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武汉大学 856 自动控制理论 2015 年真题思维导图

985 院校共 8 题合计 150 分

难度:中等 8 道大题:一 电路状态空间建模,二 饱和非线性与叠加原理,三 由结构图与单位阶跃响应确定参数,四 增加开环零点对根轨迹的影响,五 由开环幅频渐近线求传函并判稳,六 由对数幅频特性反求原系统与串联校正装置并判稳,七 李雅普诺夫第二法判原点稳定性,八 采样系统单位斜坡稳态误差。多题依赖原卷插图,分值已逐题印出、合计 150。

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1一、电路状态空间建模20 分#

思路
  • 以电感电流和电容电压为状态变量对电路列写状态方程,再把电阻R2上的电压用状态变量表示,得到输出方程。题面含图未读图。
状态空间表达式的建立 状态空间分析
本卷考法
  • 由电路图选定状态变量并列写状态方程与输出方程(第一题)
本卷实例
  • 关键一步:按电感电流与电容电压确定状态变量个数
  • 关键一步:对电感列回路方程、对电容列节点方程并消去非状态量
  • 中间结果:状态向量由两个电感电流与一个电容电压组成
  • 中间结果:输出方程是状态变量与输入的线性组合
  • 卡点:电路拓扑与元件接法以图给出,需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 状态方程为一阶微分方程组,输出方程是状态与输入的代数关系
  • 状态变量的个数等于系统阶数,选取不唯一
  • 状态空间描述可同时刻画内部状态与外部输出
  • 可处理多输入多输出系统
步骤
  • 确定系统阶数并选取状态变量
  • 列写各状态变量的一阶微分方程
  • 写成矩阵形式 x'=Ax+Bu 与 y=Cx+Du
通用考法
  • 本卷考过由电路图选定状态变量并列写状态方程与输出方程(第一题)
  • 由物理系统列写状态空间表达式
  • 判断状态变量选取是否合理
  • 写出系统的 A、B、C、D 矩阵
常见易错
  • 状态变量个数与系统阶数不匹配
  • 输出方程中漏掉直接传递项 D
公式

2二、饱和非线性与叠加原理10 分#

思路
  • 先给出饱和非线性的定义与输出特性,再分别从齐次性与加和性说明非线性系统不满足叠加原理。
本卷考法
  • 说明饱和非线性的定义与输出特性(第二题)
本卷实例
  • 关键一步:从输入超过限幅值后输出基本不变来描述饱和特性
  • 中间结果:饱和环节在小信号区近似线性,在大信号区输出受限
  • 卡点:饱和属于非线性特性,分析时不能套用线性叠加
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 饱和特性降低等效增益,可能引起系统不稳定或自振
  • 死区特性使小信号时增益为零,产生稳态误差
  • 间隙特性引起相位滞后,导致波形畸变与自振
  • 继电特性使系统出现持续振荡并可能产生颤振
步骤
  • 识别非线性环节类型
  • 写出其描述函数或分段数学表达式
  • 分析其对等效增益与稳定性的影响
通用考法
  • 本卷考过说明饱和非线性的定义与输出特性(第二题)
  • 分析饱和或死区对系统性能的影响
  • 求典型非线性的描述函数表达式
  • 说明间隙为何容易引起自振
常见易错
  • 认为饱和总是使系统更稳定
  • 忽略死区在原点附近造成的小信号失效
公式
非线性系统的特点 非线性系统
本卷考法
  • 用饱和特性说明非线性系统不满足叠加原理(第二题)
本卷实例
  • 关键一步:取两个输入分别作用再加起来,比较输出之和与和输入的输出
  • 中间结果:饱和使输入成倍放大时输出不同倍放大,齐次性被破坏
  • 卡点:举一个反例只能说明该环节不满足,不能推广为全部环节
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 不满足叠加原理,输出与初始条件、输入幅值都有关
  • 可能出现自持振荡即极限环
  • 响应可能对初始条件敏感,出现跳跃谐振
  • 线性系统的稳定性概念需要推广为局部稳定性
步骤
  • 确认系统含明显非线性环节
  • 判断该非线性是本质非线性还是可线性化的弱非线性
  • 按非线性分析方法选择描述函数法或相平面法
通用考法
  • 本卷考过用饱和特性说明非线性系统不满足叠加原理(第二题)
  • 说明非线性系统与线性系统的本质差别
  • 指出同步振荡、跳跃谐振等特有现象
  • 判断某系统应选用哪种分析方法
常见易错
  • 把非线性环节线性化后直接沿用线性理论的全部结论
  • 认为非线性系统一定不稳定

