第一篇：自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)電路圖總結(jié)

觀察比例、慣性、積分、微分、比例+積分（PI）、比例+微分（PD）環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)，并測(cè)量相應(yīng)的參數(shù)。

（1）比例環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示。

G（S）= ?R2/R1

（2）慣性環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示，G（S）= ? K/TS+1

K=R2/R1，T=R2C

（3）積分環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示。

G（S）=1/TS T=RC

（4）微分環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示。，G（S）= ?TS T=RC

（5）比例+微分環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示。（未標(biāo)明的C=0.01uf）

G（S）= ?K（TS+1）K=R2/R1，T=R2C

（6）比例+積分環(huán)節(jié)的模擬電路如下圖所示。

G（S）=K（1+1/TS）K=R2/R1，T=R2C

二階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖4-1所示。

圖4-1 二階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

1/T2C(s)?其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：?(s)? R(s)s2?(K/T)s?1/T2其中：?n=1/T；，?=K/2

圖4-3 二階系統(tǒng)模擬電路

其中，T=RC，K=R2/R1。由原理得：?n=1/T=1/RC；?=K/2=R2/2R1。改變比值R2/R1，可以改變二階系統(tǒng)的阻尼比。改變RC值可以改變無阻尼自然頻率?n。

取R1=200K，R2=100K?和200K?，可得實(shí)驗(yàn)所需的阻尼比。電阻R取100K?，電容C分別取1?f和0.1?f,可得兩個(gè)無阻尼自然頻率?n。

(1)典型二階系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖6-2所示。相應(yīng)的模擬電路圖如圖6-3所示。

圖6-2 系統(tǒng)模擬電路圖

圖 6-3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(2)系統(tǒng)傳遞函數(shù)

取R3=500k?，則系統(tǒng)傳遞函數(shù)為

G(s)?U2500 ?2U1s?10s?500若輸入信號(hào)u1(t)?U1sin?t，則在穩(wěn)態(tài)時(shí)，其輸出信號(hào)為

u2(t)?U2sin(?t??)

改變輸入信號(hào)角頻率?值，便可測(cè)得二組U2/U1和?隨?變化的數(shù)值，這個(gè)變化規(guī)律就是系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。

第二篇：自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)說明書 2012

自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)說明書

實(shí)驗(yàn)的目的：學(xué)習(xí)掌握直流電動(dòng)機(jī)速度控制的原理、方法，通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)控制理論的理解；學(xué)習(xí)掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合的常用方法。

一、實(shí)驗(yàn)裝置說明

1)調(diào)速原理：

由于電動(dòng)機(jī)電樞線圈有內(nèi)阻存在，當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化時(shí)使電樞兩端實(shí)際電壓也產(chǎn)生變化，這樣就使轉(zhuǎn)速變化。經(jīng)過推證可以得到下面兩條結(jié)論：

1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載恒定時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞兩端電壓成線性關(guān)系。

2)轉(zhuǎn)速n隨轉(zhuǎn)矩Tem的增大而降低，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞電壓改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速給定信號(hào)由一個(gè)兩端接正負(fù)12V的電位器構(gòu)成。通過調(diào)節(jié)電位器滑動(dòng)端位置改變加到電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電壓值，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

定義電動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正轉(zhuǎn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電位器滑動(dòng)端的位置，可以控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速。電位器滑動(dòng)端輸出正電壓時(shí)使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，輸出負(fù)電壓時(shí)使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

電動(dòng)機(jī)負(fù)載變動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響：實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過給慣性盤加摩擦力改變電動(dòng)機(jī)負(fù)載，如調(diào)速性不好電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化有明顯變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察負(fù)載電流（電流取樣電阻上的電壓）及轉(zhuǎn)速（測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出）變化。

2)實(shí)驗(yàn)裝置

圖一機(jī)械裝置示意圖

為了實(shí)驗(yàn)方便，實(shí)驗(yàn)裝置由兩部分組成：

一個(gè)是機(jī)械裝置，用于固定直流電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)以及慣性盤部件，其直觀圖如圖一

所示。

另一個(gè)是功率模塊，它與外部電路的接口

由電源輸入端子和信號(hào)輸入輸出端子組成。其

原理圖如圖二所示。其中J1為功率模塊電源

輸入端子，J2為信號(hào)輸入輸出端子，J4為功

率輸出到電動(dòng)機(jī)的端子。模塊中的電阻R2為

電流取樣電阻，在按電流補(bǔ)償開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)時(shí)

用到。功率驅(qū)動(dòng)模塊固定在機(jī)械裝置的底座上。圖二 電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路原理

電流取樣

二、開環(huán)實(shí)驗(yàn)

TDA2030A是功率放大器，其輸出能夠直接驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。開環(huán)增益通過運(yùn)算放大器LM347構(gòu)成的反

相放大器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1)2)3)4)

三、直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開環(huán)按擾動(dòng)補(bǔ)償控制實(shí)驗(yàn)（選做）

1、原理：通過電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流取樣電阻獲得電動(dòng)機(jī)電樞電流信號(hào)。將該信號(hào)經(jīng)放大反饋至輸入端，形成一個(gè)按電流補(bǔ)償?shù)碾娐贰?/p>

