自动控制原理简答题
自动控制原理简答
自动控制原理简答1、简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。
自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”。
“经典控制理论”以递函数为基础，以时域法、根轨迹法、频域法为基本方法，“现代控制理论”以状态空间法为基础，以频率法和根轨迹法为基本方法。
2、在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些？分析内容有那些？常用的工程方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法；分析内容：瞬态性能、稳态性能、稳定性。
3、相比较经典控制理论，在现代控制理论中出现了哪些新的概念？系统的运动分析，能控性，能观性，极点配置，观测器设计，跟踪器等。
4、人闭上眼见很难达到预定的目的试从控制系统的角度进行分析。
人闭上眼睛相当于系统断开反馈，没有反馈就不知道偏差有多大，并给予及时修正。
所以人闭上眼睛很难到达预定目标。
5、试分析汽车行驶原理首先，人要用眼睛连续目测预定的行车路线，并将信息输入大脑（给定值），然后与实际测量的行车路线相比较，获得行驶偏差。
通过手来操作方向盘，调节汽车，使其按照预定行车路线行驶。
6、对飞机与轮船运行原理加以分析飞机和轮船在行驶时，都会发射无线电信号来进行定位，无线电信号通过雷达反射到计算机中央处理器中。
进行对比得出误差，再将误差发射，进入雷达反射到飞机和轮船的接收器中，计算机收到信号后可还原为数据，进而可知偏差而及时修正，这是时刻都进行的。
所以飞机，轮船都能保持预定航向行驶。
7、从元件的功能分类，控制元件主要包括哪些类型的元件？控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。
8、线性定常系统的传递函数定义传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。
9、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？有以下三种：（1机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰（2实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限（3以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点10、自动控制系统的数学模型有哪些自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。
自动控制原理简答题
47.传递函数：传递函数是指在零初始前提下,体系输出量的拉式变换与体系输入量的拉式变换之比.48.体系校订：为了使体系达到我们的请求,给体系参加特定的环节,使体系达到我们的请求,这个进程叫体系校订.49.主导顶点：假如体系闭环顶点中有一个顶点或一对复数顶点据虚轴比来且邻近没有其他闭环零点,则它在响应中起主导感化称为主导顶点.50.喷鼻农定理：请求离散频谱各分量不消失重叠,即请求采样角频率知足如下关系：ωs≥2ωmax.51.状况转移矩阵：()Att eφ=,描写体系从某一初始时刻向任一时刻的转移.52.峰值时光：体系输出超出稳态值达到第一个峰值所需的时光为峰值时光.53.动态构造图：把体系中所有环节或元件的传递函数填在体系道理方块图的方块中,并把响应的输入.输出旌旗灯号分离以拉氏变换来暗示,从而得到的传递函数方块图就称为动态构造图.54.根轨迹的渐近线：当开环顶点数 n 大于开环零点数 m 时,体系有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处,且它们交于实轴上的一点,这 n-m 条根轨迹变更趋势的直线叫做根轨迹的渐近线. 55.脉冲传递函数：零初始前提下,输出离散时光旌旗灯号的z变换()C z与输入离散旌旗灯号的z变换()R z之比,即()() () C zG zR z=.56.Nyquist判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变更到+∞时, Nyquist曲线（极坐标图）逆时针包抄（-1,j0）点的圈数N,等于体系G(s)H(s)位于s右半平面的顶点数P ,即N=P,则闭环体系稳固;不然（N≠P）闭环体系不稳固,且闭环体系位于s右半平面的顶点数Z为：Z=∣P-N∣57.程序掌握体系:输入旌旗灯号是一个已知的函数,体系的掌握进程按预定的程序进行,请求被控量能敏捷精确地复现输入,如许的主动掌握体系称为程序掌握体系.58.稳态误差：对单位负反馈体系,当时光t趋于无穷大时,体系对输入旌旗灯号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值,称为稳态误差,它反应体系复现输入旌旗灯号的（稳态）精度.59.尼柯尔斯图（Nichocls图）：将对数幅频特点和对数相频特点画在一个图上,即以（度）为线性分度的横轴,以l(ω)=20lgA(ω)（db）为线性分度的纵轴,以ω为参变量绘制的φ(ω)曲线,称为对数幅相频率特点,或称作尼柯尔斯图（Nichols图）60.