控制工程基础简答题

（1）何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？控制系统是指系统的输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。开环系统构造简单、不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。（2）什么叫相位欲量？什么叫幅值裕量？相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。（3）试写出PID控制器的传递函数？kpkDKI/s（4）什么叫校正（或补偿）？所谓校正，就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。（5）请简述顺馈校正的特点？顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近视补偿，以便及时消除干扰的影响。（6）传递函数的主要特点有哪些？传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数结构有关，与外界输入无关对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数，传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同（7）机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析当系统已定，且系统的输出也已给出，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制当输入已知，且输出也已给定时，确定系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，即系统的识别当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中的有关信息，即滤液与预测（8）在系统校正中，常用的性能指标有哪些？时域性能指标，包括瞬态响应指标（即上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间）和稳态性能指标（即稳态误差）频域性能指标,包括相位裕量、幅值裕量、截止频率、带宽（9）求拉氏变换的方法有哪些？查表法有理函数法部分分式法（10）简述二阶欠阻尼系数,Wn与性能指标MP（超调量）、Ts（调整时间）的关系二阶欠阻尼系统若不变，增大（或减小）Wn，则超调量MP不变，调整时间Ts减小（或增大）；若Wn不变，增大（或减小），则超调量MP减小（或增大），调整时间Ts减小（或增大）（11）简述串联超调校正环节的作用？作用：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了带宽，这就意味着提高了系统的相对稳定性，加快了系统的响应速度，使过渡过程得到了显著改善。但由于系统的增益和型次都未变化，所以稳态精度变化不大。（13）终值定理的应用条件是什么？若函数f（t）及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处唯一的极点外，sF（s）在包含jw轴的右半平面内是解析的，（这就意味着当t--时，f（t）趋近于一个确定的值，）则函数f（t）的终值为limtf(t)limF(s)so（14）什么叫系统分析？当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出响应，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析（15）对数坐标图的主要优点有哪些？可以将幅值相乘转化为幅值相加，便于绘制多个环节组成的系统的对数频率特性图（35）系统时间响应的瞬时响应反映哪方面的性能？而稳态响应反映哪方面的性能？瞬态响应反映了系统的稳定性和响应的快速性等方面的性能，而稳态响应反映了系统响应的准确性（36）当系统的阻尼比满足什么条件时，二阶系统特征方程的根为两个不相等的负实根？二阶系统的特征方程为：s22wnwn20，特征根为s1,2wnwn21，要使根具有两个不相等的负实根，必须满足wn02101（37）请简述拉斯变换的卷积定理？f(t)g()dF(s).G(s)若F(S)Lf(t),G(S)Lg(t)，则有L0t式中0f(t)g()df(t)*g(t),称作f（t）和g（t）的卷积（38）已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应，能否求出该系统的闭环传递函数？若可以，如何求？可以，将零初始条件下单位脉冲响应求拉斯变换即为该系统的闭环传递函数（39）控制系统稳定性的定义是什么？系统在受到外界扰动作用时，其被控制量将偏离平衡位置，当这个扰动作用去除后，若系统在足够长的时间内能恢复到其原来平衡状态或者趋于一个给定的新的平衡状态，则该系统是稳定的（40）试从控制的观点分析反馈校正的特点？反馈校正能有效地改变被包围环节的动态结构参数，甚至在一定条件下能用反馈校正完全取代包围环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数变化及各种干扰给系统带来的不利影响（41）实现校正的方式有哪几种？t串联校正、并联校正和PID校正1.已知零初始条件下某系统的单位脉冲响应，能否求出该系统闭环传递函数？如何求?答：可以。将零初始条件下单位脉冲响应求出拉氏变换即为该系统的闭环传递函数。2.一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，其单位阶跃响应速度应越快还是越慢?为什么？答：一阶系统越靠近S平面原点，其阶跃响应速度越慢。3.什么是主导极点？答：主导极点就是所有闭环极点中距离轴最近的，而且周围也没有其他闭环零点的闭环极点，主导极点对系统的响应起主导作用。4.采用何种方式可以同时减小或消除控制输入和干扰作用下的稳态误差？答：为了降低由扰动引起的误差，可以增大扰动作用点前面的传递函数G（0）的值，也可以再扰动点前加入积分环节。5.最小相位系统和非最小相位系统的频率特性有何异同？答：两者的幅值频率相同，但是相位频率不通非最小相位系统的相角变化绝对值比最小相位系统的相角变化绝对值大。6.简述相位超前，相位滞后校正的优缺点是什么？答：相位超前校正：加快系统响应速度，提高系统稳定性。稳态精度变化不大。相位滞后校正：提高稳态精度，提高系统稳定性。降低了系统响应速度。7.试阐述绘制伯德图的一般方法步骤。答：1.有传递函数求出频率特性并将其化为典型环节特性相乘的形式。2.求出各环节的转角频率，阻尼比以及其他参数。3．分别画出各环节的幅频曲线的渐近线和相频曲线。4.各环节的幅频曲线相叠加，得到系统幅频曲线渐近线并修正。5