自动控制原理考研复习关键概念解析

"该资源是针对考研复试整理的自动控制原理简答题集合，涵盖了自动控制领域的核心概念，如传递函数、系统校正、主导极点、香农定理、状态转移矩阵等。" 自动控制原理是研究自动化系统设计与分析的基础理论，主要涉及如何使系统按照预设的方式进行工作。在简答题中，以下是一些关键知识点的详细解释： 1. **传递函数**：传递函数描述了一个系统在零初始条件下的输出与输入之间的关系，通常通过拉普拉斯变换来表示。它反映了系统对输入信号的动态响应。 2. **系统校正**：校正是为了改善系统性能，通过添加额外的控制环节，如PID控制器（比例-积分-微分），使得系统满足特定的设计要求，如快速响应、稳定性等。 3. **主导极点**：在闭环系统中，主导极点是指对系统动态响应影响最大的极点，通常是最接近虚轴的一个或一对复数极点。分析主导极点有助于简化高阶系统的分析，因为它在很大程度上决定了系统的响应速度和稳定性。 4. **香农定理**：在数字信号处理中，香农定理规定了无失真地采样连续信号所需的最低采样频率，确保采样后的离散信号能够完全复现原始连续信号。 5. **状态转移矩阵**：状态转移矩阵用于描述线性时不变系统从一个时刻到另一个时刻的状态演变，对于分析系统的动态行为至关重要。 6. **峰值时间**：峰值时间是指系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需要的时间，它是衡量系统瞬态响应速度的指标。 7. **动态结构图**：动态结构图是将系统各个部分的传递函数用方框表示，并通过拉普拉斯变换连接输入和输出信号，用于直观展示系统动态行为的工具。 8. **根轨迹**与**根轨迹渐近线**：根轨迹是开环传递函数的根在s平面上的轨迹，当增益从零变到无穷大时，根轨迹的渐近线描述了系统闭环极点的变化趋势。 9. **脉冲传递函数**：在离散系统中，脉冲传递函数表示系统在零初始条件下，输出的z变换与输入的z变换的比值，与连续系统的传递函数类似。 10. **奈奎斯特定理**：奈奎斯特定理提供了无失真数字信号采样的条件，即采样频率至少为系统最高频率的两倍。 11. **程序控制系统**：这类系统中，输入信号是预先设定的函数，目标是让被控变量精确、迅速地跟随输入，常见于自动化生产线。 12. **稳态误差**：稳态误差是系统长时间运行后，实际输出与期望输出之间的差距，反映系统跟踪能力。 13. **尼克尔斯图**：尼克尔斯图是一种将系统的对数幅频特性和对数相频特性绘制在同一坐标系上的图表，用于分析系统稳定性。 14. **零阶保持器**：在数字控制系统中，零阶保持器用于保持采样时刻的信号值，直到下一个采样时刻，保证连续信号与离散信号之间的转换。 15. **状态反馈**：状态反馈是控制理论中的一个策略，通过将系统状态的线性组合反馈到控制系统中，以改善系统性能。 16. **尼科尔斯曲线(Nyquist曲线)**：尼科尔斯曲线是分析系统稳定性的重要工具，通过逆时针绕过(-1, j0)点的圈数可以判断闭环系统的稳定性。 17. **PD校正**：PD控制器是比例(P)和微分(D)项的组合，特点是能快速响应并减少超调，但可能增加系统的振荡。 这些知识点构成了自动控制原理的核心，理解和掌握它们对于理解控制系统的行为和设计有效的控制策略至关重要。