考研851 自动控制原理
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13、减小或消除稳态误差的方法。

解析:增大扰动作用点之前的前向通路增益或者在扰动作用点之前的前向通路中引入积分环节 或者采用顺馈补偿的办法

14、比例微分与测速反馈比较。

比例-微分控制与测速反馈控制的比较

对于理想的线性控制系统,在比例一微分控制和测速反馈控制方法中,可以任取其中一种方法来改善系统性能。然而,实示控制系统有许多必须考虑的因素,例如系统的具体组成、作用在系统上噪声的大小及频率、系统的线性范围和饱和程度等.下面仅讨论几种主要的差别:

1)附加阻尼来源,比例-微分控制的阻尼作用产生于系统的输入端误差信号的速度,而测速反馈控制的阻尼作用来源于系统输出端响应的速度,因此对于给定的开环增益和指令输入速度,后者对应较大的稳态误差值.

2)使用环境:比例-微分控制对噪声有明显的放大作用,当系统输入端噪声严重时,一段不宜选用比例一微分控制. 同时,微分器的输入信号为系统误差信号,其能量水平低,需要相当大的放大作用,为了不明显恶化信噪比,要求选用高质量的放大器;而测速反馈控制对系统输入端噪声有滤波作用,同时测速发电机的输入信号能量水平较高,因此对系统组成元件没有过高的质量要求,使用场合比较广泛。

3)对开环增益和自然频率的影响:比例-微分控制对系统的开环增益和自然频率均无影响;测速反馈控制虽不影响自然频率,但却会降低开环增益。因此,对于确定的常值稳态误差,测速反馈控制要求有较大的开环增益。开环增益的加大,必然导致系统自然频率增大,在系统存在高频噪声时,可能引起系统共振。

4)对动态性能的影响:比例-微分控制相当于在系统中加入实零点,可以加快上升时间。在相同阻尼比的条件下,比例一微分控制系统的超调量会大于测速反馈控制系统的超调量。

15、二阶线性系统的标准形式是什么?当阻尼从负无穷大到正无穷大,系统稳定性如何变化?

解析:二阶线性系统的标准形式是

\[\Phi(s)=\frac{\omega_n^2}{s^2+2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}\]

阻尼从负无穷大到正无穷大,系统越来越稳定。

16、为减少或消除系统在输入信号和干扰作用下的稳态误差,写出 3 种以上措施。

解析:增大系统的开环增益:增大扰动作用点之前系统的前向通道增益:在系统的前向通道或者反馈听到设置串联积分环节。

17、什么是系统的型别?写出在各典型输入下各型别的稳态误差

解析:在一般情况下,分子阶数为 \(m\),分母阶数为 \(n\) 的开环传递函数可表示为 \(G(s)H(s)=\dfrac{K\Pi_{i=1}^{m}(\tau_i s+1)}{-s^n\Pi_{j=1}^{n-v}(T_j s+1)}\)\(v=0\) 称为 O 型系统:\(v=1\) 称为 I 型系统:\(v=2\) 称为 II 型系统……