設(shè)功率放大器輸出電阻為零，電動(dòng)機(jī)電樞電阻值Ra，取樣電阻阻值為4.3Ω。

2、實(shí)驗(yàn)要求：

1)分析按電流補(bǔ)償?shù)脑?，設(shè)計(jì)按電流補(bǔ)償?shù)目刂齐娐贰?)計(jì)算所設(shè)計(jì)電路的參數(shù)。

3)觀察按電流補(bǔ)償控制系統(tǒng)抗負(fù)載干擾的能力，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4)調(diào)節(jié)電流取樣放大電路的放大倍數(shù)，觀察電機(jī)抭負(fù)載電流能力變化。5)根據(jù)以上要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟。

3、推薦電路如下：

四、1、0型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

用測(cè)速發(fā)電機(jī)作速度反饋，形成轉(zhuǎn)速閉環(huán)結(jié)構(gòu)。此時(shí)系統(tǒng)無積分環(huán)節(jié)，為0型系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)要求：

1)設(shè)計(jì)0型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)電路，要求能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)開環(huán)增益，計(jì)算電路參數(shù)，并說明計(jì)算

方法。2)讓系統(tǒng)形成負(fù)反饋，調(diào)節(jié)開環(huán)增益，觀察電動(dòng)機(jī)響應(yīng)。得到系統(tǒng)最大穩(wěn)定工作時(shí)的開環(huán)增益值。3)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，改變電動(dòng)機(jī)負(fù)載，觀察負(fù)載變化對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響。由于所選電動(dòng)機(jī)額定力矩較小，因此所施加在慣性盤上的力不能太大。為了便于觀察轉(zhuǎn)速的變化，可以用電壓表測(cè)量測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓。

4)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，觀察A、B點(diǎn)電壓，看是否相等，為什么？調(diào)節(jié)輸入電壓大小，觀察A、B間電壓

差異變化。5)根據(jù)以上要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟。

圖四 按電流補(bǔ)償控制系統(tǒng)參考電路

直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

50k

圖五 0型控制系統(tǒng)參考電路

2、I型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

在控制系統(tǒng)前向通道中增加一積分環(huán)節(jié)構(gòu)成I型控制系統(tǒng)，用測(cè)速發(fā)電機(jī)作速度反饋，形成轉(zhuǎn)速閉環(huán)結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)要求：

1)設(shè)計(jì)I型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)電路，要求能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)開環(huán)增益，計(jì)算電路參數(shù)，并說明計(jì)算方法。

2)讓系統(tǒng)形成負(fù)反饋，調(diào)節(jié)開環(huán)增益，觀察電動(dòng)機(jī)響應(yīng)。得到系統(tǒng)最大穩(wěn)定工作時(shí)的開環(huán)增益值，并記錄此時(shí)的開環(huán)增益。3)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，改變電動(dòng)機(jī)負(fù)載，觀察負(fù)載變化對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響。由于所選電動(dòng)機(jī)額定力矩較小，因此所施加在慣性盤上的力不能太大。為了便于觀察轉(zhuǎn)速的變化，可以用電壓表測(cè)量測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓。

4)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，觀察A、B點(diǎn)電壓，看是否相等，為什么？調(diào)節(jié)輸入電壓大小，觀察A、B間電壓差異變化，與0型系統(tǒng)進(jìn)行比較。5)根據(jù)以上要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟。

圖六 I型控制系統(tǒng)參考電路

五、I型控制系統(tǒng)校正實(shí)驗(yàn)（提高部分，選做）

在I型控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)開環(huán)增益變大時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩（不穩(wěn)定），在保證系統(tǒng)為I型系統(tǒng)的前提下，試引入校正技術(shù)，使得I型控制系統(tǒng)的開環(huán)增益增大。1)試設(shè)計(jì)控制電路，說明電路原理。2)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出實(shí)驗(yàn)步驟。

（由電被控對(duì)象的傳遞函數(shù)未知，可根據(jù)I型控制系統(tǒng)結(jié)果估算，進(jìn)行大致校正即可，可有PI校正，或在I型控制基礎(chǔ)上采用第6章知識(shí)設(shè)計(jì)校正環(huán)節(jié)）

圖七校正實(shí)驗(yàn)電路示意圖

總要求：

1)做開環(huán)控制(二)和閉環(huán)控制(四)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，其他選做。

2)兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，自由組合。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：六層測(cè)控技術(shù)與傳感器實(shí)驗(yàn)室（603），請(qǐng)班長(zhǎng)聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室老師預(yù)訂時(shí)間并通知任課教師。

3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)電路報(bào)告交實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)老師和任課教師各一份。

2012年12月

第三篇：自動(dòng)控制原理總結(jié)報(bào)告

自動(dòng)控制原理總結(jié)報(bào)告

專 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 09自動(dòng)化<1>班 姓 名 學(xué) 號(hào)

完成 時(shí)間

自動(dòng)控制原理總結(jié)報(bào)告

摘要: 本學(xué)期我們學(xué)習(xí)了自動(dòng)控制原理的前前8章，重點(diǎn)介紹了前6章，離散系統(tǒng)的分析與線性系統(tǒng)類似。自動(dòng)控制技術(shù)所取得的成就和起到的作用給各行各業(yè)的人們留下了深刻的印象。從最初的機(jī)械轉(zhuǎn)速、位移的控制到工業(yè)過程中對(duì)溫度、壓力、流量、物位的控制，從遠(yuǎn)洋巨輪到深水潛艇的控制，而今的數(shù)控機(jī)床，汽車工業(yè)，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用幾乎無處不在。關(guān)鍵是自動(dòng)控制理論和技術(shù)已經(jīng)介入到了電氣、機(jī)械、航空、化工、核反應(yīng)等諸多的學(xué)科和領(lǐng)域。所以越來越多的工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者開始了解和關(guān)注自動(dòng)控制的知識(shí)。關(guān)鍵字：控制 方法 發(fā)展 正文:

