自动控制理论复习参考答案

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一名词解释

1频率响应:它是系统随不同频率正弦输入信号的响应的特性。

2反馈:是指把系统的输出量引入到它的输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的工程。

3稳态误差:当t趋向无穷时,系统的参考输入与输出之间的误差就是系统稳态误差。

4最大超调量:系统在过渡过程中第一次达到峰值和其稳态值的差与其稳态值之比。

5单位阶跃响应:输入信号为单位阶跃信号时的系统输出响应。

6相位裕量γ:在剪切频率处,使系统达到稳定状态所能接受的附加相位滞后角。

7滞后一超前校正:同时改善系统的动态和稳定性能的校正。

8稳态响应:当t趋近于无穷时系统的时域响应。

9频率特性:它是系统随不同频率正弦输入信号的响应的特性。

10调整时间:阶跃响应曲线开始进入偏离稳态值±Δ的误差范围(一般Δ为稳态值的5%或2%),并从此不再超越这个范围的时间称为系统的调整时间,用ts表示之。

11峰值时间:瞬态响应第一次出现峰值的时间

12截止频率:保持输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。

13谐振峰值:幅频特性G(w)的最大值Mr。

14谐振频率:系统频率响应发生谐振时对应的频率。

15幅值穿越频率:系统开环频率特性上幅值为1时所对应的角频率称为幅值穿越频率。

16相位穿越频率:系统开环频率特性上相位等于-180°时所对应的角频率。

17幅值裕量:设定幅值时在额定值基础上多加的一定比例。

18自动控制:是指在没有人直接参与的条件下,利用控制装置使被控对

象的某些物理量(或状态)自动地按照预定的规律去运行。

19状态变量:能够完全描述动态系统时域行为的所含变量个数最少的变量组

20零阶保持器:零阶保持器把采样时刻(kT)的采样值恒定不变地保持到下一个采样周期(k+1)T。

二求传递函数

B错误!未找到引用源。–K*Xo=m错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=Ls+错误!未找到引用源。错误!未找到

引用源。=R

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。B错误!未找到引用源。–错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。Xo

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

三、已知系统方框图如下,求传递函数

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=1

错误!未找到引用源。=1+错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=1 错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=1-错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=1 错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=1+错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=1 错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=1+错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=1-错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

四根据Z=N+P Z=0系统稳定Z错误!未找到引用源。系统不稳定

(a )N=2 (b )N=0 (c )N=0 (d )N=0 (e )N=0

五、计算

1、设某二阶系统的单位阶跃响应曲线如图所示,如果该系统为单位反馈型式,试确定其开

环传递函数。

由图可知 p t =0.2 p M =0.1 得 ξ=0.79 n ω=25.6

代入得闭环传递函数G (s )=36.655448.4036

.6552++s s

开环传递函数G(s)H(s)=s

s 448.4036

.6552+

2、某系统如图所示,试求其无阻尼自然频率

n ω,阻尼比ζ

,超调量σ%,峰值时间

p

t

()()()2222

K = 3-132Js +Fs+K

n n n C s R s s s ωζωω=+

+p t d πω=

=

调整时间

s t 。

(设误差带宽度取±2% )

G(s)=

)

125(100

+s s H (s )=0.04

)()(s X s X i o =)

()(1)

(s H s G s G +=25

42514

2+

+s s

n ω=0.4 ξ=0.05

2004

.0*05.04

4

02.

0==

=

∴±=?n

s t ?ω

六、已知系统的开环传递函数)()(s

H s G 的幅频特性曲线如图示,且)()(s H s G 为最小相位

系统。试求

)()(s H s G

= ?

G(s)H(s)=)

10

1(s s K + G(s)H(s)=K (1+10

s ) G(s)H(s)=)2.01()

101(s K ++

205lg K =0 20lgK=0 20lg 2.0K =40lg 2

.01

)

p t d ω=

G(s)H(s)=

10

1s K + G(s)H(s)=

5

1s Ks

+ 20lgK=20 20lgK=0

十、判断正误

1、各项时域指标(最大超调量,调整时间等)是在斜坡信号作用下定义的。

2、对于结构不稳定系统,可以通过改变某些系统结构参数而使其稳定。

3、对于最小相位系统,增益裕量和幅值裕量为正的系统是稳定的。

4、增加系统开环传递函数中积分环节数目有利于系统稳定,有利于提高系统稳态精度。

5、系统的传递函数是输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,所以与输入信号有关。

6、稳态误差的大小与系统型号无关。

7、在一个系统中,若K 某些值时,系统稳定。则系统为条件稳定系统。 8、在波德图上,“O ”型与“I ”型系统的幅频特性的低频段斜率不同。 9、右半平面既无零点又无极点的传递函数对应的系统为最小相位系统。 10、相位超前较正有利于提高系统的快速性。

