【正文】 表中，第一列元素的符號變化次數(shù)代表。、一個控制系統(tǒng)能否通過輸出量把系統(tǒng)的初始狀態(tài)識別出來，稱為。．[]．[]．[]．[]、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（）。．幅頻對數(shù)特性的中頻穿越頻率是－，并且中頻段寬度h時，系統(tǒng)一定是穩(wěn)定的，并且動態(tài)性能比較好。、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（）。.變好.變差.不變.不定三、名詞解釋（每題分，共分）.自動控制.線性定常系統(tǒng)/個人整理精品文檔，僅供個人學(xué)習(xí)使用.穩(wěn)態(tài)誤差.相對穩(wěn)定性.根軌跡法四、簡答題（每題分，共分）、簡述采用傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的特點。、簡述最小相位系統(tǒng)，并說明其主要特點。（本小題分）/個人整理精品文檔，僅供個人學(xué)習(xí)使用Kg、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為Go(s)，試繪制其根軌跡。關(guān)鍵是自動控制理論和技術(shù)已經(jīng)介入到了電氣、機械、航空、化工、核反應(yīng)等諸多的學(xué)科和領(lǐng)域。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)表達式建立一個合理的模型是系統(tǒng)分析和設(shè)計的前提。在控制系統(tǒng)中穩(wěn)定性、快速性和準確性是對控制系統(tǒng)的基本要求也是衡量系統(tǒng)性能的重要指標控制系統(tǒng)不同的分析問題方法都是緊緊圍繞這三個方面展開的。例如每章結(jié)束后都開設(shè)一個專題介紹本學(xué)科的發(fā)展動態(tài)這種方法擴大了我們的知識面培養(yǎng)了我們探索科學(xué)技術(shù)的興趣。要想在有限的時間內(nèi)把這門理論性和工程應(yīng)用性都很強的課程學(xué)好必須認真的學(xué)習(xí)。智能控制用于生產(chǎn)過程,讓計算機系統(tǒng)模仿專家或熟練操作人員的經(jīng)驗,建立起以知識為基礎(chǔ)的廣義模型,采用符號信息處理、啟發(fā)式程序設(shè)計、知識表示和自學(xué)習(xí)、推理與決策等智能化技術(shù),對外界環(huán)境和系統(tǒng)過程進行理解、判斷、預(yù)測和規(guī)劃,使被控對象按一定要求達到預(yù)定的目的。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。自適應(yīng)控制的基本思想是進行模型參數(shù)的辯識,進而設(shè)計控制器。魯棒控制的一個主要問題就是魯棒穩(wěn)定性。(Neural Network Control)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由所謂神經(jīng)元的簡單單元按并行結(jié)構(gòu)經(jīng)過可調(diào)的連接權(quán)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。專家系統(tǒng)和傳統(tǒng)的計算機程序最本質(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。(Qualitative Control)定性控制是指系統(tǒng)的狀態(tài)變量為定性量時(其值不是某一精確值而只知其處于某一范圍內(nèi)),應(yīng)用定性推理對系統(tǒng)施加控制變量使系統(tǒng)在某一期望范圍。研究定性建模方法,定性控制方法。這最近有人提出一種新的基于主導(dǎo)內(nèi)模概念的預(yù)測控制方法:結(jié)構(gòu)對外來激勵的響應(yīng)主要由其本身的模態(tài)所決定,即結(jié)構(gòu)只對激勵信息中與其起主導(dǎo)作用的幾個主要自振頻率相接近的頻率成分有較大的響應(yīng)。滾動優(yōu)化策略少。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算機系統(tǒng)對于信息、管理過于集中帶來的危險,而且還有大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、處理的功能以及較強的數(shù)據(jù)通信能力。較強的數(shù)據(jù)通信能力?；A(chǔ)一定要打好。關(guān)鍵詞：MATLAB，自動控制，系統(tǒng)仿真單位負反饋隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為G(s)=4K/s(s+2)畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。給出校正裝置的傳遞函數(shù)。（1）確定K值Kv=limsWk =2k=20 所以K = 10（2）校正前系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖實線所示。最大相位移為?max=arcsin[(rd1)/(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??=?考慮Wc’≥Wc,原系統(tǒng)相角位移將更負些，故?max將更大些，取?max=40?，即有Sin40?=(γd1)/(γd+1)== 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。