一、自動(dòng)控制理論的分析方法：（1）時(shí)域分析法；（2）頻率法；（3）根軌跡法；（4）狀態(tài)空間方法；（5）離散系統(tǒng)分析方法；（6）非線性分析方法

系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(1)解析表達(dá)：微分方程；差分方程；傳遞函數(shù)；脈沖傳遞函數(shù)；頻率特性；脈沖響應(yīng)函數(shù)；階躍響應(yīng)函數(shù)(2)圖形表達(dá)：動(dòng)態(tài)方框圖（結(jié)構(gòu)圖）；信號(hào)流圖；零極點(diǎn)分布；頻率響應(yīng)曲線；單位階躍響應(yīng)曲線

自動(dòng)控制原理基礎(chǔ)系列課程內(nèi)容體系具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、先進(jìn)性、實(shí)用性，對(duì)課程體系進(jìn)行了改革確立了以系統(tǒng)分析、系統(tǒng)建模、系統(tǒng)綜合為自動(dòng)控制原理課程的主線構(gòu)建了由時(shí)域分析、復(fù)域分析、頻域分析、系統(tǒng)校正4個(gè)模塊構(gòu)成的知識(shí)體系。

從課程的體系出發(fā)以系統(tǒng)建模→系統(tǒng)分析→綜合設(shè)計(jì)作為課程主線。數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)內(nèi)部各物理量或變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式建立一個(gè)合理的模型是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的前提。從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模加深對(duì)這方面內(nèi)容的理解。例如可用船舶上的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為例通過建立它的微分方程、傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流圖這些不同的數(shù)學(xué)模型來建立各模型的聯(lián)系。

系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)這部分的內(nèi)容主要包括時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法是控制理論的重點(diǎn)。在控制系統(tǒng)中穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性是對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求也是衡量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)控制系統(tǒng)不同的分析問題方法都是緊緊圍繞這三個(gè)方面展開的。只要抓住這個(gè)特點(diǎn)就抓住了系統(tǒng)分析的關(guān)鍵有助于加深對(duì)不同方法的理解。例如以我軍某軍艦上的雷達(dá)定位系統(tǒng)為例假設(shè)給定目標(biāo)信號(hào)要求設(shè)計(jì)控制器使系統(tǒng)在給定輸入下跟蹤指定目標(biāo)最小且抗干擾性最好。這些生動(dòng)的工程實(shí)例大大激發(fā)了我的興趣使我感受到了控制理論的魅力深刻理解了

結(jié)合控制理論的發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容近年來控制理論得到了蓬勃發(fā)展特別在非線性控制、分布參數(shù)控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制、智能控制等方向上取得了重要進(jìn)展。例如每章結(jié)束后都開設(shè)一個(gè)專題介紹本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)這種方法擴(kuò)大了我們的知識(shí)面培養(yǎng)了我們探索科學(xué)技術(shù)的興趣。結(jié)合船舶電氣的發(fā)展而言近幾年來隨著電力、電子、控制技術(shù)、通訊及信息技術(shù)等的不斷發(fā)展及其在船舶上的廣泛應(yīng)用船舶電氣自動(dòng)化程度大大地提高。新一代大功率半導(dǎo)體電力電子器件在材料、理論、機(jī)理、制造工藝和應(yīng)用技術(shù)等方面的研究開發(fā)取得了突破性的進(jìn)展船舶設(shè)備進(jìn)一步向高可靠、節(jié)能型方向發(fā)展對(duì)船舶電力推進(jìn)和輔機(jī)電力拖動(dòng)技術(shù)帶來重大變革可編程序控制器和單片機(jī)已逐漸發(fā)展成為船舶控制中的一種普遍控制方式。自動(dòng)控制原理課程雖然是電專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課程但是一般學(xué)時(shí)安排也不十分充裕。要想在有限的時(shí)間內(nèi)把這門理論性和工程應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程學(xué)好必須認(rèn)真的學(xué)習(xí)。例如在課程緒論部分通過與專業(yè)相關(guān)的典型示例引出控制、開環(huán)控制、閉環(huán)控制以及反饋等基本概念使我們認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本課程的重要性并對(duì)控制理論在專業(yè)發(fā)展的作用有了一定的了解。

