一简答题：系统组成、校正性质与频段划分15 分#
思路
- 按简答分点作答：列反馈系统组成与性能要求，辨 PI 与 PD 校正性质，再划分三个频段
自动控制系统的基本组成与控制方式
基本概念与信号
本卷考法
- 指出反馈系统基本组成与三项性能要求
本卷实例
- 关键一步：按给定元件逐个对应反馈回路环节
- 中间结果：稳定性、快速性、准确性为三项基本要求
- 卡点：组成元件与性能要求的对应关系易混
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 闭环系统按给定、比较、放大、执行、对象、检测六个环节串联成环
- 按有无反馈分为开环、闭环与复合控制；按给定信号分为恒值、随动与程序控制
- 检测变送元件把被控量转换成可比较的信号，是反馈通道的入口
- 控制系统的基本要求是稳、准、快三条
步骤
- 从工艺或物理描述里找出被控量与操纵量
- 逐个指认给定、比较、控制、执行、对象与检测六个环节对应的实物
- 按信号流向把环节串成闭环方框图
- 说明系统靠什么维持被控量等于给定量
通用考法
- 本卷考过指出反馈系统基本组成与三项性能要求
- 指出系统的被控对象、被控量与操纵量
- 说明检测变送元件在闭环系统中的作用
- 画出给定系统的闭环方框图并说明工作过程
常见易错
- 本卷考过把被控量与操纵量张冠李戴
- 把被控量与操纵量搞反
- 只画方框图而不指认环节，或反之，漏答一半
PID 控制器与参数整定
系统校正
本卷考法
- 判别 PI 与 PD 各属何种校正并说明特点
本卷实例
- 关键一步：从积分与微分作用分别判断校正性质
- 中间结果：PI 提高系统型别、PD 只改善动态
- 卡点：两种校正对稳态误差的影响相反
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 比例项提高快速性但存在稳态误差
- 积分项消除稳态误差但降低稳定性、增大超调
- 微分项提供超前相位改善动态性能但对噪声敏感
- PD 相当于超前校正，PI 相当于滞后校正
步骤
- 按误差类型选择需要引入的环节
- 先调比例再调积分最后调微分
- 用稳定裕度或性能指标校验并微调
通用考法
- 本卷考过判别 PI 与 PD 各属何种校正并说明特点
- 设计 PID 控制器满足给定指标
- 分析各参数变化对系统性能的影响
- 说明微分项对噪声的影响
常见易错
- 本卷考过把 PI 的相位影响误说成超前
- 把 PI 的相位影响说成超前
- 积分增益过大导致系统振荡甚至不稳定
公式
开环对数频率特性的绘制
频域分析
本卷考法
- 说明对数幅频三个频段的划分依据与作用
本卷实例
- 关键一步：以第一个与最后一个转折频率为界划分三段
- 中间结果：中频段对应稳定裕度与动态性能
- 卡点：各频段对性能的影响需分条作答
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
- 本卷考过说明对数幅频三个频段的划分依据与作用
- 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
- 本卷考过把转折频率与截止频率混为一谈
- 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