11、在[S]平面上,系统的闭环极点离虚轴越远,则其对应的时间响应分量衰减越快。 12、扰动信号作用下的稳态误差是否为零与其作用点之后积分环节的多少有关。

十一、试求图示系统的稳态误差。

可为比例、比

例加积分或比例加积分加微分控制器,具体参数自己假定。

ω

十二、1、已知系统的单位阶跃响应为

,求系统的单位脉冲响应。若对该

系统输入正玄信号

,求其稳态输出。

g(t)=t o e t X 1.0'

2.0)(-= G(s)=

1.02.0+s G(jw)=jw

+1.02

.0

又w=5 所以G(jw)=

51.02.0j + 04.01

.052.0G(jw)22=+=

o 9.881

.05

arctan

-=-=? 稳态输出X (t )=0.04sin (5t-o

9.88

)

2、某系统的传递函数为

,当输入为

时,试求其稳态输出。

jw 327G(jw)+=

w=32 所以j 227G(jw)+= 47.22

27G(jw)22=+=

o 4522arctan -=-=? 稳态输出X (t )=2.477

)454532sin(o

o t -+=0.35sin 32t

十三、已知某最小相位系统的开环对数幅频特性如图所示,写出该系统的开环传递函数,

并计算c ω 处的相位裕量。画出相频特性,并说明系统是否稳定。

G(s)H(s)=)

600

1)(2001)(21()141

(++++s s s s K

40K 4

20

lg 2024lg 402lg 20=+=得K

所以G(s)H(s)=)

600

11)(20011)(211()141

(40++++s s s s

600

20arctan 20020arctan 420arctan 220arctan

90--+--=o ?=o o o 21.103)21.13(90-=-+- γ=180°-103.21°

相频特性可知N=0 已知P=0 所以Z=0 系统稳定

十四、填空题

1,系统的闭环传递函数为G(s)= 11

+TS ,其单位脉冲响应g(t)= T t e T

-1

__,其

单位阶跃响应为c(t)=__1-T

t e -_。

2,线性系统稳定的充要条件是__闭环系统的所有特征根都在s 的左半平面__。 3,线性一阶、二阶系统稳定的充要条件是___所有系数均为正__,线性三阶系统稳定的充要条件是__所有系数均为正且中间两项系数之积大于两边系数之积__。 4,线性连续‘0’型系统稳态速度误差系数Kv=_0_,加速度稳态误差系数 Ka=_0_。线性连续‘Ⅰ’型系统稳态速度误差系数Kv=____K____ , 加 速度稳态误差系数Ka=_0_。

5,已知系统开环放大倍数为K.若是‘0’型系统,则输入单位阶跃信号时静差为__

K

11

__,若是‘Ⅰ’型系统,则输入单位阶跃信号时静差为__0____,若是‘Ⅱ’型 系统,则输入单位加速度信号时静差为__

K

1

__。 6,Nyquist 稳定判据的内容是_奈氏曲线逆时针包围(-1j ,0)点的圈数等于s 平面右半平面的极点数__。

7,在“BODE ”图上,描述系统动态品质的频域指标有__剪切频率__,__幅值裕量__,__相位裕量__,__截止频率__。

8,开环频率特性的低频段主要影响系统阶跃相应的__稳态精度__,高频段主要影响系统阶跃相应的__快速性__中频段主要影响系统阶跃相应的__稳定性__。

9、控制系统的要求有三个方面,它们是 稳定性 , 准确性 , 快速性 。

10、反馈控制的基本原理是检测输出量的 偏差 用以纠正输出量的 偏差 。

11、使用Nyquist 稳定判据时,公式N=Z – P 中N 代表 奈氏曲线顺时针包围(-1j ,

0)点的圈数 , Z 代表 s 右半平面的闭环极点数 ,P 代表 s 右半平面的开环零点数 。

4、控制系统基本由 给定 元件、 测量 元件、 比较 元件、 放大 元件、 执行 元件、 校正 元件等组成。控制系统的输入常称为 给定 量,输出常称为被控制 量。