所以校正裝置的傳遞函數(shù)為Wc(s)=(s/+1)/[(s/)+1)。該系統(tǒng)依然穩(wěn)定，而且反應(yīng)更加快速，應(yīng)采用。sys=tf(s,d)。pos1=100*(maxy1yss1)/yss1。for i=1:1:51 if(y1(i))m=i。pos=[pos1] tp=[tp1] tr=[tr1] ts=[ts1]clear t=0::10。y1=step(sys,t)。for i=1:1:101 if(y1(i)==maxy1)n=i。break。d1=[ 1]。d3=[1 ]。figure(1)bode(sys1,sys2,sys3)（3）根軌跡 clear s1=[40]。sys1=tf(s1,d1)。s2=[184 ]。figure(1)nyquist(sys1,sys2)總結(jié)本次研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是建立自動控制系統(tǒng)并運用MATLAB軟件對設(shè)計的自動控制系統(tǒng)進行仿真，其中涉及了關(guān)于自動控制方面的很多知識，也有關(guān)于數(shù)學(xué)建模方面的知識以及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)的自動控制。2）使學(xué)生深入理解控制系統(tǒng)的基本工作原理、開環(huán)閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成等內(nèi)容，學(xué)會利用所學(xué)控制原理分析控制系統(tǒng)。演示《自動控制技術(shù)與人類進步》及《自動化的應(yīng)用舉例》幻燈片，加深同學(xué)對本課程研究對象和內(nèi)容的了解，加深對反饋控制原理及系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能影響的理解。另外，在介紹控制理論在工程中的應(yīng)用時，應(yīng)舉出控制理論在軍事、數(shù)控機床、加工中心、機器人、機電一體化系統(tǒng)、動態(tài)測試、機械動力系統(tǒng)性能分析、液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性分析、生產(chǎn)過程控制等方面的應(yīng)用及與后續(xù)課的關(guān)系，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。5．教學(xué)手段： Powerpoint課件。其次，本講介紹開環(huán)、閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng)，首先說明這是控制系統(tǒng)按照有無反饋結(jié)構(gòu)分類的一種分類方法，然后分別給出概念，通過數(shù)控線切割機進給系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)的例子說明各自優(yōu)缺點，并說明在實際中如何選用不同的控制系統(tǒng)。注意啟發(fā)同學(xué)，尋找身邊的開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)例子，分析其工作原理，并安排相應(yīng)的作業(yè)。其次，本節(jié)介紹控制系統(tǒng)按系統(tǒng)傳遞信號性質(zhì)分類情況，可以分為連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)兩種。分析和解決控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性，并解決它們之間的矛盾，正是本書所要討論的主要內(nèi)容。5．教學(xué)手段：Powerpoint課件及黑板板書相結(jié)合。2．本章講授的重點本章講授的重點是傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)；用方框圖等效變換的基本法則求系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法。其次，本講主要以電氣系統(tǒng)為例介紹列寫物理系統(tǒng)微分方程的方法和步驟，通過例題的詳細講解，使學(xué)生了解微分方程是描述控制系統(tǒng)動態(tài)性能的數(shù)學(xué)模型，熟悉在分析具體的物理系統(tǒng)過程中，要綜合應(yīng)用所學(xué)過的物理、力學(xué)、機械等學(xué)科的知識。6．作業(yè)：p47 21 7．思考題：復(fù)習(xí)拉普拉斯(Laplace)變換[教案22] 1．主要內(nèi)容：本講簡要回顧拉普拉斯(Laplace)變換定義、拉普拉斯反變換、常用函數(shù)的拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的基本運算定理等基本知識；主要介紹應(yīng)用拉普拉斯變換法求解微分方程。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合，以板書為主。6．作業(yè)：書后P48，24[教案23] 1．主要內(nèi)容：本講主要介紹傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)及傳遞函數(shù)的求取方法；典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)。