零阶保持器：零阶保持器是将离散旌旗灯号恢复到响应的中断旌旗灯号的环节,它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻.61.状况反馈设体系方程为,=+=,若对状况方程的输入x Ax Bu y cx量u取u r Kx=-,则称状况反馈掌握.62.罕有的树立数学模子的办法有哪几种？各有什么特色？有以下三种：(1)机理剖析法：机理明白,运用面广,但须要对象特点清楚,(2)试验测试法：不须要对象特点清楚,只要有输入输出数据即可,但实用面受限,(3)以上两种办法的联合:平日是机理剖析肯定构造,试验测试法肯定参数,施展了各自的长处,战胜了响应的缺陷63.PD 属于什么性质的校订？它具有什么特色？超前校订.可以进步体系的快速性,改良稳固性64.幅值裕度,相位裕度各是若何界说的？|)()(|1`g g g jw H jw G K = , 。
王建辉版自动控制原理~课后简答题
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。
自动控制原理简答题
自动控制原理简答题自动控制原理是一门研究自动控制系统的基本原理和方法的学科，它主要研究自动控制系统的基本结构、性能指标、设计方法和分析技术。
自动控制原理是现代控制理论的基础，对于工程技术领域具有重要的理论和应用价值。
自动控制原理的基本内容包括，控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的性能指标、控制系统的稳定性分析、控制系统的校正和设计方法等。
掌握这些基本内容对于理解和应用自动控制原理具有重要意义。
控制系统的基本概念是自动控制原理的起点，它包括了被控对象、控制器、执行器和传感器等基本组成部分。
被控对象是控制系统需要控制的对象，控制器是根据被控对象的状态和控制要求来调节执行器的工作状态，执行器是根据控制器的输出来改变被控对象的状态，传感器则是用来感知被控对象的状态并将其转化为控制器能够处理的信号。
控制系统的数学模型是自动控制原理的核心内容，它是用数学语言来描述控制系统的动态特性和控制规律的数学方程。
控制系统的数学模型可以是微分方程、差分方程、状态方程或者传递函数等形式，不同的控制系统有不同的数学模型，但它们都是用来描述控制系统的动态行为和控制规律的数学工具。
控制系统的性能指标是评价控制系统性能优劣的标准，它包括了稳定性、速度、精度和鲁棒性等指标。
稳定性是控制系统的基本性能指标，它描述了控制系统在外部扰动和参数变化的情况下对于稳定性的保持能力。
速度和精度则是描述了控制系统对于输入信号的响应速度和输出信号的跟踪精度，而鲁棒性则是描述了控制系统对于参数不确定性和非线性特性的抵抗能力。
控制系统的稳定性分析是自动控制原理的重要内容，它是用来分析控制系统的稳定性特性和稳定性判据的方法。
控制系统的稳定性分析可以通过根轨迹法、频域法、状态空间法等方法来进行，不同的方法适用于不同的控制系统，但它们都是用来分析控制系统的稳定性特性和稳定性判据的工具。
控制系统的校正和设计方法是自动控制原理的应用内容，它是用来校正和设计控制系统的方法和技术。
自动控制原理简答题
概念：设动态系统为)()()(,)()()(t Du t Cx t y t Bu t Ax t x+=+= ，（1）若At e t =Φ)(，则)(t Φ称为（状态转移矩阵 ）（2）若D B A sI C s G +-=-1)()(，则)(s G 称为（ 传递函数矩阵 ）（3）若],,,,[],[12B A B A AB B B A n c -=Γ ，则],[B A c Γ称为（能控性矩阵） （4）若Tn o CA CA CA C A C ],,,,[],[12-=Γ ，则],[A C o Γ称为（能观性矩阵） （5）若],,,,,[],,[12D B CA B CA CAB CB B A C n oc -=Γ ，则],,[B A C oc Γ称为（输出能控性矩阵） （6）李雅普诺夫方程Q PA P AT-=+，其中Q 为正定对称阵，当使方程成立的P 为（ 正定对称阵 ）时，系统为渐近稳定。
（7）设系统0)0(,0,)(=≥=f t x f x ，如果存在一个具有一阶导数的标量函数)(x V ，0)0(=V ，并且对于状态空间X 中的且非零点x 满足如下条件：)(x V 为（正定）；)(x V 为（负定）；当∞→x 时，∞→)(x V 。
则系统的原点平衡状态是（大范围渐近稳定的）。
（8）状态反馈不改变系统的（可控性）。
输出至状态微分反馈不改变系统的（可观测性）。
输出至参考输入反馈，不改变系统的（可控性和可观测性）。
状态反馈和输出反馈都能影响系统的（稳定性和动态性能）。
（9）状态反馈控制的极点任意配置条件是系统状态（完全可控）。
状态观测的极点任意配置条件是系统状态（完全可观）。
（10）系统线性变换Px x =时，变换矩阵P 必须是（非奇异的，或满秩）的。
二：已知系统传递函数 )2()1(5)(2++=s s s G ，试求约当型动态方程。
