文档“自动控制原理题目参考答案解析.doc”涵盖了自动控制系统的多个核心知识点,主要涉及系统类型、线性化、稳定性分析、控制器类型、性能指标、反馈控制、传递函数、频域分析以及系统设计等方面。
1. **闭环控制系统**,也称为反馈控制系统,是通过将输出信号反馈到输入端来调整系统行为的控制系统。
2. **传递函数**是线性系统中,当输入为单位脉冲函数时,输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。
3. **一阶系统的响应**,当输入为单位斜坡函数时,稳态误差与时间常数T成正比。
4. **线性化精度**与系统变量的偏移程度有关,意味着线性近似在变量远离平衡点时可能不准确。
5. **最小相位系统**的稳定性可以通过开环幅频特性判断,因为幅频特性反映了系统的相位和幅度特性。
6. **位置误差**通常指阶跃信号输入时,系统输出在期望值上的偏差。
7. **超前校正**通过增加相位提前,提高系统的稳定裕度,特别是在截止频率附近。
8. **二阶系统的稳定性**,当共轭复数极点位于±45度线上时,阻尼比为0.707,这是一个临界阻尼的情况。
9. **PID调节器**中的"P"代表比例控制,"I"代表积分,"D"代表微分。
10. **快速性**与闭环极点的位置有关,极点距离虚轴越远,系统响应速度越快。
11. **水箱水温控制系统**是典型的例子,其中水箱是受控对象,水温是被控量。
12. **控制方式**分为开环控制和闭环控制,前者无反馈,后者有反馈。含有测速发电机的电动机速度控制系统是开环控制。
13. **稳定性分析**,劳斯判据用于时域,奈氏判据用于频域。
14. **传递函数**定义在零初始条件下,输入的拉普拉斯变换与输出的拉普拉斯变换之比。
15. **开环幅频特性**和相频特性是系统性能的重要指标,幅频特性与调整时间有关,反映了系统的快速性。
16. **复合控制**包括基于输入和扰动的前馈复合控制。
17. **信号流图**由节点和支路构成,用于描述系统内部的信号关系。
18. **二阶衰减振荡系统**的阻尼比ξ在(0,1)范围内,表示系统的稳定振荡。
19. **PI控制器**结合了比例和积分作用,可以改善系统性能。
20. **最小相位系统**的定义是系统在S右半平面没有开环零点和开环极点。
21. **自动控制系统性能**要求包括稳定性、快速性和准确性。
22. **根轨迹**的相角条件和模值条件是确定其分布的关键。
23. **一阶系统和二阶系统**的标准传递函数形式在教科书中通常能找到。
24. **稳定性分析**方法包括劳斯判据、根轨迹法和奈氏判据。
25. **控制系统数学模型**基于系统结构和参数,不受外作用和初始条件的影响。
26. **对数幅频特性**的斜率与系统响应的速度有关,而幅角原理用于分析稳定性。
27. **奈奎斯特判据**中,Z表示零点个数,P表示极点个数,R则与系统稳定性相关。
28. **二阶系统的单位阶跃响应**涉及到调节时间和超调量。
29. **PI控制规律**和PID控制规律的时域和传递函数表达式描述了控制器如何影响系统响应。
这些知识点构成了自动控制原理的基础,并为理解和设计自动控制系统提供了关键概念。通过深入学习这些内容,可以有效地解决实际工程中的控制问题。