自动控制原理简答题知识点

1.控制系统按照控制方式和策略可分为开环控制系统和闭环控制系统，它们的定义和优缺点：
闭环系统：输出信号不仅仅受输入信号的控制，还受与输出信号成比例的反馈信号的控制，它的信号流图成闭环回路，又称反馈控制，输出信号
受偏差量的控制。优点：精度高，抗干扰能力强；缺点：系统结构、设计和调试复杂，系统不稳定
开环系统：输出信号只与输入信号有关。优点：系统结构和调试简单。缺点：抗干扰能力差
2.控制系统按输入信号分类，控制系统可以分为定值系统，伺服系统，程序控制系统
定值系统的输入信号是一个恒值；伺服系统的输入是时间规律未知的任意时间函数；程序控制系统：输入信号按已知的规律变化

3.控制系统的组成，除控制对象外，控制元件可分为执行元件、放大元件、测量元件、补偿元件（校正元件）
4.常见的补偿方式有：串联补偿和反馈补偿
5.对闭环控制系统的基本要求可归纳为3个方面：稳定性、准确性、快速性和平稳性

1.描述系统中各变量间关系的数学形式和方法：系统的数学模型
2.经典控制理论和现代控制理论的基础：数学模型
3.系统中变量的关系分为静态关系和动态关系，静态关系指的是对时间的导数可忽略，由输入可确定输出。动态关系指的是对时间的导数不可忽略，由输入
和初始条件共同决定输出.
4.动态系统数学模型的基础：微分方程
5.建立系统数学模型的方法：分析法和实验法
6.定常系统：系统的物理参数不随时间变化的系统
集总参数系统 ：系统的物理参数不随空间位置变化的系统
7.如何按解析式列微分方程：
a.确定输入量和输出量
b.根据实际元件遵循的科学规律，围绕输入变量和输出变量和中间变量，列写原始方程式
c.消除中间变量，整理出只含有输入变量和输出变量及其各阶导数的方程式
d.化成标准形式，一般把输出变量及其各阶导数放左边，输入变量及其各阶导数放右边，各阶导数按阶次由高到低排列

1.什么是平衡点？
系统输入信号为零时，系统的输出信号能够保持不变的点称为平衡点
2.系统稳定性的概念：
当所有的输入信号为零时，在非零初始条件下，系统的输出信号随着时间的偏移而趋向于零（即系统能够自动回到平衡点），则称系统是稳定的
否则，系统不稳定。或者当系统响应的零输入响应为0，则系统是稳定的
3.线性定常系统稳定性的充要条件：系统的所有闭环极点都具有负实部，它们都落在s平面的左半部分

1.什么是相位裕度？它的几何意义.
开环频率特性GH在幅值穿越频率wc处的相角与-180°之间的相位差称为相位裕度，它的几何意义是在极坐标图上，负实轴绕原点转到G（jwc）H（jwc）
处所转过的角度，逆时针转为正，顺时针为负
2.什么是幅值裕度，它的物理意义是什么？
开环频率特性在相位穿越频率wg处的幅值的倒数称为控制系统的幅值裕度，它的物理意义是对于闭环稳定的系统，系统达到临界稳定时，开环放大系数
可以增大的倍数
3.什么是最小相位系统？
闭环系统的开环传递函数的极点和零点的实部小于等于零，则称他是最小相位系统
4.Nyquist稳定判据的基本内容
闭环系统的充要条件是：当w由负无穷到正无穷变化时，开环频率特性在极坐标图上应按逆时针方向包围（-1，j0）点P圈，P是开环频率特性的正实部
极点的个数
5.什么是奈奎斯特图？
在直角坐标或极坐标图上，以w为参变量，当w由0到无穷时，画出G（jw）的点的轨迹，即为奈奎斯特图

1.最常见的补偿方法有串联补偿和反馈补偿
2.串联补偿可以分为超前补偿、滞后补偿、滞后超前补偿。
超前补偿网络：如果一个串联补偿网络的频率特性具有正的相位角，则称它为超前补偿网络，如PD控制器
滞后补偿网络：如果一个串联补偿网络的频率特性具有负的相位角，则称它为滞后补偿网络，如PI控制器
滞后超前网络：在低频段，串联补偿网络的相位角为负，在高频段，串联补偿网络的相位角为正