解：2515)1(5)2()1(5)(22+++-+=++=s s s s s s G 由上式，可得约当型动态方程[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡321321321555110200010011x x x y u x x x x x x三：试求下列状态方程的解 x x ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=300020001 的解 解：由题意可得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-==-=---011010)()()()(xA sI L t x x A sI x xx A sI Ax x0320111000000310002100011300020001)(x e e e x s s s L x s s s L t x t t t⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+++=------五：设系统状态方程为0111x x u a b ⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦，并设系统状态可控，试求,a b 。
(完整版)自动控制原理简答题
47、传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。
48、系统校正：为了使系统达到我们的要求，给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。
49、主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称为主导极点。
51、状态转移矩阵：()Att e φ=，描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。
52、峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
53、动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入输出信号分别以拉氏变换来表示从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。
54、根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。
55、脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的变换()R z 之比，即()()()C z G z R z =。
56、Nyquist 判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist 曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N ，等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ，即N=P ，则闭环系统稳定；否则（N ≠P ）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为：Z=∣P-N ∣57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统。
58、稳态误差：对单位负反馈系统，当时间t 趋于无穷大时，系统对输入信号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值，称为稳态误差，它反映系统复现输入信号的（稳态）精度。
59、尼柯尔斯图（Nichocls 图）：将对数幅频特性和对数相频特性画在一个图上，即以（度）为线性分度的横轴，以 l(ω)=20lgA(ω)（db ）为线性分度的纵轴，以ω为参变量绘制的φ(ω) 曲线，称为对数幅相频率特性，或称作尼柯尔斯图（Nichols 图）60、零阶保持器：零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节，它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻。
自动控制原理部分简答题
一.名词解释1、传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。
2、系统校正：为了使系统达到我们的要求，给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。
3、主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称为主导极点。
4、香农定理：要求离散频谱各分量不出现重叠,即要求采样角频率满足如下关系： ωs ≥2ωmax 。
5、状态转移矩阵：()At t e φ=，描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。
6、峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
7、动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示，从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。
8、根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。
9、脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的z 变换()R z 之比，即()()()C z G z R z =。
