机电控制工程基础题复习1控制系统的基本要求可归结为稳定性

1、控制系统的基本要求可归结为稳定性、准确性和快速性。

2、什么是自动控制系统？
指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。

它一般由控制装置和被控制对象组成
3、反馈控制系统是指负反馈。

4、控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。

5、对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？
单调过程 衰减振荡过程 持续振荡过程 发散振荡过程
6、 自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

7、 系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。

8、 如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，这样的系统
就称为开环控制系统。

9、 凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，叫做闭环系
统。

10、 叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。

11、线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。

12、 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称为线性系统（或元件）的传递函数。

13、 单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为 )(1)(s G s G +
14、
微分环节：()s s G =。

积分环节()s s G 1= 15、 传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。

16、对于非线性函数的线性化方法有两种：一种方法是在一定条件下，忽略非线性因素。

另一种方法就是
切线法，或称微小偏差法。

17、在自动控制系统中，用来描述系统内在规律的数学模型有许多不同的形式，在以单输入、单输出系统
为研究目标的经典控制理论中，常用的模型有微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性等。

18、控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。

19、传递函数是复变量s 的有理真分式，分母多项式的次数n 高于分子多项式的次数m ，而且其所有系数
均为实数。

20、在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。

21、自然界中真正的线性系统是不存在的。

许多机电系统、液压系统、气动系统等，在变量之间都包含着
非线性关系。

22、系统的传递函数分母中的最高阶若为n ，则称系统为n 阶系统
23、 已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则)()()(s X s G s Y ⋅=。

24、线性化是相对某一额定工作点进行的。

工作点不同，得到线性化微分方程的系数也不同。

25、若使线性化具有足够精度，调节过程中变量偏离工作点的偏差信号必须足够小。

26、 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是s 1 。

单位斜坡函数的拉氏变换结果是21s 。

27、
传递函数分母多项式的根被称为系统的极点，分子多项式的根被称为系统的零点 28、 劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。

29、线性系统稳定，其闭环极点均应在s 平面的左半平面。

30、用劳斯表判断连续系统的稳定性，当它的第一列系数全部为正数系统是稳定的。

31、系统的稳定性取决于系统闭环极点的分布。

32、若二阶系统的阻尼比大于1，则其阶跃响应不会出现超调，最佳工程常数为阻尼比等于0.707 。

33、最大超调量只决定于阻尼比ζ。

ζ越小，最大超调量越大。

34、二阶系统的阶跃响应，调整时间t s 与ζωn 近似成反比。

但在设计系统时，阻尼比ζ通常由要求的最
大超调量所决定，所以只有自然振荡角频率ωn 可以改变调整时间t s 。

35、所谓自动控制系统的稳定性，就是系统在使它偏离稳定状态的扰动作用终止以后，能够返回原来稳态
的性能。

36、0型系统（其开环增益为K ）在单位阶跃输入下，系统的稳态误差为K
+11。

37、t e -2的拉氏变换为12+s 。

38、某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为等幅振荡。

39、一阶系统的传递函数为5
.05.0+s ，则其时间常数为2。

40、二阶系统阻尼比ζ越小，上升时间t r 则越小；ζ越大则t r 越大。

固有频率ωn 越大，t r 越小，反之则t r
越大。

41、线性系统稳定的充分必要条件是：系统特征方程的根（系统闭环传递函数的极点）全部具有负实部，
也就是所有闭环传递函数的极点都位于s 平面的左侧。

42、系统的稳态误差是控制系统准确性的一种度量。

43、对稳定的系统研究稳态误差才有意义，所以计算稳态误差应19。

以系统稳定为前提。

44、根轨迹法就是利用已知的开环极、零点的位置，根据闭环特征方程所确定的几何条件，通过图解法求
出g K 由0→∞时的所有闭环极点。

45、根轨迹是根据系统开环零极点分布而绘制出的闭环极点运动轨迹。

46、绘制根轨迹时，我们通常是从g K ＝ 0时的闭环极点画起，即开环极点是闭环根轨迹曲线的起点。

起
点数n 就是根轨迹曲线的条数。

47、开环传递函数的分母阶次为n ，分子阶次为m(n ≥m)，则其根轨迹有n 条分支，其中m 条分支终止于
开环有限零点，n-m 条分支终止于无穷远 。

48、在开环系统中增加零点，可使根轨迹向左方移动。

49、在开环系统中增加极点，可使根轨迹向右方向移动。

50、
实轴上二开环零点间有根轨迹，则它们之间必有汇合点。

51、 系统的根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点 。

52、系统的频率特性是由)(ωj G 描述的，)(ωj G 称为系统的幅频特性；)(ωj G ∠称为系统的相频特性。

53、对于实际的“低通”控制系统，在频率较低时，输入信号基本上可以原样地在输出端复现出来，而不
发生严重失真。

54、根据Nyquist 稳定性判据的描述，如果开环是不稳定的，且有P 个不稳定极点，那么闭环稳定的条件
是：当w 由-∞→∞时，W k (jw )的轨迹应该逆时针绕（-1，j 0）点P 圈。

55、系统的频率特性可直接由G(j ω)=X c (j ω)/X r (j ω)求得。

只要把线性系统传递函数G(s)中的算子s 换成j
ω，就可以得到系统的频率特性G(j ω)。

56、频率特性是线性系统在正弦输入信号作用下的稳态输出和输入之比。

57、I 型系统对数幅频特性的低频段是一条斜率为－20db/dec 的直线。

58、比例环节的A(ω)和ϕ(ω)均与频率无关。

59、时滞环节的幅相频率特性为一个以原点为圆心的圆。

60、系统的对数幅频特性和相频指性有一一对应关系，则它必是最小相位系统。

61、若系统的开环稳定，且在L(ω)＞0的所有频率范围内，相频ϕ(ω)＞-1800，则其闭环状态是稳定的。

62、 PI 校正为相位滞后校正。

63、系统校正的方法，按校正装置在系统中的位置和连接形式区分，有串联校正、并联(反馈)校正和前馈
（前置）校正三种。

64、按校正装置G c (s)的物理性质区分，又有相位超前(微分)校正，相位滞后(积分)校正，和相位滞后—超
前(积分-微分)校正。

65、相位超前校正装置的传递函数为Ts
aTs s G c ++=11)(，系数a 大于1。

66、滞后－超前校正环节的传递函数的一般形式为：)
1)(1()1)(1()(2121s T s T s aT s bT s G c ++++=，式中a >1，b <1且b T 1>a T 2。

67、最小相位系统的对数幅频特性如下图所示，试分别确定各系统的传递函数。

a ：)
1(10)(+=s s s G b ：)1)(110(100)(++=s s s G c ：)12.0)(15.0(100)(++=s s s G。