3三、由结构图与阶跃响应确定参数30 分#

思路
  • 由结构图用等效化简写出闭环传递函数并化为二阶标准形式;再从单位阶跃响应曲线读取稳态值、峰值与峰值时间,联立反解k1、k2和T。题面含图未读图。
串联、并联与反馈等效 结构图与方框图
本卷考法
  • 由结构图求闭环传递函数(第三题)
本卷实例
  • 关键一步:前向通道相乘后按单位负反馈写出闭环传函
  • 中间结果:闭环特征式为s的二次多项式加上开环增益
  • 卡点:结构图以图给出,反馈极性与环节位置需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 串联环节相乘,并联环节相加(同向)或相减(反向)
  • 负反馈等效为 G/(1+GH),正反馈为 G/(1-GH)
  • 反馈等效的前提是单回路、无交叉
步骤
  • 识别环节之间的连接方式
  • 分别套用串联、并联或反馈等效公式
  • 逐层化简直到只剩一个等效环节
通用考法
  • 本卷考过由结构图求闭环传递函数(第三题)
  • 多环节系统求闭环传递函数
  • 判断反馈极性对分母符号的影响
常见易错
  • 把负反馈的分母写成 1-GH
  • 并联环节相减时符号取反
公式
二阶系统标准形式与阻尼比 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 把闭环传函化为二阶标准形式求阻尼比与自然频率(第三题)
本卷实例
  • 关键一步:把s平方项系数归一化后与二阶标准式逐项比较
  • 中间结果:阻尼比与自然频率均由待定结构参数表示
  • 卡点:不先归一化就直接读系数会把自然频率判错
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 标准形式由自然频率 ωn 与阻尼比 ξ 两个参数确定
  • ξ>1 过阻尼、ξ=1 临界阻尼、0<ξ<1 欠阻尼、ξ=0 无阻尼
  • 闭环极点位置只由 ξωn 与 ωn√(1-ξ²) 决定
  • β=arccos ξ 是极点与负实轴的夹角
步骤
  • 把闭环传递函数化成标准二阶形式
  • 比对系数求出 ωn 与 ξ
  • 写出闭环极点表达式
  • 按 ξ 的取值判断响应类型
通用考法
  • 本卷考过把闭环传函化为二阶标准形式求阻尼比与自然频率(第三题)
  • 由闭环传递函数求 ωn 与 ξ
  • 判断响应是过阻尼还是欠阻尼
  • 在 s 平面上标出闭环极点的位置
常见易错
  • 化为标准形式时忘记把 s² 项系数归一化
  • 把开环增益误当成闭环传递函数的系数
公式
欠阻尼动态性能指标 时域响应与动态性能
本卷考法
  • 由单位阶跃响应的稳态值与峰值时间反求参数(第三题)
本卷实例
  • 关键一步:从响应曲线上读稳态值、峰值与峰值时刻后按公式反解
  • 中间结果:稳态值给出增益关系,峰值时间给出自然频率与阻尼比关系
  • 卡点:响应曲线以图给出,稳态值与峰值时刻需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 超调量只由 ξ 决定,与 ωn 无关
  • 峰值时间、上升时间、调节时间都与 ωn 成反比
  • 调节时间与 ξωn 的乘积成反比,ξωn 是衰减因子
  • 振荡次数与 ξ 直接相关
步骤
  • 由标准形式读出 ξ 与 ωn
  • 用超调量公式先求 ξ
  • 依次代入峰值时间、调节时间、上升时间公式
  • 必要时计算振荡次数
通用考法
  • 本卷考过由单位阶跃响应的稳态值与峰值时间反求参数(第三题)
  • 给定 ξ 与 ωn 求全部动态性能指标
  • 由超调量要求确定 ξ 的取值范围
  • 分析 ωn 变化时各指标如何变化
常见易错
  • 把两种误差带的调节时间系数搞混
  • 峰值时间与上升时间混用
  • 超调量公式中漏乘 100%
公式