5、闭环幅频特性下降到其零频值的0.707倍时对应的频率值叫做 截止频率 ,此值越大,系统的快速性 越好 。

自动控制原理答案

第一章 习题答案 习 题 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ,b 与c ,d 用线连接成负反馈状态; (2) 画出系统方框图。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理,指出 被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P

并联后跨接到同一电源0 E 的两端,其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结,组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵;输出轴则由直流电动机经减速后带动,电动机采用电枢控制的方式工作。 试分析系统的工作原理,指出系统的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽 机转速控制系统如题1-5图所示。 其工作原理是:当蒸汽机带动负载 转动的同时,通过圆锥齿轮带动一 对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链 可带动套筒上下滑动,套筒装有平 衡弹簧,套筒上下滑动时可拨动杠 杆,杠杆另一端通过连杆调节供汽 阀门的开度。在蒸汽机正常运行 时,飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡,套筒保持某个高度,使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速 ω下降,则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动,并通过杠杆增大供汽阀门的开度,从而使蒸汽机的转速回升。同理,如果由于负载减小使蒸汽机的转速 ω增加,则飞锤因离心力增加而使套筒上滑,并通过杠杆减小供汽阀门的开度,迫使蒸汽机转速回落。这样,离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响,使蒸汽机的转速 ω保持在某个期望值附近。 指出系统中的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时,摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量及给定量,画出系统方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统

自动控制原理复习题..

复习题 一、选择题: 1、线性定常二阶系统的闭环增益加大: A 、系统的快速性愈好 B 、超调量愈大 C 、峰值时间提前 D 、对系统的动态性能没有影响 2、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比) ()()(s N s M s G = 则闭环特征方程为: A 、N(S) = 0 B 、N(S)+M(S) = 0 C 、1+ N(S) = 0 D 、与是否为单位反馈系统有关 3、非单位反馈系统,其前向通道传递函数为G(S),反馈通道传递函数为H(S),则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差)('s E 之间有如下关系: A 、 )(')()(s E s H s E = B 、)()()('s E s H s E = C 、 )(')()()(s E s H s G s E = D 、)()()()('s E s H s G s E = 4、已知单位反馈系统的开环传递函数为)22(4 +s s ,则其幅值裕度)(dB h 等于: A 、0 B 、∞ C 、4 D 、 22 5、积分环节的幅频特性,其幅值与频率成: A 、指数关系 B 、正比关系 C 、反比关系 D 、不定关系 6、下列串联校正装置的传递函数中,能在1=c ω 处提供最大相位超前角的是: A 、1110++s s B 、11.0110++s s C 、15.012++s s D 、1 1011.0++s s 7、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5%,则其阻尼比ξ的范围为: A 、ξ>1 B 、0<ξ<1 C 、1>ξ>0.707 D 、0<ξ<0.707 8、一阶系统的闭环极点越靠近平面的s 原点,其 A 、响应速度越慢 B 、响应速度越快 C 、准确度越高 D 、准确度越低 9、系统时间响应的瞬态分量 A 、是某一瞬时的输出值 B 、反映系统的准确度 C 、反映系统的动特性 D 、只取决于开环极点 10、某系统单位斜坡输入时,∞=ss e ,说明该系统: A 、闭环不稳定 B 、闭环传函中至少有一个纯积分环节 C 、开环一定不稳定 D 、是0型系统

自动控制原理试卷有参考答案

一、填空题(每空1分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 ()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(s)表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率=n ω 1.414, 阻尼比=ξ0.707, 该系统的特征方程为2220s s ++=, 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换与 输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为222221 1 K T τωωω++; 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2 180arctan 1T T τωω τω---+)。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的快速性 .

自动控制原理总复习资料完美

第一章的概念 1、典型的反馈控制系统基本组成框图: 2、自动控制系统基本控制方式:(1)、反馈控制方式;(2)、开环控制方式;(3)、复合控制方式。 3、基本要求的提法:可以归结为稳定性、准确性和快速性。 第二章要求: 1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法; 2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质; 3、明确传递函数与微分方程之间的关系; 4、能熟练地进行结构图等效变换; 5、明确结构图与信号流图之间的关系; 6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数; 例1 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数: ) ( ) ( , ) ( ) ( 1 2 1 1 s R s C s R s C , ) ( ) ( , ) ( ) ( 2 1 2 2 S R S C s R s C 。 4 3 2 1 3 2 1 1 2 4 3 2 1 1 1 1 1 ) ( ) ( , 1 ) ( ) ( ) ( G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C - - = - = 串连补偿 元件 放大 元件 执行元 件 被控对 象 反馈补偿元件 测量元件 输出量 主反馈 局部反馈 输入量 --

