自動控制复习题2010-理工大学建筑设备专业.doc

复习题： 一、概念及简答部分 什么叫自动控制原理 即负反馈调节原理：被控变量馈送回来，与参考输入比较，得偏差(误差)量e(t)，然后利用偏差e(t))使偏差减小。如此积累下去，使偏差减小到给定范围。简言之，就是利用反馈形成误差信号，然后用误差来减小误差，直到误差减小到给定范围内。 什么叫自动控制？自动控制系统？自动控制系统的组成，并画出自动控制系统的框图 所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象（如设备或生产过程等）自动地按照预定的规律运行或变化的手段（或操作） 另一种定义：是指机器设备在没有人直接参与的情况下，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制实现预期的目标。 为了达到自动控制的目的，由相互制约的各个部分，按一定规律组成的具有一定功能的整体称为自动控制系统。它是由被控对象、传感器（或变送器）、控制器和执行器等组成。 图1 框图 自动化、自动控制及控制论区别及联系 可以这样理解: 控制论是理论的,学它是为你解决一个思想方法,思考方法。是对控制论作宏观的描述，它不仅在自动化上有用，它的经典，比如开环、闭环在企业管理上一样有用（因为管理也是控制）。 自动控制是具体的、非抽象的。它是指导你在实践中设计、设想对过程实现控制的自动执行的具体方法。 自动化它几乎是一个哲学、政治词汇，也可以理解为对前两项的总称，同时根据汉语大词典的解释是动词，是实现自动控制。 自动控制系统中常用术语 被控对象简称对象，指自动控制系统中要进行控制的设备或生产过程的一部分或全部。 被控变量：被控对象中要求实现自动控制的物理量，例如温度、湿度、压力等。 给定值又称设定值，即通过控制作用，使被控变量达到要求的数值。 传感器：是将被测（控）量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的元件。例如热电阻、热电偶等。 控制器：将被控变量的实测值信号与给定值信号相比较、检测偏差并对偏差进行运算、按照预定的规律发出控制指令的部件。因此，它一般具有给定、比较、指示、运算和操作功能。控制器又称调节器。 执行器：将来自控制器的控制信号，转变为操作量的部件，它由执行机构和调节机构组成。例如，电动调节阀是由电动执行机构（电动机、减速器）和调节阀组成。 操作量：它是为使被控变量受到干扰后，再恢复到新稳定值而需要通过调节机构向对象输入（或从对象中输出）的物料量或能量。 干扰：引起被控量发生变化的外部原因. 自动控制系统的分类 按信号流向（控制系统结构）：开环、闭环和复合控制系统 按系统输入信号：恒值调节系统(自动调节系统)，随动系统(跟踪系统)，程序控制系统。 自动控制系统的两个特点 ①对希望值和实际值进行比较，自动修正并消除偏差。 ②信息总是沿—个方向传递，经反馈支路形成闭环。 画图说明什么是闭环系统？它具有什么特点？ 既有前项通道，又有反馈通道，输出信号对输入信号有影响。具有控制精度高、适应性强的特点，是基本的控制系统，存在系统稳定性问题。 画图说明什么是开环系统？它具有什么特点？ 只有前项通道，无反馈通道，输出信号对输入信号无影响。不存在系统稳定性问题。 开环控制系统属于自动控制系统吗，为什么？ 开环控制系统不属于自控系统，但属于控制系统。这是因为开环控制系统对实际值、期望值的差异不具备识别能力，所以不具备自动减小此差异的能力。 自动控制系统的静态和动态？ 静态：当输入恒定不变时，整个系统若能建立平衡，系统中各个环节将暂时不动作，它们的输出都处于相对静止状态，这种状态称为静态。 同样，对任何一个环节来说，也存在静态。在保持平衡时的输出与输入关系称为环节的静态特性。 动态：从输入开始，经过控制，直到再建立静态，在这段时间中整个系统的各个环节和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。在另一方面，当给定值变化时，也引起动态过程，调节装置力图使被控参数在新的给定值或其附近建立平衡。 自动控制系统的过渡响应 当自动控制系统的输入发生变化后，被控变量随时间不断变化，最终稳定下来。被控变量随时间而变化的过程称为系统的过渡响应，又称系统的过渡过程，也就是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。 什么是阶跃作用 是一种突然地从一个数值变化到另一个数值，而且一经加入就持续下去的作用。 什么是动态性能指标？动态性能指标有哪些？（理解定义，能在图中指出） 描述稳定的系统在单位阶跃函数作用下，过程随时间变化状况的指标，称为动态性能指标。对于单位阶跃响应，欠阻尼二阶系统的动态性能指标如下。 峰值时间 过渡过程曲线达到第一峰值时间，它表明控制系统的灵敏度。 调节时间 系统受到输入作用后，被控变量从过渡状态恢复到新的平衡状态所需的时间称为调节时间。它表明