本講在介紹組成控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)時，首先說明環(huán)節(jié)的概念，用公式給出典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)表達式；然后，通過實例分別介紹各個典型環(huán)節(jié)，其中應(yīng)重點介紹慣性環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)，說明這兩個環(huán)節(jié)的特點。6．作業(yè)：書后P48，25，[教案24] 1．主要內(nèi)容：本講主要介紹控制系統(tǒng)的函數(shù)方框圖及其等效變換法則，要求學(xué)生熟練掌握函數(shù)方框圖等效變換法則。最后，舉12個例子說明函數(shù)方框圖變換法則的靈活應(yīng)用情況，總結(jié)出一些規(guī)律性的東西。4．注意事項：本講是本門課的重點，在講授本講時，應(yīng)強調(diào)掌握傳遞函數(shù)的等效變換法則的重要性，在講傳遞函數(shù)等效變換時，應(yīng)展開多講幾種解決問題的方法，使同學(xué)能靈活運用所學(xué)方法，解決各種等效變換問題。4．注意事項：在講授本講時，應(yīng)強調(diào)掌握反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)和偏差傳遞函數(shù)的概念及推導(dǎo)方法，在講授控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)舉例時，重點說明的是求取傳遞函數(shù)的方法。本章講述的內(nèi)容很多,牽扯到數(shù)學(xué)和物理系統(tǒng)的一些理論知識,有些需要進一步回顧,有些需要加深理解，特別是對時間域和復(fù)頻率域的多種數(shù)學(xué)描述方法，各種模型之間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系，都比較復(fù)雜。2）一般控制系統(tǒng)由若干個典型環(huán)節(jié)構(gòu)成，常用的典型環(huán)節(jié)有比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)和延遲環(huán)節(jié)等。5）在使用梅遜增益公式時，注意增益公式只能用在輸入節(jié)點和輸出節(jié)點之間。2．本章介紹了線性定常系統(tǒng)的四種數(shù)學(xué)模型：微從方程、傳遞函數(shù)、動態(tài)結(jié)構(gòu)科和信號流圖。對于較為復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)用信號流圖更為簡便，用梅遜公式可直接求出系統(tǒng)中任意兩個變量之間的關(guān)系。由系統(tǒng)微分方程經(jīng)過拉氏變換得到的變換方程，可能很容易畫出動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。第三章控制系統(tǒng)的時域分析 10學(xué)時1．本章的教學(xué)要求1）使學(xué)生掌握控制系統(tǒng)時域分析方法。7）掌握二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)性能指標計算；2．本章講授的重點本章講授的重點是穩(wěn)定性的基本概念、穩(wěn)定的充分必要條件，應(yīng)用代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)、穩(wěn)態(tài)誤差計算、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)性能指標計算。重點介紹常用的典型輸入信號，包括脈沖信號、階躍信號、斜坡信號和拋物線信號，說明信號的特點、在實際中選用典型輸入信號的方法。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。2．講授方法及講授重點：在介紹代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)時，說明代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)的依據(jù)是系統(tǒng)特征方程是否只具有負實根或負實部的復(fù)數(shù)根，強調(diào)特征方程的根與方程式的系數(shù)有關(guān)，從而引出代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)。4．注意事項：在授課過程中，通過講解各種形式的例題，使學(xué)生充分理解并熟練掌握。4)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、單位斜坡響應(yīng)、單位脈沖響應(yīng)；2．講授方法及講授重點：本講主要介紹控制系統(tǒng)準確性的評價指標，即穩(wěn)態(tài)誤差。在講解過程中，通過講解例題使學(xué)生熟練掌握各種系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差計算，尤其要求學(xué)生熟悉穩(wěn)態(tài)偏差的計算表，并會運用表進行計算。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件、Matlab繪圖與黑板講授相結(jié)合。7．思考題：[教案34] 1．主要內(nèi)容：1)典型二階系統(tǒng)的響應(yīng)分析。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件、Matlab繪圖與黑板講授相結(jié)合。