微分 B.比例积分 C.积分微分 D.微分积分
答案是:参考答案:B
进行串联滞后校正后,校正前的穿越频率与校正后的穿越频率的关系相比,通常是( ) 。 A.大于 B.小于 C.等于 D.无关
答案是:参考答案:B
若已知某串联校正装置的传递函数为G(S)=2S,则它是一种( )。 A.相位滞后校正 B.相位超前校正 C.微分调节器 D.积分调节器
答案是:参考答案:C
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