4四、增加开环零点对根轨迹的影响10 分#

思路
  • 从渐近线、实轴段、分离会合点与稳定性几方面比较增加开环零点前后的根轨迹变化,按论述题分点作答。
本卷考法
  • 论述增加开环零点对根轨迹形状与系统性能的影响(第四题)
本卷实例
  • 关键一步:从渐近线方向、分离点位置与稳定裕度三方面分别说明
  • 中间结果:增加开环零点使根轨迹整体左移、有利于改善稳定性
  • 卡点:只谈渐近线变化会漏掉分离点与实轴段的变化
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 增加开环零点使根轨迹左移,改善稳定性
  • 增加开环极点使根轨迹右移,恶化稳定性
  • 附加零点会改变分离点位置与渐近线走向
  • 增加极点还可能是系统结构不稳定
步骤
  • 对比增加前后零极点分布
  • 重新判断实轴段与渐近线
  • 分析根轨迹整体移动方向
  • 据此说明对稳定性和动态性能的影响
通用考法
  • 本卷考过论述增加开环零点对根轨迹形状与系统性能的影响(第四题)
  • 说明附加零点对根轨迹形状的影响
  • 判断增加极点后系统是否仍稳定
  • 分析为何某系统需要引入零点
常见易错
  • 只讨论渐近线是否左移右移,忽略分离点变化
  • 把附加零点的影响与附加极点的影响搞反
本卷考法
  • 结合根轨迹绘制法则说明零点对渐近线与实轴段的影响(第四题)
本卷实例
  • 关键一步:按渐近线交点与夹角公式比较加零点前后的变化
  • 中间结果:增加一个开环零点会使渐近线条数与夹角随之改变
  • 卡点:实轴段判据要看该段右侧零极点个数,别漏算新零点
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 起于开环极点、终于开环零点(无穷远零点),分支数等于极点数 n
  • 实轴上某段右侧的零极点总数为奇数时,该段属于根轨迹
  • 渐近线条数为 n-m,交点在实轴上,与实轴夹角等分 360°
  • 根轨迹关于实轴对称
步骤
  • 标出全部开环零极点并判断实轴上的根轨迹段
  • 计算渐近线交点与夹角
  • 求出分离点、出射角、与虚轴交点
  • 按对称性连接各段并标出对应 K 值
通用考法
  • 本卷考过结合根轨迹绘制法则说明零点对渐近线与实轴段的影响(第四题)
  • 按法则绘制根轨迹草图
  • 指出渐近线条数与夹角
  • 判断某段实轴是否属于根轨迹
常见易错
  • 实轴段判据中的零极点个数算错
  • 渐近线夹角公式中的 2k+1 写成 2k
公式