10、Nyquist 判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist 曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N ，等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ，即N=P ，则闭环系统稳定；否则（N ≠P ）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为：Z=∣P-N ∣11、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统12、稳态误差：对单位负反馈系统，当时间t 趋于无穷大时，系统对输入信号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值，称为稳态误差，它反映系统复现输入信号的（稳态）精度。
自动控制原理简答题
自动控制原理简答题1. 什么是自动控制原理？自动控制原理是一门研究如何通过各种控制手段和方法，使系统在不同的输入条件下自动地实现稳定、准确、快速的输出控制的学科。
2. 自动控制的基本组成部分是什么？自动控制的基本组成部分包括控制对象（也称为被控对象）、传感器、执行器、控制器和反馈回路。
3. 什么是控制对象？控制对象指的是需要被控制的具体物理系统或过程，例如温度控制中的温度传感器测量的温度就是控制对象。
4. 什么是传感器？传感器是负责将控制对象的物理量转换为电信号的装置，它能够测量系统的各种输入和输出变量，并将其转化为控制系统可以处理的电信号。
5. 什么是执行器？执行器是控制系统中的一种装置，根据控制信号的指示，将电信号转换为能够对控制对象产生控制作用的物理量。
6. 什么是控制器？控制器是根据控制算法，接收传感器反馈信号并生成控制信号的装置，它根据输入信号和反馈信号进行计算和判断，并输出控制信号来实现对控制对象的控制。
7. 什么是反馈回路？反馈回路是控制系统中的一种回路结构，它将控制对象的输出信号经过传感器测量后，与期望值进行比较，将相差的量反馈给控制器，通过调节控制信号来消除误差，使系统达到稳定状态。
8. 自动控制中常用的控制策略有哪些？常用的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制和PID控制。
比例控制根据误差的大小进行比例放大输出控制信号；积分控制根据误差的累积进行调节；微分控制根据误差的变化率进行调节；PID控制则是将比例、积分和微分控制结合起来，综合考虑系统的稳态性、快速性和抗干扰性。
9. 自动控制的应用范围有哪些？自动控制广泛应用于各个领域，如工业自动化、航空航天、交通运输、电力系统、水利水电、化工过程控制、环境保护等。
它可以提高系统的稳定性、精确性和效率，减少人为操作的错误和工作负担。
10. 自动控制原理的发展趋势是什么？随着科技的进步和智能化的发展，自动控制原理将趋向于更加复杂、高效、智能化的方向发展。
自动控制原理简答题
自动控制原理简答题自动控制原理是指利用各种控制器和执行器，通过对被控对象进行测量、比较、运算和判断，对被控对象进行调节和控制的一种技术体系。
它是现代工业自动化技术的核心内容，也是现代信息技术和智能技术的基础。
自动控制原理主要包括控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的稳定性分析、控制系统的性能指标和控制系统的设计方法等内容。
控制系统的基本概念是自动控制原理的起点。
控制系统由输入、输出、控制器和被控对象组成。
输入是控制系统接受的外部命令或干扰信号，输出是控制系统产生的对被控对象的控制作用，控制器是控制系统的核心部分，它根据输入信号和输出信号之间的差异，通过控制被控对象的作用，使输出信号逼近输入信号。
被控对象是控制系统所要控制的对象，可以是机械系统、电气系统、液压系统等。
控制系统的数学模型是自动控制原理的重要内容。
数学模型是对控制系统的动态特性进行描述的数学方程，它可以用微分方程、差分方程、传递函数等形式表示。
通过数学模型，可以对控制系统的动态特性进行分析，从而设计出合适的控制器，使控制系统具有良好的动态性能。
控制系统的稳定性分析是自动控制原理的核心内容之一。
稳定性是控制系统的基本性能指标之一，它是指控制系统在受到外部干扰或参数扰动时，能够保持稳定的性能。
稳定性分析可以通过根轨迹法、频域法、状态空间法等方法进行，通过稳定性分析，可以确定控制系统的稳定性条件，从而设计出合适的控制器，使控制系统具有良好的稳定性。
控制系统的性能指标是自动控制原理的另一个重要内容。
性能指标是对控制系统性能进行评价的指标，包括超调量、调节时间、静态误差等。
通过性能指标的分析，可以对控制系统的性能进行评价，从而设计出合适的控制器，使控制系统具有良好的性能。
控制系统的设计方法是自动控制原理的最终目的。
设计方法是指根据控制系统的要求，确定控制系统的结构和参数，从而使控制系统具有良好的控制性能。
常用的设计方法包括比例积分微分（PID）控制器设计方法、根轨迹法设计方法、频域法设计方法等。
自动控制原理简答题
三.名詞解釋47、傳遞函數：傳遞函數是指在零初始條件下，系統輸出量の拉式變換與系統輸入量の拉式變換之比。