例2 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数: ) () (,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。 例3: 将上图汇总得到: U i (s ) U o (s ) U o (s U (s 2I C (s ) -1 -1 -1 1/R 1 1/C 1s 1/C 2s 1/R 2 1()i t 2()i t 1()u t ()c t () r t 1R 2R 1C 2C +_ +_ + _Ka 11C s 21C s 21 R 1R ()R s () C s 1() U s 1()U s 1() U s 1() I s 1()I s 2() I s 2() I s 2()I s () C s (b) (t) i R (t) u r(t)111 =-?-=(t)]dt i (t)[i C 1 (t)u 2111(t) i R c(t) (t)u 22 1 =-?=(t)dt i C 1c(t)22 + _ + _ + -11C s 2 1R 21C s 1 1R ()R s () C s (s)H(s)(s)G G 1(s)(s)G G R(s)C(s)2121+=(s)H(s)(s)G G 1(s)G -N(s)C(s) 212+=∑?=n K K P P 1

自动控制原理答案

《自动控制原理》习题参考答案 第1章 1.7.2基础部分 1.答:开环控制如:台灯灯光调节系统。 其工作原理为:输入信号为加在台灯灯泡两端的电压,输出信号为灯泡的亮度,被控对象为灯泡。当输入信号增加时,输出信号(灯泡的亮度)增加,反之亦然。 闭环控制如:水塔水位自动控制系统。 其工作原理为:输入信号为电机两端电压,输出信号为水塔水位,被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时,通过检测装置检测到水位下降,将此信号反馈至电机,电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压,通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。 2.答:自动控制理论发展大致经历了几个阶段: 第一阶段:本世纪40~60年代,称为“经典控制理论”时期。 第二阶段:本世纪60~70年代,称为“现代控制理论”时期。 第三阶段:本世纪70年代末至今,控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。 3.答:开环控制:控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用,即系统的输 出量与对控制量没有影响。 闭环控制:指控制装置与被空对象之间既有正向作用,又有反向联系控制的过程。 开环控制与闭环控制的优缺点比较: 对开环控制系统来说,由于被控制量和控制量之间没有任何联系,所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。 对闭环控制系统来说,由于采用了负反馈,固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感,因此,有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4.答:10 线性定常系统;(2)非线性定常系统; (3)非线性时变系统;(4)非线时变系统; 1.7.3 提高部分 1.答:1)方框图: 2)工作原理:假定水箱在水位为给定值c(该给定值与电位器给定电信ur对应),此时浮子处于平衡位置,电动机无控制作用,水箱处于给定水位高度,水的流入量与流出量保持不变。当c增大时,由于进水量一时没变浮子上升,导致c升高,给电信计作用后,使电信计给电动机两端电压减小,电动机带动减齿轮,使控制阀开度减小,使进水量减小,待浮

专升本《自动控制理论》试卷有答案

专升本《自动控制理论》 一、(共34题,共154分) 1. 洗衣机是将洗涤、漂洗、脱水三个过程按设定的程序流程,顺序控制相应的进水阀门开通或关断、电机的启动,正反转和停止等操作,达到洗涤衣物的目的。其控制方式为:( ) (4分) A.反馈控制 B.开环控制 C.复合控制 D.变频控制 .标准答案:B 2. 传递函数是一种用系统参数表示输入量与输出量之间关系的表达式,它取决于:( ) (4分) A.输入量的形式 B.输出量的形式 C.系统的结构和参数 D.系统的初始条件 .标准答案:C 3. 图1所示的系统方框图对应的系统闭环传递函数为( ) 图1 (4分) A. B. C. D. .标准答案:B 4. 控制系统的性能分动态性能和稳态性能两类,以下选项中( )不属于系统在阶跃信号下的动态性能指标。(4分) A.超调量 B.峰值时间 C.调节时间 D.精度 .标准答案:D 5. 典型二阶控制系统的阻尼比决定了系统的阻尼程度,当阻尼比为0时,该系统的单位阶跃响应会是:( ) (4分) A.等幅振荡 B.衰减振荡 C.发散振荡 D.单调上升 .标准答案:A 6. 已知一系统的闭环传递函数,其主导极点为( ) (4分) A.-1 B.-3 C.-1+j, -1-j D.-10 .标准答案:C 7. 控制系统如图2所示图2 系统稳定时K值范围为( ) (4分) A.K >10 B.0 .标准答案:A 8. {系统的根轨迹,如图3所示,(4分) A. B. C. D. .标准答案:B 9. 某最小相位系统的开环幅相曲线如图4所示( ) 图4 (4分) A.相角裕度PM B.相角裕度PM C.相角裕度PM>0,系统稳定。 D.相角裕度PM>0,系统不稳定。 .标准答案:C 10. 已知一最小相位校正器的开环幅频特性曲线如图4所示。

