考研851 自动控制原理
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18、分析比例积分控制对系统的影响,以及如何起作用。

解析:简单说来,PI 控制器各校正环节的作用如下:

(1)比例环节:即时成比例的反映控制系统的偏差信号,偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减少偏差。通常随着值的加大,闭环系统的超调量加大,系统响应速度加快,但是 当增加到一定程度,系统会变得不稳定。

(2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分常数,越大,积分作用越弱,反之越强。通常在不变的情况下,越大即积分作用越弱,闭环系统的 超调量越小,系统的响应速度变慢。

19、控制s常用的 4 种校正方式是什么?

解析:校正方式:串联校正、反馈校止、前馈校正、复合校正。

串联校正:一般接在系统误差测量点之后和放大器之前,串接于系统前向通道之中;分为无源和有源校正装置,无源串联校正通常有 RC 网络构成,结构简单,成本低廉;有源串联校正装置通常由运算放大器和 RC 网络构成。

反馈校正:接在系统局部反馈通路之中。特点:实现比较简单,可以消除系统 固定部分参数波动对系统性能的影响,比较常用。

前馈校正:又称顺馈校正,是在系统主反馈回路之外采用的校正方式。2 种形式:滤波和补偿。

复合校正:在反馈控制回路中,加人前馈校正通路,组成一个有机整体。可 以分为按扰动补偿的复合控制和按输入补偿的复合控制两种。按输入补偿:可以 极大的提高系统跟随和复现输入信号的能力;按扰动补偿:可以减小扰动对于系统 的影响,可以减轻反馈回路的负担,在不改变开环增益的情况下,减小稳态误差。

20、超前校正和滞后校正对系统带宽的影响是什么?两种方法各自的优点是什么?

超前校正增大带宽,改善稳定性,使快速性变好,响应速度增加滞后校正减小带宽,改善系统稳态性能。

21、减小系统稳态误差可采用增大控制系统前向通路增益和增加积分环节的方法,但这样会产生什么样的问题?说明可以如何解决这一问题。

解析:增大 k 可减少稳态误差,但可能使系统稳定性变差。增大积分环节,使稳定性减弱。系统的稳态性能和瞬态性能之间是矛盾的,为了减小系统稳态误差可采用比例积分控制和复合控制。合理地选择比例系数 \(K_p\) 和积分系数 \(K_i\),不但能减小系统稳态误差,还不影响稳定性。

22、采用 PI 控制器和滞后校正控制器对系统进行串联校正时,对闭环系统的动态和静态性能改变效果一样吗?为什么?什么是 bibo 稳定?

解析:不一样。在静态性能 (即稳态误差) 方面,PI 校正由于引入了积分环节,故可以消除稳态误差;滞后校正增大了比例系数 K,只能减小稳态误差而不能消除。在动态性能方面,PI 校正相当于引入了一个零点和一个位于原点的极点,零点则用来缓和极点对系统的