48、系統校正：為了使系統達到我們の要求，給系統加入特定の環節，使系統達到我們の要求，這個過程叫系統校正。
49、主導極點：如果系統閉環極點中有一個極點或者一對複數極點據虛軸最近且附近沒有其他閉環零點，則它在回應中起主導作用稱為主導極點。
50、香農定理：要求離散頻譜各分量不出現重疊,即要求採樣角頻率滿足如下關係： ωs ≥2ωmax 。
51、狀態轉移矩陣：()At t e φ=，描述系統從某一初始時刻向任一時刻の轉移。
52、峰值時間：系統輸出超過穩態值達到第一個峰值所需の時間為峰值時間。
53、動態結構圖：把系統中所有環節或者元件の傳遞函數填在系統原理方塊圖の方塊中，並把相應の輸入、輸出信號分別以拉氏變換來表示，從而得到の傳遞函數方塊圖就稱為動態結構圖。
54、根軌跡の漸近線：當開環極點數 n 大於開環零點數 m 時，系統有n-m 條根軌跡終止於 S 平面の無窮遠處，且它們交於實軸上の一點，這 n-m 條根軌跡變化趨向の直線叫做根軌跡の漸近線。
55、脈衝傳遞函數：零初始條件下，輸出離散時間信號のz 變換()C z 與輸入離散信號のz 變換()R z 之比，即()()()C z G z R z =。
56、Nyquist 判據（或者奈氏判據）：當ω由-∞變化到+∞時， Nyquist 曲線（極座標圖）逆時針包圍（-1，j0）點の圈數N ，等於系統G(s)H(s)位於s 右半平面の極點數P ，即N=P ，則閉環系統穩定；否則（N ≠P ）閉環系統不穩定，且閉環系統位於s 右半平面の極點數Z 為：Z=∣P-N ∣57、程式控制系統: 輸入信號是一個已知の函數，系統の控制過程按預定の程式進行，要求被控量能迅速準確地複現輸入，這樣の自動控制系統稱為程式控制系統。
58、穩態誤差：對單位負回饋系統，當時間t 趨於無窮大時，系統對輸入信號回應の實際值與期望值（即輸入量）之差の極限值，稱為穩態誤差，它反映系統複現輸入信號の（穩態）精度。
自动控制原理简答题要点
自动控制原理简答题要点集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#三.名词解释47、传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。
48、系统校正：为了使系统达到我们的要求，给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。
49、主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称为主导极点。
50、香农定理：要求离散频谱各分量不出现重叠,即要求采样角频率满足如下关系： ωs ≥2ωmax 。
51、状态转移矩阵：()At t e φ=，描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。
52、峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
53、动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示，从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。
54、根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。
55、脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的z 变换()R z 之比，即()()()C z G z R z =。
56、Nyquist 判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist 曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N ，等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ，即N=P ，则闭环系统稳定；否则（N ≠P ）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为：Z=∣P-N ∣57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统。
自动控制原理(简答题)
2010.1四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)30.微波炉控制系统属于哪一类控制系统?为什么?31.为什么运算放大器可视为一个无负载效应的环节。
32.在绘制根轨迹的幅角条件中， 表示什么?，33.设系统的状态方程为,x x 2001x x 211⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡••Y=[1-a b]x ，式中a ，b 为常数，当a ，b 取不同值时，试讨论系统的可观性。
2009.1030．电热油汀的温度控制为何种控制系统？为什么？31．试说明标准二阶系统的闭环频域指标谐振峰值Mr 和超调量p σ、调整时间ts 间的关系。