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∑??=i i i s s Q s H ) ()(1 )(第一章:1 闭环系统(或反馈系统)的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用 。2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制 在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。 自动控制系统 由控制器和被控对象组成,能够实现自动控制任务的系统。 被控制量 在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量 作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。 扰动量 干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。 反馈 通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 负反馈 反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。 负反馈控制原理 检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。 开环控制系统 系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统 凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。 自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统 复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。 自动控制系统组成 闭环负反馈控制系统的典型结构如图1.2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 1.给定元件 给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号),这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。给定元件通常不在闭环回路中。2.测量元件 测量元件也叫传感器,用于测量被控制量,产生与被控制量有一定函数关 系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的 信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度,还要有足够宽的频带。3.比较无件 用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的,如测角位移的旋转变压器和自整 角机等。4.放大元件 对信号进行幅值或功率的 放大,以及信号形式的变换.如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5.执行元件 用于操纵被控对象,如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6.校正元件 用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正;校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7.被控对象 控制系统所要控制的对象,例如水箱水位控制系统中的水箱、房间温度控制系统中的房间、火炮随动系统中的火炮、电动机转速控制系统中电机所带的负载等。设计控制系统时,认为被控对象是不可改变的,它的输出即为控制系统的被控制量。8.能源元件 为控制系统提供能源的元件,在方框图中通常不画出。 对控制系统的基本要求1.稳定性 稳定性是系统正常工作的必要条件。2.准确性 要求过渡过程结束后,系统的稳态精度比较高,稳态误差比较小.或者对某种典型输入信号的稳态误差为零。3.快速性 系统的响应速度快、过渡过程时间短、超调量小。系统的稳定性足够好、频带足够宽,才可能实现快速性的要求。 第二章:1、建立系统的微分方程,绘制动态框图并求传递函数。3、传递函数 在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。传递函数的概念适用于线性定常单输入、单输出系统。求传递函数通常有两种方法:对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络,一般采用运算阻抗的方法求传递函数。4、结构图的变换与化简 化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则:对任一环节进行变换时,变换前后该环节的输人量、输出量及其相互关系应保持不变。化简方框图的主要方法就是将串联环节、并联环节和基本反馈环节用一个等效环节代替。化简方框图的关键是解除交叉结构, 即移动分支点或相加点,使被简化的环节中不存在与外部直接相连的分支点和相加点。5、利用梅森(Mason)公式求传递函数。 )(s Q i 第i 条前向通路传递函数的乘积。?流图的特征式= 1 - 所有回路传递函数乘积之和+每两个互不接触回路传递函数乘 积之和-每三个 (1) ∑∑-+ b c c b a a L L L ..........条前向通路接触的回路 中处除去与第从余子式i ,??i 第三章:1、一阶系统对典型输入信号的输出响应。(单位)阶跃函数(Step function )0,)(1≥t t ;(单位)斜坡函数(Ramp

自动控制原理知识点复习资料整理

自动控制原理知识点总结 第一章 1、自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。 2、被控制量:在控制系统中.按规定的任务需要加以控制的物理量。 3、控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。 4、扰动量:干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入。 5、反馈:通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。 6、负反馈:反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。 7、负反馈控制原理:检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。 8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。 9、开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。 10、闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。主要特点:抗扰动能

力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。 11、控制系统的性能指标主要表现在: (1)、稳定性:系统的工作基础。 (2)、快速性:动态过程时间要短,振荡要轻。 (3)、准确性:稳态精度要高,误差要小。 12、实现自动控制的主要原则有:主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。 第二章 1、控制系统的数学模型有:微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。 2、传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比 3、求传递函数通常有两种方法:对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络,一般采用运算阻抗的方法求传递函数。 4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则:对任一环节进行变换时,

