控制工程基础123章答案.pdf

第一章 绪论 第一章 绪论 内容提要 一、基本概念 1.控制：由人或用控制装置使受控对象按照一定目的来动作所进行的操作。 2.输入信号：人为给定的，又称给定量。 3.输出信号：就是被控制量。它表征对象或过程的状态和性能。 4.反馈信号：从输出端或中间环节引出来并直接或经过变换以后传输到输入端比较元件中去 的信号，或者是从输出端引出来并直接或经过变换以后传输到中间环节比较元件中去的信 号。 5.偏差信号:比较元件的输出，等于输入信号与主反馈信号之差。 6。误差信号：输出信号的期望值与实际值之差。 7。扰动信号：来自系统内部或外部的、干扰和破坏系统具有预定性能和预定输出的信号。 二、控制的基本方式 1.开环控制:系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的系统,称为开环控 制系统。 2.闭环控制：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路的系统,称为闭 环控制系统. 三、反馈控制系统的基本组成 1.给定元件:用于给出输入信号的环节，以确定被控对象的目标值（或称给定值）。 2。测量元件：用于检测被控量，通常出现在反馈回路中。 3.比较元件：用于把测量元件检测到的实际输出值经过变换与给定元件给出的输入值进行比 较，求出它们之间的偏差。 4.放大元件:用于将比较元件给出的偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控 制被控对象。 5.执行元件：用于直接驱动被控对象,使被控量发生变化。 6.校正元件:亦称补偿元件,它是在系统基本结构基础上附加的元部件，其参数可灵活调整， 以改善系统的性能. 四、控制系统的分类 1 第一章 绪论 （一）按给定信号的特征分类 1. 恒值控制系统 2。 随动控制系统 3。 程序控制系统 （二）按系统的数学描述分类 1. 线性系统 2. 非线性系统 （三）按系统传递信号的性质分类 1. 连续系统 2. 离散系统 (四）按系统的输入与输出信号的数量分类 1。 单输入单输出系统 2。 多输入多输出系统 （五)按微分方程的性质分类 1。 集中参数系统 2。 分布参数系统 五、对控制系统的性能要求 1。 稳定性：指系统重新恢复稳态的能力。稳定是控制系统正常工作的先决条件。 2. 快速性：指稳定系统响应的动态过程的时间长短。 3. 准确性:指控制系统进入稳态后,跟踪给定信号或纠正扰动信号影响的准确度。 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 答:优点:开环控制系统无反馈回路，结构简单，成本较低. 缺点:控制精度低,容易受到外界干扰,输出一旦出现误差无法补偿. 1-2 说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。 答：测量元件检测被控物理量，并将其反馈回来，通过给比较元件与给定信号进行比较,产 生偏差信号。再通过放大元件将偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制被 控对象，从而调节和控制系统，使被控量以一定的精度符合或等于期望值. 1—3 控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？ 答:反馈控制系统是由各种结构不同的元件组成的。一个系统必然包含被控对象和控制装置 两大部分,而控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的.在不同系统中，结构完全不 2 第一章 绪论 同的元件却可以具有相同的职能，因此,将组成系统的职能元件按职能分类主要有以下几种： 给定元件：用于给出输入信号的环节以确定被控对象的目标值(或称给定值）。 测量元件：用于检测被控量,通常出现在反馈回路中。 比较元件:用于把测量元件检测到的实际输出值经过变换与给定元件给出的输入值进行比 较，求出它们之间的偏差。 放大元件:用于将比较元件给出的偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制 被控对象。 执行元件：用于直接驱动被控对象，使被控量发生变化。 校正元件：亦称补偿元件，它是在系统基本结构基础上附加的元部件，参数可灵活调整