控制系统设计总结完整版.pdf

一.频谱分析 1. 频谱概念 答：傅里叶级数的系数表示了各次谐波的幅值和相位，这些系数的集合成为频谱。 2. 线状谱，连续谱 答：周期信号对其求傅里叶级数，可得到其频谱，周期信号的频谱是离散的； 非周期信号一般可视为 T →∞的周期信号，对其取傅氏变换得到频谱，一般来说， 其频谱是连续的。非周期信号可以进行周期延拓，这时它的频谱就是对应周期信号的频 谱的包络线，但幅值有可能不同。 3. 典型频谱特性（阶跃谱，常值谱，脉冲谱，余弦谱） 答：脉冲信号的频谱是一常值 A 且包含所有的频率，频谱丰富。 余弦谱若输入为 A cos t ，则其线谱为 f f 处的两个 - 函数 （脉冲函数）构成， 1 1 A A 脉冲函数的面积为 ，即幅值是 。 2 2 常值谱在所有的频段上均为零，仅在零频率（直流）上有一个 - 函数。 阶跃谱有一个连续变化的部分和一个 - 函数， - 函数代表直流分量， 其他各次谐波构 成以连续谱，连续谱随频率增加很快衰减。 （P18） 4. 离散，快速傅里叶变换的区别 答：① DFT 为离散傅里叶变换，是用数值计算的方法求信号的频谱。其一般公式为： N- 1 * -jnk 2 / N F k f p n e ,k 0,1 N - 1 n 0 对一段给定的信号，在一个周期内取 N 个采样点，求其离散傅里叶变换，再除以 N 就 可得对应的线谱。 ② FFT 为快速傅里叶变换，它是为了提高 DFT 的计算效率而提出的。对 FFT 而言，一 般要求时间点数为 2 的整数次方，即 N 2r 。 5. 如何改变谱密度 答：线谱之间的距离 w 2 /T ，增大周期 T ，谱线距离减小，谱密度增大。 6. 频谱的参数有什么影响 答： 二．输入信号和跟踪误差 1. 典型输入信号设计 答： 系统设计时， 输入信号是从工作信号中提取抽象的， 也就是典型工作信号作为系统设 计时的输入信号，一般也作为系统鉴定时的检测信号。 典型信号的确定 P36：①根据系统预定执行的任务来确定 ②确定典型输入时要对实际情况做一些简化 2. 计算误差方法 K B(s) 答： P41；令 G (s) ，当 =0 时为 0 型系统， K 用 K p 表示， =1 时为 I 型系统， s A(s) K 用 K 表示， =2 时为 II 型系统， K 用 K 表示，静态误差： v a 系统类型 静态误差系数 低频部分 G( s) 位置 速度 加速度 0 0 K p 1/(1+ K p ) I 1 0 K /s 1/ K