二、控制未來發(fā)展

1.智能控制(Intelligent Control)智能控制是人工智能和自動(dòng)控制的結(jié)合物,是一類無需人的干預(yù)就能夠獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器,實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動(dòng)控制。智能控制的注意力并不放在對(duì)數(shù)學(xué)公式的表達(dá)、計(jì)算和處理上,而放在對(duì)任務(wù)和模型的描述,符號(hào)和環(huán)境的識(shí)別以及知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)上。智能控制用于生產(chǎn)過程,讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模仿專家或熟練操作人員的經(jīng)驗(yàn),建立起以知識(shí)為基礎(chǔ)的廣義模型,采用符號(hào)信息處理、啟發(fā)式程序設(shè)計(jì)、知識(shí)表示和自學(xué)習(xí)、推理與決策等智能化技術(shù),對(duì)外界環(huán)境和系統(tǒng)過程進(jìn)行理解、判斷、預(yù)測(cè)和規(guī)劃,使被控對(duì)象按一定要求達(dá)到預(yù)定的目的。智能控制的理論基礎(chǔ)是人工智能,控制論,運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的交叉。2.非線性控制(Nonlinear Control)非線性控制是復(fù)雜控制理論中一個(gè)重要的基本問題,也是一個(gè)難點(diǎn)課題,它的發(fā)展幾乎與線性系統(tǒng)平行。非線性系統(tǒng)的發(fā)展,數(shù)學(xué)工具是一個(gè)相當(dāng)困難的問題,泰勒級(jí)數(shù)展開對(duì)有些情況是不能適用的。古典理論中的“相平面”法只適用于二階系統(tǒng),適用于含有一個(gè)非線性元件的高階系統(tǒng)的“描述函數(shù)”法也是一種近似方法。由于非線性系統(tǒng)的研究缺乏系統(tǒng)的、一般性的理論及方法,于是綜合方法得到較大的發(fā)展。

3.自適應(yīng)控制(Adaptive Control)自適應(yīng)控制系統(tǒng)通過不斷地測(cè)量系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)、輸出或性能參數(shù),逐漸了解和掌握對(duì)象,然后根據(jù)所得的信息按一定的設(shè)計(jì)方法,作出決策去更新控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)以適應(yīng)環(huán)境的變化,達(dá)到所要求的控制性能指標(biāo)。4.魯棒控制(Robust Control)過程控制中面臨的一個(gè)重要問題就是模型不確定性,魯棒控制主要解決模型的不確定性問題,但在處理方法上與自適應(yīng)控制有所不同。自適應(yīng)控制的基本思想是進(jìn)行模型參數(shù)的辯識(shí),進(jìn)而設(shè)計(jì)控制器。控制器參數(shù)的調(diào)整依賴于模型參數(shù)的更新,不能預(yù)先把可能出現(xiàn)的不確定性考慮進(jìn)去。而魯棒控制在設(shè)計(jì)控制器時(shí)盡量利用不確定性信息來設(shè)計(jì)一個(gè)控制器,使得不確定參數(shù)出現(xiàn)時(shí)仍能滿足性能指標(biāo)要求。

魯棒控制認(rèn)為系統(tǒng)的不確定性可用模型集來描述,系統(tǒng)的模型并不唯一,可以是模型集里的任一元素,但在所設(shè)計(jì)的控制器下,都能使模型集里的元素滿足要求。魯棒控制的一個(gè)主要問題就是魯棒穩(wěn)定性。5.模糊控制(Fuzzy Control)模糊控制借助模糊數(shù)學(xué)模擬人的思維方法,將工藝操作人員的經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié),運(yùn)用語(yǔ)言變量和模糊邏輯理論進(jìn)行推理和決策,對(duì)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行控制。模糊控制既不是指被控過程是模糊的,也不意味控制器是不確定的,它是表示知識(shí)和概念上的模糊性,它完成的工作是完全確定的。

1974年英國(guó)工程師E.H.Mamdam首次把Fuzzy集合理論用于鍋爐和蒸氣機(jī)的控制以來,開辟了Fuzzy控制的新領(lǐng)域,特別是對(duì)于大時(shí)滯、非線性等難以建立精確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng),通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊控制往往能取得很好的結(jié)果。6.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制(Neural Network Control)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由所謂神經(jīng)元的簡(jiǎn)單單元按并行結(jié)構(gòu)經(jīng)過可調(diào)的連接權(quán)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的種類很多,控制中常用的有多層前向BP網(wǎng)絡(luò),RBF網(wǎng)絡(luò),Hopfield網(wǎng)絡(luò)以及自適應(yīng)共振理論模型(ART)等。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制就是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種工具從機(jī)理上對(duì)人腦進(jìn)行簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模擬的新型控制和辨識(shí)方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中可充當(dāng)對(duì)象的模型,還可充當(dāng)控制器

7.實(shí)時(shí)專家控制(Real Time Expert Control)專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng),它應(yīng)用人工智能技術(shù),根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序最本質(zhì)的區(qū)別在于:專家系統(tǒng)所要解決的問題一般沒有算法解,并且往往要在不完全、不精確或不確定的信息基礎(chǔ)上作出結(jié)論。

實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)應(yīng)用模糊邏輯控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,融進(jìn)專家系統(tǒng)自適應(yīng)地管理一個(gè)客體或過程的全面行為,自動(dòng)采集生產(chǎn)過程變量,解釋控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀況,預(yù)測(cè)過程的未來行為,診斷可能發(fā)生的問題,不斷修正和執(zhí)行控制計(jì)劃。實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)具有啟發(fā)性、透明性、靈活性等特點(diǎn),目前已經(jīng)在航天試驗(yàn)指揮、工業(yè)爐窯的控制、高爐爐熱診斷中得到廣泛應(yīng)用。目前需要進(jìn)一步研究的問題是如何用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言來描述人類長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),提高聯(lián)想化記憶和自學(xué)習(xí)能力。8.定性控制(Qualitative Control)定性控制是指系統(tǒng)的狀態(tài)變量為定性量時(shí)(其值不是某一精確值而只知其處于某一范圍內(nèi)),應(yīng)用定性推理對(duì)系統(tǒng)施加控制變量使系統(tǒng)在某一期望范圍。定性控制與模糊控制的區(qū)別:模糊控制不需建模,其控制律憑經(jīng)驗(yàn)或算法調(diào)整,而定性控制基于定性模型,控制規(guī)則基于對(duì)系統(tǒng)的定性分析;模糊控制是基于狀態(tài)的精確測(cè)量值,而定性控制基于狀態(tài)的定性測(cè)量值。