5五、由开环幅频渐近线求传函并判稳10 分#

思路
  • 按频段逐段读渐近线斜率与高度,定出型别、增益和各转折频率对应的典型环节,写出开环传递函数;再由相角裕度或奈奎斯特判据说明稳定性。题面含图未读图。
本卷考法
  • 由开环对数幅频渐近线反求系统传递函数(第五题)
本卷实例
  • 关键一步:由低频段斜率定型别、由低频高度定增益,再按转折频率补环节
  • 中间结果:各斜率变化点对应一阶或二阶典型环节的转折频率
  • 卡点:幅频渐近线以图给出,转折频率与低频高度需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 低频段斜率给出积分环节个数即系统型别
  • 低频段高度或延长线与 0 dB 交点给出开环增益
  • 每个转折频率对应一个一阶或二阶环节
  • 斜率变化 -20 对应惯性环节,+20 对应一阶微分,-40 可能是振荡环节
步骤
  • 读低频段斜率确定型别 v
  • 由低频段高度或延长线确定增益 K
  • 逐个读出转折频率并判断对应环节类型
  • 结合相频曲线与谐振峰判定二阶环节参数
  • 写出并验证传递函数
通用考法
  • 本卷考过由开环对数幅频渐近线反求系统传递函数(第五题)
  • 由给定 Bode 图写出传递函数
  • 由实验频率特性辨识系统模型
  • 检验候选传递函数与曲线是否吻合
常见易错
  • 把延长线交点误当作增益值而未折算型别
  • 斜率变化为 -40 时直接写成一阶环节
公式
本卷考法
  • 按各段斜率写出开环对数幅频表达式(第五题)
本卷实例
  • 关键一步:从低频段起逐段累加斜率写出各频段的幅值表达式
  • 中间结果:同一频率在两个相邻频段的表达式在转折频率处应相等
  • 卡点:逐段改斜率时是累加不是替换,漏累加会把高频斜率算错
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 熟记 lg2≈0.3、lg5≈0.7、20lg2≈6dB
  • 从低频段开始逐段按各环节转折频率改变斜率
  • 低频段斜率由系统型别决定,高度由开环增益决定
  • 每经过一个转折频率斜率就叠加该环节的斜率变化
步骤
  • 把开环传递函数写成典型环节的标准乘积
  • 确定系统型别与开环增益,画出最低频段渐近线
  • 按转折频率从小到大逐段改斜率
  • 逐点叠加得到幅频与相频曲线
通用考法
  • 本卷考过按各段斜率写出开环对数幅频表达式(第五题)
  • 绘制开环对数渐近幅频特性
  • 计算指定频率处的幅值与相角
  • 由低频段斜率与高度判断型别与增益
常见易错
  • 逐段改斜率时忘记累加而非替换
  • 低频段起始高度没有乘上型别的 -20v dB/dec
公式
稳定裕度 频域分析
本卷考法
  • 由最小相位系统的频率特性说明闭环稳定性(第五题)
本卷实例
  • 关键一步:求幅值穿越频率处的相角裕度,据其正负判断稳定性
  • 中间结果:最小相位系统幅频与相频一一对应,可由幅频推出相频
  • 卡点:不要把幅值裕度与相角裕度的特征频率用反
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 相角裕度 γ 在幅值穿越频率 ωc 处定义,γ=180°+∠G(jωc)
  • 幅值裕度 Kg 在相位穿越频率 ωg 处定义,单位可为分贝
  • γ>0 且 Kg>1 时闭环稳定(最小相位系统)
  • γ 主要影响超调,ωc 主要影响响应速度
步骤
  • 由幅频特性求 |G|=1 对应的穿越频率 ωc
  • 由相频特性求 ∠G=-180° 对应的频率 ωg
  • 分别代入公式求相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度符号判断稳定性
通用考法
  • 本卷考过由最小相位系统的频率特性说明闭环稳定性(第五题)
  • 求系统的相角裕度与幅值裕度
  • 由裕度要求反求开环增益
  • 分析增益变化对裕度的影响
常见易错
  • 把 ωc 与 ωg 两个频率用反
  • 幅值裕度取倒数未取,导致结论反了
  • 非最小相位系统仍用同一判据
公式

