东北大学自动控制原理必备课后简答

第一章

1.什么是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？

1)

在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

2)

6部分：控制对象：要进行控制的设备或过程；执行机构：直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值；检测装置：检测被控制量；给定环节：设定被控制量的给定值的装置；比较环节：检测的被控制量与给定量比较，确定两者之间的偏差量；中间环节：一般为放大环节，将偏差信号变换成适于控制执行机构执行的信号。

2.试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点

1)

工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差，控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。闭环控制系统可以根据检测误差，从而抗干扰性强。

2)

结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单。闭环系统由于添加了纠正偏差的环节，所以成本较高。

3)

稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。

3.什么是系统的暂态过程？对一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？

1)

系统从一个稳态过度到另一个稳态的需要经历的过渡过程。

2)

单调过程；衰减振荡过程；持续振荡过程；发散振荡过程。

第二章

1.什么是系统的数学模型？在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些？

1)

描述系统因果关系的数学表达式

2)

微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。

2.简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。

1)

确定系统的输入量和输出量；

2)

从系统的输入端开始，沿着信号传递方向，逐次依据组成系统各元部件的有关物理规律，列写元件或环节的微分方程；

3)

消除中间变量，建立只有输入量和输出量及其各阶导数构成的微分方程。

3.什么是小偏差线性化？这种方法能够解决哪类问题？

就是将一个非线性函数在工作点展开成泰勒级数，略去二次以上的高次项，得到线性化方程，用来替代原来的非线性函数。综合来说，就是用某点的切线代替原非线性曲线

4.什么是传递函数？定义传递函数的前提条件是什么？为什么要附加这个条件？传递函数有哪些特点？

1)

在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。

2)

当初始条件为零

3)

在零初始条件下，传递函数与微分方程一致

4)

1．传递函数是复变量S的有理真分式，具有复变函数的所有性质；且所有系数均为实数。2．传递函数是一种有系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它只取决于系统或元件的结构和参数，而与输入量的形式无关，也不反映系统内部的任何信息。3．传递函数与微分方程有相通性。4．传递函数的拉氏反变换是系统的单位脉冲响应。

6.自动控制系统有哪几种典型环节？它们的传递函数是什么样的？

比例环节，积分环节，微分环节，惯性环节，振荡环节，时滞环节

7.二阶系统是一个振荡环节，这种说法对么？为什么？

当阻尼比0到1时是一个振荡环节，否则不是一个振荡环节。

8.什么是系统的动态结构图？它等效变换的原则是什么？系统的动态结构图有哪几种典型的连接？将它们用图形的形式表示出来，并列写出典型连接的传递函数。

将系统中所有的环节用方框图表示，图中表明其传递函数，并且按照在系统中各环节之间的关系，将各方框图连接起来。

9.什么是系统的开环传递函数？什么是系统的闭环传递函数？当给定量和扰动量同时作用于系统时，如何计算系统的输出量？

系统的开环传递函数为前向通路传递函数与反馈通路传递函数之积。

系统的闭环传递函数为输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。

当给定量和扰动量同时作用于系统时，通过叠加原理计算系统的输出量。

11.对于一个确定的自动控制系统，它的微分方程、传递函数和结构图的形式都将是唯一的。这种说法对么吗？为什么？

不正确。

第三章

响。

7在校正网络中，为何很少使用纯微分环节？

纯微分校正虽然能够反映误差变化趋势，但它不能反映稳态误差

8试说明复合校正中补偿的基本原理是什么？

通过对输入补偿的前馈校正装置Wc（s）的设计，使得输出能更好地跟踪输入的变化

第七章

1

什么是非线性系统？它有什么特点？

含有非线性特性的系统称为非线性系统

特点：（1）稳定性：非线性系统的稳定性，除了与系统的结构、参数有关外，很重要的一点是与系统起始偏离的大小密切相关

(2)运动形式：非线性系统的动态响应不服从叠加原理。(3)自振：非线性系统有可能发生自激振荡。

2

常见的非线性特征有哪些？

不灵敏区（死区）饱和间隙摩擦继电器特性(带回环的继电器特性)

3

非线性系统的分析设计方法有哪些？

相平面法和描述函数法

4

描述函数分析法的实质是什么？试描述函数的概念及其求取方法。

描述函数是对非线性特性在正弦信号作用下的输出，进行谐波线性化处理之后得到的，它是非线性特性的近似描述，表达形式上类似于线性理论中的幅相频率特性

只考虑非线性特性输出中