定性控制面臨的問題:發(fā)展定性數(shù)學(xué)理論,改進(jìn)定性推理方法,注重定性和定量知識(shí)的結(jié)合;研究定性建模方法,定性控制方法;加強(qiáng)定性控制應(yīng)用領(lǐng)域的研究。9.預(yù)測(cè)控制(Predictive Control)預(yù)測(cè)控制是在工業(yè)實(shí)踐過程中獨(dú)立發(fā)展起來的一種新型控制方法,它不僅適用于工業(yè)過程這種“慢過程”的控制,也能適用于快速跟蹤的伺服系統(tǒng)這種“快過程”控制。目前實(shí)用的預(yù)測(cè)控制方法有動(dòng)態(tài)矩陣控制(DMC),模型算法控制(MAC),廣義預(yù)測(cè)控制(GPC),模型預(yù)測(cè)啟發(fā)控制(MPHC)以及預(yù)測(cè)函數(shù)控制(PFC)等。這

最近有人提出一種新的基于主導(dǎo)內(nèi)模概念的預(yù)測(cè)控制方法:結(jié)構(gòu)對(duì)外來激勵(lì)的響應(yīng)主要由其本身的模態(tài)所決定,即結(jié)構(gòu)只對(duì)激勵(lì)信息中與其起主導(dǎo)作用的幾個(gè)主要自振頻率相接近的頻率成分有較大的響應(yīng)。目前利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行在線辨識(shí),然后用廣義預(yù)測(cè)控制規(guī)律進(jìn)行控制得到較多重視。

預(yù)測(cè)控制目前存在的問題是預(yù)測(cè)精度不高;反饋校正方法單調(diào);滾動(dòng)優(yōu)化策略少;對(duì)任意的一般系統(tǒng),其穩(wěn)定性和魯棒性分析較難進(jìn)行;參數(shù)調(diào)整的總體規(guī)則雖然比較明確,但對(duì)不同類型的系統(tǒng)的具體調(diào)整方法仍有待進(jìn)一步總結(jié)。10.分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System)分布式控制系統(tǒng)又稱集散控制系統(tǒng),是70年代中期發(fā)展起來的新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它融合了控制技術(shù)(Control),計(jì)算機(jī)技術(shù)(Computer),通信技術(shù)(Communication),圖像顯示技術(shù)(CRT)的“4C”技術(shù),形成了以微處理器為核心的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制和管理。

既打破了常規(guī)控制儀表功能的局限,又較好地解決了早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于信息、管理過于集中帶來的危險(xiǎn),而且還有大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、處理的功能以及較強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信能力。

分布式控制系統(tǒng)既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算法靈活,精度高的優(yōu)點(diǎn),又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠,維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。它的主要特點(diǎn)是:真正實(shí)現(xiàn)了分散控制;具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性;較強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信能力;友好而豐富的人機(jī)聯(lián)系以及極高的可靠性。

總結(jié)：通過這一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我對(duì)自動(dòng)控制原理這門課有了深刻的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在能夠簡(jiǎn)單的分析一些問題了，過程實(shí)驗(yàn)給我們很大的提高。雖然現(xiàn)在還不知道未來要從事什么行業(yè)，但不管怎樣要學(xué)好當(dāng)前的每門課?；A(chǔ)一定要打好。

第四篇：自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

北京交通大學(xué)

自動(dòng)控制原理研究性學(xué)習(xí)報(bào)告

——基于MATLAB軟件的系統(tǒng)建模分析與校正

譚堃15221309 田斌15221310 努爾夏提15221305 張雪程13222028

摘要

本文利用MATLAB軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)建模、分析與設(shè)計(jì)、仿真的方法。它能夠直觀、快速地分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、和穩(wěn)態(tài)性能。并且能夠靈活的改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)通過快速、直觀的仿真達(dá)到系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：MATLAB，自動(dòng)控制，系統(tǒng)仿真

1.主要任務(wù)

單位負(fù)反饋隨動(dòng)系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為

G(s)=4K/s(s+2)

1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達(dá)到下列指標(biāo)：（1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv＝20s-1；（2）相位裕量γ≥50°（3）幅值裕量Kg≥10dB。

4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。

5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計(jì)算校正后系統(tǒng)的穿越頻率ωc、相位裕量γ。

6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進(jìn)行分析。

2.理論分析

（1）確定K值

Kv=limsWk =2k=20 所以K = 10（2）校正前系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖實(shí)線所示。

由A(wc)=20/[wc√(1+(wc/2)^2]=1;

得wc≈6.32；

γ(wc)=180?+?(wc)=90?-72.4?=17.6?