自动控制原理试题及答案

自动控制原理 一、简答题:(合计20分, 共4个小题,每题5分) 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小,请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现?并解释原因。 2. 大多数情况下,为保证系统的稳定性,通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少?为什么? 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明,对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示,其中质量为m 公斤,弹簧系数为k 牛顿/米,阻尼器系数为μ牛顿秒/米,当物体受F = 10牛顿的恒力作用时,其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下,(合计20分, 共2个小题,每题10分) 1) 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标:超调量%σ,调 节时间s t 和峰值时间p t ; 2) 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时,求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示,c ω位于两个交接频率的几何中心。 1) 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2) 计算超调量%σ和调节时间s t 。(合计20分, 共2个小题,每题10分) [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, 1s t ?= 五、某火炮指挥系统结构如下图所示,()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ,输出位置的容许误差小于2o ,求: 1) 确定满足上述指标的最小K 值,计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量; 2) 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+,试计算相位裕量。 (合计20分, 共2个小题,每题10分) L ()/ -20 5c

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G1(s)+G2(s)(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率= n ω 阻尼比=ξ ,0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= , 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的 开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?, 其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉

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自动控制原理试题库含 答案 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 ()G s ,则G(s)为G1(s)+G2(s)(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率 n ω 阻尼比=ξ,0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= , 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传 递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?, 其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。

2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为 2(1)(1) K s s Ts τ++ 为arctan 180arctan T τωω--。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率 c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的。 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:稳定性、快速性和准确性。 2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。一阶系统传函标准形式是1 ()1 G s Ts = +,二阶系统传函标准形式是22 2 ()2n n n G s s s ωζωω=++。 3、在经典控制理论中,可采用劳斯判据、根轨迹法或奈奎斯特判据等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型,取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。

自动控制原理总复习资料(完美)

总复习 第一章的概念 1、典型的反馈控制系统基本组成框图: 2、自动控制系统基本控制方式:(1)、反馈控制方式;(2)、开环控制方式;(3)、复合控制方式。 3、基本要求的提法:可以归结为稳定性(长期稳定性)、准确性(精度)和快速性(相对稳定性)。 第二章要求: 1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法; 2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质; 3、明确传递函数与微分方程之间的关系; 4、能熟练地进行结构图等效变换; 5、明确结构图与信号流图之间的关系; 6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数; 例1 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数: )()(,)()(1211s R s C s R s C ,) () (,)()(2122S R S C s R s C 。

4 3213211243211111)() (,1)()()(G G G G G G G s R s C G G G G s G s R s C --= -= 例2 某一个控制系统动态结构图如下,试分别求系统的传递函数: ) () (,)()(,)()(,)()(s N S E s R s E s N s C s R s C 。 例

例4、一个控制系统动态结构图如下,试求系统的传递函数。 X r 5 214323 211)()(W W W W W W S X S X r c ++= 例5 如图RLC 电路,试列写网络传递函数 U c (s)/U r (s). 解: 零初始条件下取拉氏变换: 例6某一个控制系统的单位阶跃响应为:t t e e t C --+-=221)(,试求系统的传递函数、微分方程和脉冲响应。 解:传递函数: )1)(2(2 3)(+++=s s s s G ,微分方程:)(2)(3)(2)(3)(2 2t r dt t dr t c dt t dc dt t c d +=++ 脉冲响应:t t e e t c 24)(--+-= 例7一个控制系统的单位脉冲响应为t t e e t C ---=24)(,试求系统的传递函数、微分方程、单位阶跃响应。 (t) )()() ()(2 2t u t u dt t du RC dt t u d LC r c c c =++11 )()()(2 ++==RCs LCs s U s U s G r c ) ()()()(2s U s U s RCsU s U LCs r c c c =++=?k K K P 1

2020年自动控制理论试卷A答案

自动控制理论试卷A 答案 一、填空题(每空 1 分,共20分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 输入量 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为 G 1(s)+G 2(s) (用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 4、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 、 快速性 和 准确性 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 1050.20.5s s s s +++ 。 6、根轨迹起始于 开环极点 ,终止于 开环零点 。 7、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是1()1 G s Ts = +,二阶系统传函标准形式是 222()2n n n G s s s ωζωω=++ 。 8、在经典控制理论中,可采用 时域法 、 根轨迹 法或 频域法 等方法判断线性控制系统稳定性。 9、控制系统的数学模型,取决于系统 结构 和 参数 , 与外作用及初始条件无关。 10、在水箱水温控制系统中,受控对象为 水箱 ,被控量为 水温 。 二、选择题(每题 2 分,共10分) 1、采用负反馈形式连接后,则 ( D ) A 、一定能使闭环系统稳定; B 、系统动态性能一定会提高; C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除; D 、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。 2、适合应用传递函数描述的系统是 ( A )。 A 、单输入,单输出的线性定常系统; B 、单输入,单输出的线性时变系统; C 、单输入,单输出的定常系统; D 、非线性系统。

