自动控制原理和现代控制理论常见面试题

自动控制原理和现代控制理论常见面试题
⼀、系统建模
建模的⼀法
(1）机理建模（微分⼀程、传递函数、状态空间）
原理：根据过程的⼀艺机理，写出各种有关的平衡⼀程，由此获得被控对象的数学模型。

应⼀：⼀要条件是⼀产过程的机理必须已经为⼀们充分掌握，并且可以⼀较确切的加以数学描述。

(2）测试建模
原理：对过程的输⼀（包括控制变量与扰动变量）施加⼀定形式的激励信号，同时记录相关的输⼀输出数据，再对这些数据进⼀处理，由此获得对象的动态模型。

应⼀：⼀般只⼀于建⼀输⼀输出模型，它把研究的⼀业过程视为⼀个⼀匣⼀
建模的步骤
(1）明确模型的⼀的要求
(2）对系统进⼀⼀般语⼀描述
(3）弄清系统中主要因素及其相互关系
(4）确定模型的结构
(5）估计模型中的参数
(6）实验研究
(7）必要修改
动态建模和静态建模有什么区别
动态数学模型是输出变量与输⼀变量之间随时间变化的动态关系的数学描述
静态数学模型则是输出变量与输⼀变量之间不随时间变化情况下的数学关系
前者⼀于⼀业设计和最优化等；后者则⼀于各类⼀动控制系统的设计与分析，⼀于⼀艺设计和操作条件的分析和确定
⼀、经典控制与现代控制
稳态与动态
稳态：此时系统没有受到任何外来扰动，同时设定值保持不变，因⼀被控变量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的⼀况。

动态：此时系统受到外来扰动的影响或者在改变了设定值后，原来的稳态遭到破坏，系统中各组成部分的输⼀输出量都相应发⼀变化，尤其是被控变量也将偏离稳态⼀随时间变化。

控制性能指标
评价标准：设定值发⼀变化或受到扰动后能否在控制器的作⼀下克服⼀扰并准确、平稳、快速地稳定下来。

衰减⼀——稳定程度
超调量——最⼀动态偏差
余差——反应控制精度
调节时间、峰值时间、上升时间——快速性，灵敏性
稳定性、可靠性
说说pid中p,i,d的作⼀。

P：KC增加能提⼀控制精度，但会使稳定程度变差
I：相当于静态增益⼀穷⼀，能消除余差，但使系统稳定性下降（引起相⼀滞后）
D：微分作⼀的增强（Td 增⼀），从理论上讲是系统的超前作⼀增强，稳定性得到加强。

主要适合于⼀阶滞后较⼀的⼀义对象，如温度、成分等。

对于测量噪声较⼀的对象
则需要引⼀测量信号的平滑滤波
判断系统稳定性的⼀种⼀法？
劳斯判据、奈奎斯特判据、特征根在复平⼀上分布的情况
线性系统以及⼀线性系统常见的稳定性分析⼀法
线性：劳斯判据、奈奎斯特判据、特征根在复平⼀上分布的情况
⼀线性：相平⼀法、描述函数法、李雅普诺夫法
内部稳定和外部稳定的区别？
内部稳定的系统外部⼀定稳定；外部稳定的系统不能保证内部稳定
稳定裕度的概念（幅值裕度、相位裕度）概念+物理意义
幅值裕度GM：当系统的开环相频特性为180度时，系统开环频率特性幅值的倒数
物理意义：当系统的开环增益增⼀为原来的GM倍时，闭环系统将处于临界稳定
相位裕度PM：系统开环频率特性为1时，系统开环频率特性的相⼀与180度的和
物理意义：当系统对频率为Wc的信号的相⼀滞后再增⼀PM度时，闭环系统将处于临界稳定。

⼀块图和信号流程图的⼀较，流程图不能⼀在什么场合
不能⼀在⼀线性场合，因为⼀块图中⼀个⼀线性环节可以⼀⼀块表⼀，⼀在信号流图中，每根信号线只能表⼀线性环节。

状态反馈是什么，在⼀程中有什么应⼀？
状态反馈：是将系统的每⼀个状态变量乘以相应的反馈系数，然后反馈到输⼀端与参考输⼀相加形成的状态反馈控制律。

输出反馈：是将系统的输出向量乘以相应的反馈系数，然后反馈到输⼀端与参考输⼀相加构成输出反馈律。

区别：
1、状态反馈是信息系统的⼀种完全反映；⼀输出反馈则是系统信息的⼀部分或不完全的地反映。

因⼀状态反馈能达到的性能，输出反馈则未必能达道。

2、状态反馈不改变能控性，可能改变能观性；⼀输出反馈均不改变能控性和能观性。

控制系统能控能观的物理概念
能控性和能观性是现代控制理论中两个根本性的概念。

它们是系统的两个基本结构特性，揭⼀了动⼀学系统关于内部的状态与系统输⼀、输出之间的关系。

能控性指的是控制作⼀u(t）影响系统状态变量x(t）的能⼀
能观性指的是由系统的输出y(t）反映系统的状态变量x(t）的能⼀
前者回答u(t）能否使x(t）作任意转移的问题；后者则回答能否通过y(t）的量来确定x(t）的问题。