可見相位裕量并不滿足要求，為不影響低頻段特性和改善暫態(tài)響應(yīng)性能，采用引前矯正。

（3）設(shè)計(jì)串聯(lián)微分校正裝置：

微分校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為

Wc(s)=(Tds+1)/[(Tds/γd)+1);最大相位移為

?max=arcsin[(rd-1)/(rd+1)] 根據(jù)系統(tǒng)相位裕量γ(wc)≥50?的要求，微分矯正環(huán)節(jié)最大相位移為

?max≥50?-17.6?=32.4?

考慮Wc’≥Wc,原系統(tǒng)相角位移將更負(fù)些，故?max將更大些，取?max=40?，即有

Sin40?=(γd-1)/(γd+1)=0.64解得γd=4.6 設(shè)校正后的系統(tǒng)穿越頻率Wc’為矯正裝置兩交接頻率w1與w2的幾何中點(diǎn)。即

Wc’=√w1w2=w1√rd 若認(rèn)為Wc’/w1>>1,Wc’/w2<<1,則得

A(wc’)=1≈20wc’/(wc^2/2)解得w1≈4.32;w2≈19.87;wc’≈9.26。所以校正裝置的傳遞函數(shù)為

Wc(s)=(s/4.32+1)/[(s/19.87)+1);（4）驗(yàn)算校正后系統(tǒng)指標(biāo)

Wk’(s)=20(s/4.32+1)/[s(s/2+1)(s/19.87+1)] 同理，代入數(shù)值得校正裝置的相位裕量為γ(wc’)=52.4? 另?(wj)=-180?,可得出系統(tǒng)穿越頻率wj→∞;所以一定滿足

GM=20lg[1/（wk’(jwj)]≥10dB(三)MATLAB仿真

(1)時(shí)域分析

1.校正前系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)曲線如圖：

-圖1 系統(tǒng)單位階躍相應(yīng)

計(jì)算結(jié)果：

pos(超調(diào)量)=60.46%、、tp(峰值時(shí)間)= 0.5s、tr(上升時(shí)間)=1.8s，ts(調(diào)節(jié)時(shí)間)=3.7s 由圖可知：校正前系統(tǒng)的的調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，超調(diào)量過大。

3.校正后系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)曲線如圖

圖2系統(tǒng)單位階躍相應(yīng)

計(jì)算結(jié)果：

pos(超調(diào)量)=15.88%、、tp(峰值時(shí)間)= 0.3s、tr(上升時(shí)間)=0.2s，ts(調(diào)節(jié)時(shí)間)=0.6s

系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與校正前相比有較大改善。該系統(tǒng)依然穩(wěn)定，而且反應(yīng)更加快速，應(yīng)采用。

(2)根軌跡

校正前系統(tǒng)的根軌跡如圖

校正后系統(tǒng)的根軌跡如圖：

校正前后根軌跡對(duì)比

(3)對(duì)數(shù)頻率特性

校正前系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖實(shí)線所示：

圖1 系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線

相位裕量γ=17.6

穿越頻率=6.32rad/s微分校正環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性如圖所示：

校正后系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖所示：

相位裕量γ=52.4穿越頻率=9.26rad/s

對(duì)比圖

(4)幅相頻率特性

校正前系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如圖所示：

圖7 系統(tǒng)幅相頻率特性曲線

校正后系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如圖所示：

對(duì)比圖

四、程序附錄（1）時(shí)域分析

clear

t=0:0.1:5;s=[184 794.8];d=[1 21.87 233.7 794.8];sys=tf(s,d);y1=step(sys,t);plot(t,y1)maxy1=max(y1);yss1=y1(length(t));pos1=100*(maxy1-yss1)/yss1;for i=1:1:51 if(y1(i)==maxy1)n=i;break;end end

tp1=(n-1)*0.1;for i=1:1:51 if(y1(i)<1.02&&y1(i)>0.98)m=i;break;end end

tr1=(m-1)*0.1;for i=51:-1:1 if(y1(i)>1.02||y1(i)<0.98)a=i;break;end end

ts1=a*0.1;pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]

clear t=0:0.1:10;s=[40];d=[1 2 40];sys=tf(s,d);y1=step(sys,t);plot(t,y1)maxy1=max(y1);yss1=y1(length(t));pos1=100*(maxy1-yss1)/yss1;for i=1:1:101 if(y1(i)==maxy1)n=i;break;

end end

tp1=(n-1)*0.1;for i=1:1:101 if(y1(i)<1.02&&y1(i)>0.98)m=i;break;end end

tr1=(m-1)*0.1;for i=101:-1:1 if(y1(i)>1.02||y1(i)<0.98)a=i;break;end end

ts1=a*0.1;pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]

（2）對(duì)數(shù)頻率特性 clear s1=[0.23 1];d1=[0.05 1];s2=[40];d2=[1 2 40];s3=[184 794.8];d3=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);sys3=tf(s3,d3);figure(1)bode(sys1,sys2,sys3)

（3）根軌跡 clear s1=[40];d1=[1 2 40];s2=[184 794.8];d2=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);figure(1)rlocus(sys1,sys2)

（4）幅相頻率特性 clear s1=[40];d1=[1 2 40];s2=[184 794.8];d2=[1 21.87 233.7 794.8];sys1=tf(s1,d1);sys2=tf(s2,d2);figure(1)nyquist(sys1,sys2)

總結(jié)