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章 绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答:1开环系统 (1) 优点:结构简单,成本低,工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时,可得到满意的效果。 (2) 缺点:不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化,外来未知扰动存在时,控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点:不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值,都会产生控制作用去清除此偏差,所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点:主要缺点是被控量可能出现波动,严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈?为什么闭环控制系统常采用负反馈?试举例说 明之。 解答:将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如,一个温度控制系统通过热电阻(或热电偶)检测出当前炉子的温度,再与温度值相比较,去控制加热系统,以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型(线性,非 线性,定常,时变)? (1)22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ (2)()2()y t u t =+ (3)()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ (4)() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= (5)22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= (6)2() ()2() dy t y t u t dt +=

《自动控制原理》复习资料

《自动控制原理》复习资料 教师:褚晓锐 副教授 1、 既有前向通路又有反馈通路的控制方式称为闭环(或反馈)控制。 2、 自动控制系统按照给定量的变化规律不同分为定值(或恒值)控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 3、 对控制系统的要求是稳、准、快。 4、 离散系统闭环传递函数为1 ()z z a Φ= -,则该系统稳定的充分必要条件是||1a < 。 5、 在二阶系统中引入比例-微分控制会使系统的阻尼系数增加。 6、已知单位反馈系统的开环传递函数50 ()(0.11)(5) G s s s s =++,则在斜坡信号作用下的稳 态误差为0.1。 7、 无源网络如下,求该网络的传递函数U o (s)/U i (s)。 解:111 11111111R C s R Z R C s R C s ′ ==++ 22 222211 R C s Z R C s C s +=+ = 22121211222 121212112212()()1 ()()1 o i U s Z R R C C s R C R C s U s Z Z R R C C s R C R C R C s +++==+++++ 8、 系统结构图如下,利用梅森公式求系统的传递函数C (s )/R (s )。

解: 一个前向通路:112341,1p G G G G =?=, 三个单独回路:123422343312341,,L G G G H L G G H L G G G G H =-=-=-,无互不接触回路。 1234234234312341 () ()1G G G G C s R s G G G H G G H G G G G H = +++ 9 已知单位反馈系统的开环传递函数为* ()()(2)(3) K G s H s s s s = ++,试绘制闭环系统的 根轨迹,并判断使系统稳定的*K 范围。 解:实轴上根轨迹为(-∞,-3),(-2,0) (在图上标明也可以) 渐近线与实轴夹角为123(21)5,0,1,2,,,333k k p p p j j j p j += ====, 渐近线与实轴交点为023 1.673 s --= =- 根轨迹与虚轴交点用劳思判据(也可以用其它方法),闭环特征方程为 32*560s s s K +++= S 3 1 6 0 S 2 5 *K S 1 * 305 K - S 0 *K *2*30,50,K s K s =+== 求分离点:111 230.782 d d d d ++=++=-

自动控制理论试卷B答案

自动控制理论试卷B 答案 一、填空题(每空 1 分,共20分) 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为 水箱 ,被控量为 水温 。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为 开环控制系统 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统 。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统 稳定 。 4、传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出的拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。 5、控制系统的数学模型,取决于系统 结构 和 参数 , 与外作用及初始条件无关。 6、在二阶系统的单位阶跃响应图中,s t 定义为 调节时间 。%σ是 超调量 。 7、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 、 快速性 、和 准确性 ,其中最基本的要求是 稳定性 。 8、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ,则该系统的开环传递函数为 ()G s 。 ~ 9、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型,在古典控制理论中系统数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。 二、选择题(每题 2 分,共10分) 1、关于传递函数,错误的说法是 ( B ) A 传递函数只适用于线性定常系统; B 传递函数不仅取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响; C 传递函数一般是为复变量s 的真分式; D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 2、已知单位负反馈系统的开环传递函数为221 ()6100 s G s s s +=++,则该系统的闭环 特征方程为 ( B )。

