控制理论实验在线作业

【控制理论实验在线作业知识点详解】 1. 闭环系统与开环系统的区别：闭环系统的主要特点是存在反馈机制，能够根据输出结果调整输入，以达到期望的控制效果，而开环系统则没有这种反馈机制。 2. 控制系统分析的三个方面：稳定性、动态性能和稳态精度。稳定性指系统在扰动下能否保持稳定工作；动态性能关注系统响应速度和过渡过程；稳态精度是指系统在长时间运行后能否达到期望的输出。 3. 调速系统的方框图和反馈连线方式：画出系统框图有助于理解系统的构成和信号流动路径，正确反馈连线方式对实现期望控制至关重要。 4. 有差系统与无差系统的区分：在恒值输入条件下，如果系统最终输出不能精确保持在设定值，则为有差系统；反之，如果输出可以稳定在设定值，则为无差系统。 5. 电压调节系统的分析：负载变化时，有差系统输出电压会偏离设定值，而无差系统则能维持设定电压不变。 6. 控制系统的基本形式：开环控制系统和闭环控制系统。开环系统依赖于预设的输入，而闭环系统则依赖于反馈信息进行调整。 7. 负正反馈定义：负反馈是将系统输出的一部分以相反方向引入系统，以减少误差，正反馈则是增强输出，可能导致系统不稳定。 8. 线性控制系统的定义：如果系统的输入和输出关系保持线性，不随时间变化，且不存在非线性组件，则称为线性控制系统。 9. 连续控制系统的定义：当系统内部信号是连续的，时间上没有间断，即采样周期无限小，称为连续控制系统。 10. 离散控制系统的定义：如果系统内部信号在时间上是离散的，通过采样处理，称为离散控制系统。 第二章： 1. 微分方程的建立：基于物理模型，可以建立系统的动态方程，描述输入与输出之间的关系。 2. 相似系统：力学系统和电路系统可以通过转换得到相同的数学模型，说明它们在动态特性上有相似性。 3. 线性化方程：在系统工作点附近进行泰勒展开，保留一阶项，可得线性化方程。 4. 象函数求解：象函数分析是控制理论中处理系统动态特性的工具，用于求解系统动态响应。 5. 拉氏变换及其逆变换：拉氏变换用于将微分方程转换为代数方程，便于分析系统。 6. 传递函数与脉冲响应：传递函数描述了系统输入与输出的频率域关系，脉冲响应是输入为单位阶跃时系统的输出。 7. 系统输出的计算：已知传递函数和初始条件，可以求解系统在特定输入下的输出。 8. 有源网络传递函数的求解：分析网络结构，利用基尔霍夫定律和欧姆定律，可以求出网络的传递函数。 9. 位置随动系统的分析：包括电位器传递函数、放大器放大系数的计算，以及系统闭环传递函数的求解。 10. 飞机俯仰角控制系统的闭环传递函数：基于系统结构图，可以推导出闭环传递函数。 11. 系统结构图绘制与闭环传递函数求解：根据系统方程，构建结构图并简化，求解闭环传递函数。 12. 结构图等效化简：通过结构图的合并和简化，可以求得系统的传递函数。 13. 输入信号时系统的输出：给定输入和系统状态，计算输出响应。 14. 信号流图绘制与结构图转换：信号流图是描述系统结构的另一种工具，可以转化为结构图并求解闭环传递函数。 15. 梅逊增益公式应用：用于计算复杂结构图的闭环传递函数。 16. 传递函数的求解：利用梅逊增益公式，可以求解具有多个反馈路径的系统传递函数。 17. 闭环传递函数的计算：给定系统结构，应用梅逊增益公式求解。 18. 干扰信号的传递函数：考虑输入信号和干扰信号，求解系统的输出响应。 19. 静态误差与输出响应：给定初始条件和系统特性，计算系统在特定输入下的静态误差和输出响应。 20. 系统微分方程和传递函数：根据系统结构，建立微分方程并求解传递函数。 第三章： 1. 二阶系统性能指标：单位阶跃响应的上升时间tr、峰值时间tm、超调量δ%、稳定时间ts和振荡次数N，都是评价系统性能的重要参数。 2. 开环传递函数与性能指标：根据开环传递函数，可以计算系统的响应特性，如峰值时间、超调量和调节时间。 3. 系统设计：通过设定超调量和峰值时间，反推出系统参数K和τ的值。 4. 性能指标的调整：通过改变τ，可以调整系统在不同条件下的性能指标。 以上知识点涵盖了控制理论实验中涉及的系统分析、动态性能评估、传递函数计算等多个重要概念和方法，这些都是理解和设计控制系统的基石。