本次研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是建立自動(dòng)控制系統(tǒng)并運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，其中涉及了關(guān)于自動(dòng)控制方面的很多知識(shí)，也有關(guān)于數(shù)學(xué)建模方面的知識(shí)以及MATLAB軟件的應(yīng)用，此次研究性學(xué)習(xí)建立了衛(wèi)星姿態(tài)的自動(dòng)控制。

在此次設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題，也接觸到了很多以前不知道的知識(shí)，特別是之前很少接觸過MATLAB軟件，這讓本次設(shè)計(jì)一度陷入停滯階段。后來在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上查閱了大量的相關(guān)書籍，并在同學(xué)的細(xì)心指導(dǎo)下安裝了MATLAB軟件并學(xué)習(xí)其使用方法，從而使問題一步步得到了解決，最終成功的完成了此次研究性學(xué)習(xí)。

第五篇：《自動(dòng)控制原理》復(fù)習(xí)題

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《自動(dòng)控制原理》復(fù)習(xí)題

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

ts。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)零點(diǎn)之間

（其中一個(gè)零點(diǎn)可以位于無窮遠(yuǎn)處)，則在這兩個(gè)零點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essr

通?？刹捎脙煞N方式：）增加前向通路的增益；）。、經(jīng)典控制理論的三大問題是穩(wěn)定性、和動(dòng)態(tài)性能。、根據(jù)控制信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和隨動(dòng)控制系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來說，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，只有順向作用而沒有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列的所有元素均大于零，那么系統(tǒng)。、在二階系統(tǒng)中，n

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使用速度反饋與微分順饋可以改善系統(tǒng)的。、開環(huán)幅相頻率特性曲線越靠近（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)的控制作用能否對(duì)系統(tǒng)的所有狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而能對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)控制，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．

[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越小，那么（）。

/

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．超調(diào)量越大

上升時(shí)間越小．超調(diào)量越小

上升時(shí)間越大

．超調(diào)量越小

上升時(shí)間越?。{(diào)量越大

上升時(shí)間越大、對(duì)于開環(huán)增益為的Ⅰ型系統(tǒng)，在階躍信號(hào)

()作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為（）。

．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無差度和開環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。、開環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開環(huán)截止頻

率為

c，適合用滯后校正的條件是（）。

．

．



co

c,co

c

．

co

c,co

c

co

c,co

c

．

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分與微分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

（）

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無阻尼自然振蕩頻率

n

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間越大

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間越小

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間不變

.阻尼比

ξ越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間不定、在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加零點(diǎn)，將使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

（）

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.自動(dòng)控制

.線性定常系統(tǒng)

.穩(wěn)態(tài)誤差

.相對(duì)穩(wěn)定性

.根軌跡法

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述采用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的特點(diǎn)。、請(qǐng)寫出梅遜公式的表達(dá)式，并說明公式中每個(gè)參數(shù)的含意。、試述擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響，并寫出減小或消除擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差的措施。、根軌跡如果穿過虛軸，如何計(jì)算根軌跡與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說明其主要特點(diǎn)。、簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、已知系統(tǒng)特征方程為

s4

3s3

6s2

3s

0，試用代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。、已知反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示。

試

確

定

結(jié)

構(gòu)

參

數(shù)

和

τ，使

M

p

20%,t

p

1s，并計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間

ts。

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

tr。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)極點(diǎn)之間則在這兩個(gè)極點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essn

通?？刹捎脙煞N方式：）增加前向通路的增益；）。、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)、準(zhǔn)和。、根據(jù)時(shí)間信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和離散時(shí)間系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來說，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，有順向作用還有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列元素的符號(hào)變化次數(shù)代表。、在二階系統(tǒng)中，d

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性常采用與微分順饋的方法。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、開環(huán)幅相頻率特性曲線越遠(yuǎn)離（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)能否通過輸出量把系統(tǒng)的初始狀態(tài)識(shí)別出來，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越大，那么（）。

．超調(diào)量越

大

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越大．超調(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越大調(diào)整時(shí)間越大、對(duì)

于

開

環(huán)

增

益

為的Ⅰ

型

系

統(tǒng)，在階

躍

信

號(hào)

()

作

用

下的穩(wěn)

態(tài)

誤

差

為

（）。．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無差度和開環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。、開環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開環(huán)截止頻

率為

c，適合用超前校正的條件是（）。

．

coc,coc

．

co

c,coc

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

．

co

c,co

c

．

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無阻尼自然振蕩頻率

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越大

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越小

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不變

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不定、在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（）。

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.傳遞函數(shù)

.線性定常系統(tǒng)

.穩(wěn)定性

.閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)

.穩(wěn)定裕量

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)的原則。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、簡(jiǎn)述信號(hào)流圖中前向通路是怎么定義的。、簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的三要素。、簡(jiǎn)述根軌跡的分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)，并寫出分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)的計(jì)算方法。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說明其主要特點(diǎn)。、簡(jiǎn)述波德圖上的奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）、已知系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為

s6

2s5

8s4

12s3

20s2

16s

0，試用代數(shù)穩(wěn)定判

據(jù)判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定請(qǐng)說明引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的根的個(gè)數(shù)；如臨界穩(wěn)定，請(qǐng)求取使系統(tǒng)臨界穩(wěn)定的共軛虛根。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、有擾系統(tǒng)如下圖所示，已知輸入信號(hào)