7．思考題：結(jié)合實驗利用 Matlab繪制一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。并介紹主導(dǎo)極點的概念。6．作業(yè)：書后p89 39 ,310 7．思考題：結(jié)合實驗利用 Matlab繪制二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，觀查當系統(tǒng)的參數(shù)改變時，曲線的變化情況。3）掌握0176。（2）根軌跡方程。2）根軌跡方程。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。了解閉環(huán)零、極點的分布和系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系及系統(tǒng)根軌跡分析的基本思路。6．作業(yè)：P111 47 48[教案43] 1．主要內(nèi)容：1）零度根軌跡、參變量根軌跡。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。2．本章講授的重點本章講授的重點是掌握頻率特性的基本概念、求取方法；奈奎斯特(Nyquist)圖的繪制方法；波德圖(Bode)圖的繪制方法。在介紹頻率特性的求取方法時，首先說明頻率特性一般有三種求法：利用定義求取、根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來求取、通過實驗測得。4．注意事項：在講授本講時，頻率特性概念比較抽象，同學(xué)不好理解，但此概念在本門課中又非常重要，可以聯(lián)系實際舉幾個簡單例子說明此概念。[教案52]1．主要內(nèi)容：1）頻率特性圖—奈奎斯特(Nyquist)圖 2）典型環(huán)節(jié)的奈奎斯特圖3）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖（1）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖的繪制（2）系統(tǒng)的開環(huán)奈奎斯特圖的形狀特點 2．講授方法及講授重點：本講首先通過繪圖介紹Nyquist圖的形成過程及繪制方法，然后強調(diào)奈奎斯特圖能顯示出G(jω)矢量端點軌跡上的頻率分布，一個圖上就表示了整個頻率域的頻率特性，同時給出了幅頻、相頻、實頻、虛頻特性信息，這對于了解系統(tǒng)的動態(tài)特性比較直觀。4．注意事項：在講授本講時，簡單說明應(yīng)用Matlab繪制控制系統(tǒng)圖形的方法，主要是說明利用計算機可以繪制很復(fù)雜的奈奎斯特圖形，但是手工繪制，僅僅可以獲得簡單、粗略的圖形。在講解典型環(huán)節(jié)的波德圖時，將比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和理想微分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)和一階微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)和二階微分環(huán)節(jié)分別進行對比，分組介紹，其中重點介紹積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)和振蕩環(huán)節(jié)的曲線特征。4．注意事項：在講授本講時，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生在熟練掌握典型環(huán)節(jié)波德圖的基礎(chǔ)上，提高對系統(tǒng)特性進行分析的能力。[教案54] 1．主要內(nèi)容：奈奎斯特（Nyquist）穩(wěn)定性判據(jù)。在授課過程中，通過講解各種形式的例題，使學(xué)生充分理解并熟練掌握。但判斷穩(wěn)定性的方法要熟練掌握。本講重點介紹對數(shù)頻率穩(wěn)定性判據(jù)在不同情況下的描述及應(yīng)用。4．注意事項：在講授本講時，注意講清楚對數(shù)頻率穩(wěn)定性判據(jù)的基本原理及判斷穩(wěn)定性的方法是本節(jié)的難點。2．講授方法及講授重點：本講首先介紹系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的基本概念，強調(diào)穩(wěn)定性裕量是衡量一個閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標，常用的有相位裕量和幅值裕量。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。2）頻域分析（1）確定系統(tǒng)頻率域與時間域指標的關(guān)系；（2）最小相位系統(tǒng)頻率特性的估算；2．講授方法及講授重點：本節(jié)首先介紹閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性在講解閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性時，簡單介紹開環(huán)頻率特性與閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性的關(guān)系，對照圖形簡單介紹用等幅值軌跡(等M圓圖)、等相角軌跡(等N圓圖)繪制閉環(huán)頻率特性圖的方法，重點說明閉環(huán)頻率特性的性能指標：諧振峰值Mr和諧振頻率ωr、截止頻率ωb和截止帶寬等頻率域性能指標。5．課時安排：1學(xué)時。5．課時安排：2學(xué)時。實驗2個