6六、反求原系统与校正装置并判稳30 分#

思路
  • 由原系统对数幅频特性L0反求G0(s)并用劳斯判据判稳;再由校正装置特性Lc反写Gc(s),对G0(s)Gc(s)列劳斯表判断校正后的稳定性。题面含图未读图。
本卷考法
  • 由原系统对数幅频特性L0反求开环传递函数G0(s)(第六题第1问)
本卷实例
  • 关键一步:按各段斜率与转折频率写出典型环节并定出增益
  • 中间结果:原系统开环传函由积分环节与各转折频率对应的环节组成
  • 卡点:L0曲线以图给出,各转折频率与斜率需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 低频段斜率给出积分环节个数即系统型别
  • 低频段高度或延长线与 0 dB 交点给出开环增益
  • 每个转折频率对应一个一阶或二阶环节
  • 斜率变化 -20 对应惯性环节,+20 对应一阶微分,-40 可能是振荡环节
步骤
  • 读低频段斜率确定型别 v
  • 由低频段高度或延长线确定增益 K
  • 逐个读出转折频率并判断对应环节类型
  • 结合相频曲线与谐振峰判定二阶环节参数
  • 写出并验证传递函数
通用考法
  • 本卷考过由原系统对数幅频特性L0反求开环传递函数G0(s)(第六题第1问)
  • 由给定 Bode 图写出传递函数
  • 由实验频率特性辨识系统模型
  • 检验候选传递函数与曲线是否吻合
常见易错
  • 把延长线交点误当作增益值而未折算型别
  • 斜率变化为 -40 时直接写成一阶环节
公式
本卷考法
  • 由校正装置对数幅频特性Lc写出其传递函数Gc(s)(第六题第2问)
本卷实例
  • 关键一步:由Lc各段的斜率变化定出校正装置的零点与极点
  • 中间结果:校正装置传函由转折频率对应的零点与极点构成
  • 卡点:校正类型不能凭幅频草图臆断,需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 期望特性法直接按指标画出希望的开环对数幅频特性
  • 用期望特性减去未校正特性得到校正装置特性
  • 关键是确定低频段高度、中频段宽度与高频段斜率
  • 中频段斜率一般取 -20 dB/dec 并保持足够宽度
步骤
  • 按稳态要求确定低频段斜率与高度
  • 按相角裕度要求确定中频段宽度与截止频率
  • 按抗噪要求确定高频段斜率
  • 相减求得校正装置并检验可实现性
通用考法
  • 本卷考过由校正装置对数幅频特性Lc写出其传递函数Gc(s)(第六题第2问)
  • 用期望特性法设计校正装置
  • 说明中频段宽度与相角裕度的关系
  • 由校正装置特性反写传递函数
常见易错
  • 期望特性的中频段取窄导致裕度不足
  • 相减后得到的特性不可物理实现却未检查
公式
劳斯判据 稳定性分析
本卷考法
  • 用劳斯判据判断校正前后系统的稳定性(第六题第1、2问)
本卷实例
  • 关键一步:由闭环特征方程列劳斯表并检查首列符号变化
  • 中间结果:首列符号变化次数给出右半平面闭环极点的个数
  • 卡点:首列出现零时按无穷小量法处理,不能直接下结论
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 特征方程各项系数全为正只是必要条件,不充分
  • 劳斯表首列元素全部同号 ⇔ 系统稳定
  • 首列符号变化次数等于右半平面闭环极点数
  • 首列出现 0 时需用 ε 法或乘辅助多项式处理
步骤
  • 写出闭环特征方程并整理成降幂排列
  • 若某次幂系数缺项,该项补零
  • 列劳斯表:前两行为系数,之后各行按交叉相减
  • 检查首列符号:全同号则稳定,有变号则数出个数
通用考法
  • 本卷考过用劳斯判据判断校正前后系统的稳定性(第六题第1、2问)
  • 判断给定系统的稳定性
  • 指出右半平面闭环极点的个数
  • 求使系统稳定的参数范围
常见易错
  • 系数有缺项时不补零,直接套用判据
  • 首列出现 0 后仍按常规继续算,未用 ε 法
公式

7七、李雅普诺夫第二法判稳定性30 分#

思路
  • 对两个二阶线性定常系统分别选取正定二次型李雅普诺夫函数,令其沿轨线对时间的导数为负定,据此判断原点稳定性。
李雅普诺夫稳定性分析 状态空间分析
本卷考法
  • 用李雅普诺夫第二法判断二阶系统原点的稳定性(第七题)
本卷实例
  • 关键一步:选取正定二次型V,令其沿轨线对时间的导数为负定判稳
  • 中间结果:对线性定常系统可先解李雅普诺夫方程得到正定矩阵P
  • 卡点:只验证V正定而漏掉V导数的符号会得到不完整结论
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 第一法通过线性化系统的特征值判断原系统的局部稳定性
  • 第二法用李雅普诺夫函数直接判断稳定性,无需解方程
  • 李雅普诺夫函数正定且其导数为负定则渐近稳定
  • 线性定常系统中李雅普诺夫方程有正定解等价于系统稳定
步骤
  • 选取或构造李雅普诺夫函数
  • 沿系统轨迹求其对时间的导数
  • 判断函数与导数的正负定性
  • 据此得出稳定性结论
通用考法
  • 本卷考过用李雅普诺夫第二法判断二阶系统原点的稳定性(第七题)
  • 用李雅普诺夫方程判断系统稳定性
  • 构造李雅普诺夫函数证明渐近稳定
  • 分析非线性系统的稳定性范围
常见易错
  • 李雅普诺夫方程中 P、Q 的角色混用
  • 只判断 V 正定就下结论而未检查导数
公式