对控制系统来讲，Mr 的取值范围为多少比较合适？32．在何种情况下根轨迹没有出射角？33．已知线性定常连续系统⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=21321111112310020231u u x x x x ，该系统是否具有可控性？2009.130．励磁控制系统由哪几部分组成？31．试分析并画出一阶系统G(s)=1+Ts K在不同放大倍数K （K1<K2<K3）时的单位阶跃响应曲线。
32．试问闭环系统的截止频率ωb 愈大，时域响应曲线的峰值时间tp 和调整时间ts 愈大还是愈小？对系统动态性能有何影响？33．试画出一阶滞后环节11+Ts 的状态变量图，并说明状态变量图由哪几种图形符号组成。
2008.1030．试以电熨斗温度调节为例说明控制系统工作原理。
31．控制系统的数学模型通常有哪几种形式？32．为什么在控制系统分析中，常采用阶跃函数作为典型输入信号？33．在对数坐标图（Bode 图）中为什么ω轴采用对数坐标？2008.130．闭环控制系统有什么优缺点？31．开环系统对数幅频特性曲线的低频段、中频段各表征闭环系统什么性能？32．简述确定根轨迹与虚轴的交点的两种方法。
33．简述状态空间描述与传递函数描述的主要不同点。
自动控制原理简答题
自动控制原理简答题第一章1.自动控制系统是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体。
基本环节：控制对象：要进行控制的设备或对象。
执行机构：直接作用于被控对象，使被控对象达到所要求的数值。
检测装置：测量被控量。
给定环节：设定被控量的给定值。
比较环节：确定给定量与检测量的差别。
中间环节：将偏差信号转换成适于控制执行机构工作的信号。
2.开环系统：结构简单、输入输出一一对应、只有输入量对输出量产生控整理用、只有正想通道，不存在反向通道、没有抗干扰能力。
闭环系统：存在反向通道、有抗干扰能力。
3.暂态过程：系统由一个稳态过度到另一个稳态所经历的一段时间（即需要经历的一个过度过程）。
对一般系统：单调过程、衰减振荡过程、持续镇振荡过程或发散振荡过程。
一般情况下，在合理的结构和参数下，多属于衰减振荡过程。
4.略。
5.略。
第二章1.用来描述系统因果关系的数学表达式，称为系统的数学模型。
常见的有：微分方程传递函数状态方程传递矩阵结构框图信号流图2.（1）确定系统的输入量和输出量。
（2）奖系统分解为个环节，一次确定各环节的输入量与输出量，根据各环节的物理规律写出各环节的微分方程。
（3）消去中间变量，就可以求得系统的微分方程式。
3.小偏差线性化：泰勒展开取一阶。
也即在小偏差处用切线代替实际曲线。
适用于一般的连续非线性问题。
4.传递函数：在零初始条件下，系统输出量拉氏变换与输入量拉氏变换之比。
前提条件：零初始条件。
简单、方便、满足实际需求。
5.时间常数型、根的形式、多项式型。
阶数：传递函数中分母中S的最高阶次。
极点：传递函数中分母多项式的根。
零点：传递函数中分子多项式的根。
放大系数：时间常数型传递函数中的K。
6.典型环节：比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节、时滞环节。
7.不对，得根据阻尼系数而定。
8.动态结构图：将系统中所有环节用方框图表示，图中标明其传递函数，并且按照在系统中各环节之间的了解，将各方框图连接起来。
王建辉版自动控制原理 课后简答题
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。
王建辉版自动控制原理~课后简答题
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。
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三.名词解释47、传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。
48、系统校正：为了使系统达到我们的要求，给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。
49、主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用称为主导极点。
50、香农定理：要求离散频谱各分量不出现重叠,即要求采样角频率满足如下关系： ωs ≥2ωmax 。
51、状态转移矩阵：()At t e φ=，描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。
52、峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
53、动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示，从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。
54、根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。
55、脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的z 变换()R z 之比，即()()()C z G z R z =。