R（s)

1/

s，擾動(dòng)信號(hào)

N

(s)

1/

s，試求該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

N(s)

R(s)

K

K

C(s)

s

一、填空題（每小題分，共分）、線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是閉環(huán)系統(tǒng)的所有特征根必須。、c

越大

tr。、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是。、極坐標(biāo)圖上以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的單位圓和圖上的對(duì)應(yīng)。、如果根軌跡位于實(shí)軸上兩個(gè)相鄰的開環(huán)極點(diǎn)之間則在這兩個(gè)極點(diǎn)之間必定存在。、要改善

essn

通?？刹捎脙煞N方式：）增加前向通路的增益；）。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)、準(zhǔn)和。、根據(jù)時(shí)間信號(hào)的不同，可以將控制系統(tǒng)分為和離散時(shí)間系統(tǒng)。、如果要求系統(tǒng)的快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)距離越遠(yuǎn)越好。、開環(huán)控制和是控制系統(tǒng)的兩種基本形式。、一般來說，滿足的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，我們又常稱為線性可加性。、組成系統(tǒng)的控制裝置與被控對(duì)象之間，有順向作用還有反向聯(lián)系的控制稱之為。、用標(biāo)明傳遞函數(shù)的方塊和連接線表示系統(tǒng)功能的圖形叫。、在勞斯表中，第一列元素的符號(hào)變化次數(shù)代表。、在二階系統(tǒng)中，d

稱為。、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性常采用與微分順饋的方法。、開環(huán)幅相頻率特性曲線越遠(yuǎn)離（－）點(diǎn)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。、一個(gè)控制系統(tǒng)能否通過輸出量把系統(tǒng)的初始狀態(tài)識(shí)別出來，稱為。、控制系統(tǒng)的反饋分為狀態(tài)反饋和兩種。、相位裕量和是相對(duì)穩(wěn)定性的兩個(gè)重要指標(biāo)。

二、選擇題（每小題分，共分）、設(shè)線性定常系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程的根為

si，,?，則該系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為（）。

．[]

．[]

．

[]

．

[]、在二階系統(tǒng)的欠阻尼（＜

ξ

＜）階躍響應(yīng)曲線中，阻尼比越大，那么（）。

．超調(diào)量越

大

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越大．超調(diào)量越小

調(diào)整時(shí)間越?。{(diào)量越大調(diào)整時(shí)間越大、對(duì)

于

開

環(huán)

增

益

為的Ⅰ

型

系

統(tǒng)，在階

躍

信

號(hào)

()

作

用

下的穩(wěn)

態(tài)

誤

差

為

（）。．

A

(1

K)

．．

A

K

．

AK、下面種關(guān)于系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。

．開環(huán)頻率特性的低頻段決定了系統(tǒng)的無差度和開環(huán)增益。

．幅頻對(duì)數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度

h

時(shí)，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并

且動(dòng)態(tài)性能比較好。

．系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率

c

與調(diào)節(jié)時(shí)間

ts

成正比；相位裕度

c

和阻尼比

成正比。

．高階系統(tǒng)為了保證抗干擾性能，高頻衰減率應(yīng)為

vh

~

5。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、開環(huán)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下，不穩(wěn)定的是圖（）。、設(shè)某系統(tǒng)的相位裕度是

co，開環(huán)截止頻率是

co，要求校正后相位裕度為

c，開環(huán)截止頻

率為

c，適合用超前校正的條件是（）。

．

．



co

c,co

c

co

c,co

c



．

．



co

c,co

c

co

c,co

c、二階振蕩環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧振峰值的條件是（）。

．

0.707

．

0

1．．

0.707、常用的比例、積分控制規(guī)律的另一種表示方法是（）。

．．．．、對(duì)于欠阻尼的二階系統(tǒng)，當(dāng)無阻尼自然振蕩頻率

保持不變時(shí)，（）

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越大

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間越小

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不變

.阻尼比

n

越大，系統(tǒng)的峰值時(shí)間不定、在系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中增加極點(diǎn)，將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（）。

.變好

.變差

.不變

.不定

三、名詞解釋（每題分，共分）

.自動(dòng)控制

.線性定常系統(tǒng)

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

.穩(wěn)態(tài)誤差

.相對(duì)穩(wěn)定性

.根軌跡法

四、簡(jiǎn)答題（每題分，共分）、簡(jiǎn)述采用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的特點(diǎn)。、請(qǐng)寫出梅遜公式的表達(dá)式，并說明公式中每個(gè)參數(shù)的含意。、試述擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的影響，并寫出減小或消除擾動(dòng)引起的穩(wěn)態(tài)誤差的措施。、根軌跡如果穿過虛軸，如何計(jì)算根軌跡與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)。、簡(jiǎn)述最小相位系統(tǒng)，并說明其主要特點(diǎn)。

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用、簡(jiǎn)述奈氏穩(wěn)定判據(jù)。

五、計(jì)算題（每題分，共分）、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)如下圖所示，R(s)

K

C(s)

s

(s+1)(s+5)

()

求使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的的取值范圍。

（本小題分）

()

如果要求閉環(huán)特征方程的所有根的實(shí)部都小于－，求的取值范圍。

（本小題分）

/

個(gè)人整理精品文檔，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用

K

g、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

Go

(s)，試?yán)L制其根軌跡。

s(s

1)(s

5)

/