自动控制理论复习参考答案

一名词解释1频率响应:它是系统随不同频率正弦输入信号的响应的特性。2反馈：是指把系统的输出量引入到它的输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的工程。3稳态误差：当t趋向无穷时，系统的参考输入与输出之间的误差就是系统稳态误差。4最大超调量：系统在过渡过程中第一次达到峰值和其稳态值的差与其稳态值之比。5单位阶跃响应：输入信号为单位阶跃信号时的系统输出响应。6相位裕量γ：在剪切频率处，使系统达到稳定状态所能接受的附加相位滞后角。7滞后一超前校正：同时改善系统的动态和稳定性能的校正。8稳态响应：当t趋近于无穷时系统的时域响应。9频率特性：它是系统随不同频率正弦输入信号的响应的特性。10调整时间：阶跃响应曲线开始进入偏离稳态值±Δ的误差范围(一般Δ为稳态值的5%或2%),并从此不再超越这个范围的时间称为系统的调整时间,用ts表示之。11峰值时间：瞬态响应第一次出现峰值的时间12截止频率：保持输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。13谐振峰值：幅频特性G(w)的最大值Mr。14谐振频率：系统频率响应发生谐振时对应的频率。15幅值穿越频率：系统开环频率特性上幅值为1时所对应的角频率称为幅值穿越频率。16相位穿越频率：系统开环频率特性上相位等于-180°时所对应的角频率。17幅值裕量：设定幅值时在额定值基础上多加的一定比例。18自动控制：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。19状态变量：能够完全描述动态系统时域行为的所含变量个数最少的变量组20零阶保持器：零阶保持器把采样时刻（kT）的采样值恒定不变地保持到下一个采样周期(k+1)T。二求传递函数BQUOTE–K*Xo=mQUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=Ls+QUOTEQUOTE=RQUOTE=QUOTEBQUOTE–QUOTE=QUOTEXoQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTE三、已知系统方框图如下，求传递函数QUOTE=QUOTEQUOTE=1QUOTE=1+QUOTE+QUOTE+QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1QUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1-QUOTE+QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1QUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1+QUOTE+QUOTE+QUOTE-QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1QUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTE+QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1+QUOTE+QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTEQUOTE=1-QUOTEQUOTE=QUOTE四根据Z=N+PZ=0系统稳定ZQUOTE系统不稳定（a）N=2（b）N=0（c）N=0（d）N=0（e）N=0五、计算1、设某二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示，如果该系统为单位反馈型式，试确定其开环传递函数。由图可知=0.2=0.1得=0.79=25.6代入得闭环传递函数G（s）=开环传递函数G(s)H(s)=2、某系统如图所示，试求其无阻尼自然频率，阻尼比，超调量％，峰值时间调整时间。（设误差带宽度取2％）G(s)=H（s）=0.04===0.4=0.05六、已知系统的开环传递函数的幅频特性曲线如图示，且为最小相位系统。试求=？10-2010-20-20-4010.2ωdb+2010ωdb-20-40105ωdbG(s)H(s)=G(s)H(s)=K（1+）G(s)H(s)=20=020lgK=020lg=40lg20202010ωdb+2015ωdbG(s)H(s)=G(s)H(s)=20lgK=2020lgK=0十、判断正误1、各项时域指标（最大超调量，调整时间等）是在斜坡信号作用下定义的。2、对于结构不稳定系统，可以通过改变某些系统结构参数而使其稳定。3、对于最小相位系统，增益裕量和幅值裕量为正的系统是稳定的。4、增加系统开环传递函数中积分环节数目有利于系统稳定,有利于提高系统稳态精度。5、系统的传递函数是输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比，所以与输入信号有关。6、稳态误差的大小与系统型号无关。7、在一个系统中，若K某些值时，系统稳定。则系统为条件稳定系统。8、在波德图上，“O”型与“I”型系统的幅频特性的低频段斜率不同。9、右半平面既无零点又无极点的传递函数对应的系统为最小相位系统。10、相位超前较正有利于提高系统的快速性。11、在[S]平面上，系统的闭环极点离虚轴越远，则其对应的时间响应分量衰减越快。12、扰动信号作用下的稳态误差是否为零与其作用点之后积分环节的多少有关。十一、试求图示系统的稳态误差。可为比例、比例加积分或比例加积分加微分控制器，具体参数自己假定。十二、1、已知系统的单位阶跃响应为，求系统的单位脉冲响应。若对该系统输入正玄信号，求其稳态输出。g(t)=G(s)=G(jw)=又w=5所以G(jw)=稳态输出X（t）=0.04sin（5t-)2、某系统的传递函数为，当输入为时，试求其稳态输出。w=所以稳态输出X（t）=2.47=0.35sint十三、已知某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示，写出该系统的开环传递函数，并计算处的相位裕量。画出相频特性，并说明系统是否稳定。G(s)H(s)=所以G(s)H(s)==γ=180°-103.21°相频特性可知N=0已知P=0所以Z=0系统稳定十四、填空题１，系统的闭环传递函数为Ｇ（ｓ）＝，其单位脉冲响应g(t)＝＿＿，其单位阶跃响应为c(t)=＿＿1-＿。2，线性系统稳定的充要条件是＿＿闭环系统的所有特征根都在s的左半平面＿＿。3，线性一阶、二阶系统稳定的充要条件是＿＿＿所有系数均为正＿＿，线性三阶系统稳定的充要条件是＿＿所有系数均为正且中间两项系数之积大于两边系数之积＿＿。4，线性连续‘0’型系统稳态速度误差系数Ｋｖ＝＿0＿，加速度稳态误差系数Ｋａ＝＿0＿。线性连续‘Ⅰ’型系统稳态速度误差系数Ｋｖ＝____K____,加速度稳态误差系数Ｋａ＝＿0＿。5，已知系统开环放大倍数为Ｋ．若是‘0’型系统，则输入单位阶跃信号时静差为＿＿＿＿，若是‘Ⅰ’型系统，则输入单位阶跃信号时静差为＿＿0＿＿＿＿，若是‘Ⅱ’型系统，则输入单位加速度信号时静差为＿＿＿＿。6，Nyquist稳定判据的内容是＿奈氏曲线逆时针包围（-1j，0）点的圈数等于s平面右半平面的极点数＿＿。7，在“BODE”图上，描述系统动态品质的频域指标有＿＿剪切频率＿＿，＿＿幅值裕量＿＿，＿＿相位裕量＿＿，＿＿截止频率＿＿。8，开环频率特性的低频段主要影响系统阶跃相应的＿＿稳态精度＿＿，高频段主要影响系统阶跃相应的＿＿快速性＿＿中频段主要影响系统阶跃相应的＿＿稳定性＿＿。9、控制系统的要求有三个方面，它们是稳定性，准确性，快速性。10、反馈控制的基本原理是检测输出量的偏差用以纠正输出量的偏差。11、使用Nyquist稳定判据时，公式N=Z–P中N代表奈氏曲线顺时针包围（-1j，0）点的圈数,Z代表s右半平面的闭环极点数，P代表