56、Nyquist 判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist 曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N ，等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ，即N=P ，则闭环系统稳定；否则（N ≠P ）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为：Z=∣P-N ∣57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统。
58、稳态误差：对单位负反馈系统，当时间t 趋于无穷大时，系统对输入信号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值，称为稳态误差，它反映系统复现输入信号的（稳态）精度。
59、尼柯尔斯图（Nichocls 图）：将对数幅频特性和对数相频特性画在一个图上，即以（度）为线性分度的横轴，以 l(ω)=20lgA(ω)（db ）为线性分度的纵轴，以ω为参变量绘制的φ(ω) 曲线，称为对数幅相频率特性，或称作尼柯尔斯图（Nichols 图）60、零阶保持器：零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节，它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻。
61、状态反馈设系统方程为,x Ax Bu y cx =+=，若对状态方程的输入量u 取u r Kx =-，则称状态反馈控制。
四.简答题62、常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？有以下三种：(1)机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰,(2)实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限,(3)以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构，实验测试法确定参数，发挥了各自的优点，克服了相应的缺点63、PD 属于什么性质的校正？它具有什么特点？超前校正。
可以提高系统的快速性，改善稳定性64、幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？|)()(|1`g g g jw H jw G K = , 。
180)()(-=∠g g jw H jw G 1|)()(| ),()(180)=∠+=c c c c c jw H jw G jw H jw G w 。
（γ65、典型的非线性特性有哪些？饱和特性、回环特性、死区特性、继电器特性66、举例说明什么是闭环系统？它具有什么特点？既有前项通道，又有反馈通道，输出信号对输入信号有影响，存在系统稳定性问题。
67.简要画出二阶系统特征根的位置与单位阶跃响应曲线之间的关系。
68、减小系统在给定信号或扰动信号作用下的稳态误差的方法主要有那些？①、保证系统中各环节（或元件）的参数具有一定的精度及线性性；②、适当增加开环增益或增大扰动作用前系统前向通道的增益；③、适当增加系统前向通道中积分环节的数目；④、采用前馈控制（或复合控制）。
69、连续控制系统或离散控制系统稳定的充分必要条件是什么？连续控制系统稳定的充分必要条件是闭环极点都位于S平面左侧；离散控制系统稳定的充分必要条件系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。
70、非线性系统和线性系统相比，有哪些特点?非线性系统的输入和输出之间不存在比例关系，也不适用叠加定理；非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关，而且也与它的初始信号的大小有关；非线性系统常常会产生自振荡。
71、自动控制系统的数学模型有哪些?自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。
72、定值控制系统、伺服控制系统各有什么特点？定值控制系统为给定值恒定，反馈信号和给定信号比较后控制输出信号；伺服控制系统为输入信号是时刻变化的，输入信号的变化以适应输出信号的变化。
73、从元件的功能分类，控制元件主要包括哪些类型的元件？控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。
74、对于最小相位系统而言，若采用频率特性法实现控制系统的动静态校正，静态校正的理论依据是什么？动校正的理论依据是什么？静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开换增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。
动校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。
75、在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些？分析内容有那些？常用的工程方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法；分析内容：瞬态性能、稳态性能、稳定性。