8八、采样系统单位斜坡稳态误差10 分#

思路
  • 对含采样开关的连续部分求脉冲传递函数,写出误差脉冲传函;先判断离散系统稳定性,再用终值定理求单位斜坡输入下的稳态误差。题面含图未读图。
脉冲传递函数 离散控制系统
本卷考法
  • 求采样系统的开环与误差脉冲传递函数(第八题)
本卷实例
  • 关键一步:对连续部分做z变换,注意采样开关与保持器的位置
  • 中间结果:误差脉冲传函由开环脉冲传函构成
  • 卡点:采样系统结构以图给出,开关与保持器位置需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 脉冲传递函数是零初始条件下输出与输入 z 变换之比
  • 连续环节串联时若中间没有采样开关,不能直接相乘
  • 闭环脉冲传递函数的写法取决于采样开关的位置
  • G(z)=Z[G(s)] 中的保持器要一并计入
步骤
  • 确定采样开关位置并画出离散化结构图
  • 对包含保持器的连续部分整体做 z 变换
  • 按串并联或反馈等效写出脉冲传递函数
通用考法
  • 本卷考过求采样系统的开环与误差脉冲传递函数(第八题)
  • 求开环或闭环脉冲传递函数
  • 比较不同采样开关位置对结果的影响
  • 由连续传递函数求脉冲传递函数
常见易错
  • 把两个无采样开关隔开的连续环节直接相乘
  • 忘记把零阶保持器计入 G(z)
公式
离散系统稳定性分析 离散控制系统
本卷考法
  • 判断采样系统在求稳态误差前是否稳定(第八题)
本卷实例
  • 关键一步:求闭环特征方程后检查其根是否都在单位圆内
  • 中间结果:离散系统稳定的充要条件是全部闭环极点模小于一
  • 卡点:未判稳就套终值定理会得到无意义的稳态误差
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 闭环脉冲传函的极点全部位于 z 平面单位圆内则稳定
  • 可直接求解特征根,也可用朱里判据或 w 变换后套劳斯判据
  • w 变换把单位圆内映射到左半平面
  • 采样周期增大会使稳定性变差
步骤
  • 写出闭环脉冲传递函数的特征方程
  • 选择方法:求根、朱里判据或 w 变换后用劳斯判据
  • 对含参数的系统求使稳定成立的参数范围
  • 必要时分析采样周期对稳定域的影响
通用考法
  • 本卷考过判断采样系统在求稳态误差前是否稳定(第八题)
  • 判断离散系统是否稳定
  • 求使系统稳定的采样周期或增益范围
  • 用 w 变换后套用劳斯判据
常见易错
  • 把稳定条件写成实部小于零而不是模小于 1
  • w 变换公式记错导致映射关系颠倒
公式
离散系统的稳态误差 离散控制系统
本卷考法
  • 求单位斜坡输入下采样系统的稳态误差(第八题)
本卷实例
  • 关键一步:由误差脉冲传函按终值定理求稳态误差
  • 中间结果:稳态误差与采样周期及开环脉冲传函在z等于一处的值有关
  • 卡点:离散稳态误差不能直接套连续域的静态误差系数公式
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
  • 误差由输入类型与开环脉冲传函中 z=1 处极点的个数决定
  • 型别由 G(z)H(z) 中 z=1 处极点的重数确定
  • 用终值定理求稳态误差,前提是系统稳定
  • 采样周期也影响稳态误差大小
步骤
  • 求误差脉冲传递函数
  • 数出 z=1 处极点重数确定型别
  • 查表或用终值定理求稳态误差
  • 分析采样周期变化对误差的影响
通用考法
  • 本卷考过求单位斜坡输入下采样系统的稳态误差(第八题)
  • 求离散系统在典型输入下的稳态误差
  • 由稳态误差要求反求开环增益
  • 分析采样周期对稳态精度的影响
常见易错
  • 直接用 s 域静态误差系数公式处理离散系统
  • 未判稳就用终值定理
公式