76、用状态空间分析法和用传递函数描述系统有何不同？传递函数用于单变量的线性定常系统，属于输入、输出的外部描述，着重于频域分析；状态空间法可描述多变量、非线性、时变系统，属于内部描述，使用时域分析。
1滞后超前串联校正改善系统性能的原因。
2惯性环节在什么条件下可以近似为比例环节。
3列举3种非线性系统与线性系统特性的不同之处。
4现实中，真实的系统都具有一定程度的非线性特性和时变特性，但是理论分析和设计经常采用线性时不变模型的原因。
5零阶保持器传递函数1()TsheG ss--=中是否包含积分环节？为什么？36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同? 举例说明。
37.一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数T ？其调整时间t s和时间常数T有何关系，为什么？38.什么是主导极点？主导极点起什么作用，请举例说明。
39.什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系?40.根轨迹的分支数如何判断？举例说明。
36.传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比，它通常不能表明系统的物理特性和物理结构，因此说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同。
（3分）举例说明(2分)略，答案不唯一。
37.常用的方法（两方法选1即可）：其单位阶跃响应曲线在0.632（2.5分）稳态值处，经过的时间t＝T（2.5分）；或在t＝0处曲线斜率k＝1/T，t s＝（3~4）T38.高阶系统中距离虚轴最近的极点，其附近没有零点，它的实部比其它极点的实部的1/5还小，称其为主导极点。
（2分）将高阶系统的主导极点分析出来，利用主导极点来分析系统，相当于降低了系统的阶数，给分析带来方便。
（2分）举例说明(1分)略，答案不唯一。
39.偏差信号：输入信号与反馈信号之差；（1.5分）误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。
（1.5分）两者间的关系：()()()s H s E s =ε，当()1=s H 时，()()s E s =ε（2分）40.根轨迹S 平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同（3分）。
举例说明(2分)略，答案不唯一。
36.开环控制系统：是没有输出反馈的一类控制系统。
其结构简单，价格低，易维修。
精度低、易受干扰。
（2.5分）闭环控制系统：又称为反馈控制系统，其结构复杂，价格高，不易维修。
但精度高，抗干扰能力强，动态特性好。
（2.5分）37.答案不唯一。
例如：即在系统的输入端加入一定幅值的正弦信号，系统稳定后的输入也是正弦信号，（2.5分）记录不同频率的输入、输出的幅值和相位，即可求得系统的频率特性。
（2.5分）38.0型系统的幅频特性曲线的首段高度为定值，20lgK 0（2分）1型系统的首段-20dB/dec ，斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1＝K 1（1.5分）2型系统的首段-40dB/dec ，斜率线或其延长线与横轴的交点坐标为ω1＝K 2（1.5分）39.根轨迹与虚轴相交，表示闭环极点中有极点位于虚轴上，即闭环特征方程有纯虚根，系统处于临界稳定状态，可利用此特性求解稳定临界值。
（3分） 举例，答案不唯一。
如求开环传递函数G(s)=K/(s(s+1)(s+2))的系统稳定时的K 值。
根据其根轨迹与虚轴相交的交点，得到0<K<6。
（2分）40.1)当控制系统的闭环极点在s 平面的左半部时，控制系统稳定；（1分）2)如要求系统快速性好，则闭环极点越是远离虚轴；如要求系统平稳性好，则复数极点最好设置在s 平面中与负实轴成±45︒夹角线以内；（1分）3)离虚轴的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；（1分）4)要求系统动态过程消失速度快，则应使闭环极点间的间距大，零点靠近极点。
即存5）在偶极子；（1分）5)如有主导极点的话，可利用主导极点来估算系统的性能指标。
（1分）36.开环控制系统和闭环控制系统的主要特点是什么？37.如何用实验方法求取系统的频率特性函数？38.伯德图中幅频特性曲线的首段和传递函数的型次有何关系？39.根轨迹与虚轴的交点有什么作用? 举例说明。
40.系统闭环零点、极点和性能指标的关系。
36. 1)各前向通路传递函数的乘积保持不变。
（2分）2)各回路传递函数的乘积保持不变。
（2分）举例说明(1分)略，答案不唯一。
37.其极坐标图为单位圆，随着ω从0→∞ 变化，其极坐标图顺时针沿单位圆转无穷多圈。
（2.5分）图略。
（2.5分）38.可采用以下途径：1)提高反馈通道的精度，避免引入干扰;（1.5分）2)在保证系统稳定的前提下，对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小。
对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小;（2分）3）采用复合控制对误差进行补偿。
（1.5分）39.开环不稳定的系统，其闭环只要满足稳定性条件，就是稳定的，否则就是不稳定的。
（3分）举例说明答案不唯一略。