5.自动控制原理考试复习笔记--本科生总结

自动控制原理复习总结笔记 一、 自动控制理论的分析方法: (1)时域分析法; (2)频率法; (3)根轨迹法; (4)状态空间方法; (5)离散系统分析方法; (6)非线性分析方法 二、系统的数学模型 (1)解析表达:微分方程;差分方程;传递函数;脉冲传递函数;频率特性;脉冲响应函数;阶跃响应函数 (2)图形表达:动态方框图(结构图);信号流图;零极点分布;频率响应曲线;单位阶跃响应曲线 时域响应分析 一、对系统的三点要求: (1)必须稳定,且有相位裕量γ和增益裕量g K (2)动态品质指标好。p t 、s t 、r t 、σ% (3)稳态误差小,精度高 二、结构图简化——梅逊公式 例1、 解:方法一:利用结构图分析: ()()()()[]()()[]()s X s Y s R s Y s X s R s E 11--=+-=

方法二:利用梅逊公式 ? ? = ∑=n k K K P s G 1 )( 其中特征式 (11) ,,1 ,1 +- + -=?∑∑∑===Q f e d f e d M k j k j N i i L L L L L L 式中: ∑i L 为所有单独回路增益之和 ∑j i L L 为所有两个互不接触的单独回路增益乘积之和 ∑f e d L L L 为所有三个互不接触的单独回路增益乘积之和 其中,k P 为第K 条前向通路之总增益; k ? 为从Δ中剔除与第K 条前向通路有接触的项; n 为从输入节点到输出节点的前向通路数目 对应此例,则有: 通路:211G G P ?= ,11=? 特征式:312131211)(1G G G G G G G G ++=---=? 则: 3 121111)() (G G G G P s R s Y ++?= 例2:[2002年备考题]

自动控制原理试题库(含参考答案)

一、填空题(每空1分,共15分)1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s) 为G1(s)+G2(s)(用G 1(s)与G 2(s)表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率=n ω, 阻尼比=ξ,0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++=, 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?, 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

2015年秋季学期《自动控制理论》总复习题及答案讲解学习

《自动控制理论》总复习题 一、填空题 1、控制装置与受控对象之间时,称为开环控制,相应的控制 系统称为开环控制系统。只有顺向作用而无反向联系 2、自动控制系统的、和反映了系统的输出量、输入量和内部各种变量间的关系,也反映了系统的内在特性。微分方程、传递 函数、系统框图 3、频率特性又称频率响应,它是系统(或元件)对的响应特性。不同频率正弦输入信号 4、按给定信号的形式分,自动控制系统可以分为、和。恒值控制系统、随动系统、过程控制系统 5、系统的稳定性取决于,而与无关。固有的特性扰动信号 6、根据校正装置本身是否有电源,可分为和。无源校正装置、有源校正装置 7、自动控制系统的、和反映了系统的输出量、输入量和内部各种变量间的关系,也反映了系统的内在特性。微分方程、传递 函数、系统框图 8、保持器是将采样信号转换成的装置,其转换过程恰好是采样过程 的。连续信号、逆过程 9、根据校正装置在系统中所处位置的不同,一般可分为、、 和。串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正 10、保持器是将采样信号转换成的装置,其转换过程恰好是采样过程 的。连续信号、逆过程 二、判断题

1、反馈控制系统中只能有负反馈。(×) 2、微分方程和传递函数不存在一一对应的数学关系。(×) 3、单位脉冲函数在现实中是不存在的,它只有数学上的意义。(√) 4、PD调节器提供了负的相位角,所以PD校正也称为超前校正。(×) 5、离散控制系统是一种断续控制方式。(√) 6、线性系统的特点是系统全部由线性元件组成。(√) 7、传递函数代表了系统的固有特性。(√) 8、系统的稳态误差由动态误差和静态误差两部分组成。(×) 9、PI调节器提供了正的相位角,所以PI校正也称为滞后校正。(×) 10、微分方程和传递函数不存在一一对应的数学关系。(×) 三、单项选择题 1、传递函数是在( A )基础上引入的描述线性定常系统或元件输入、输出关系的函数。 A.拉普拉斯变换 B.傅立叶变换 C.Z变换 D.等效变换 2、下述说法中错误的是( D )。 A. 最大超调量和振荡次数反映了系统的稳定性能。 B. 调整时间反映了系统的快速性。 C. 稳态误差反映了系统的准确度。 D. 振荡次数越多,系统稳定性能越好。 3、对于恒值系统,由于给定量是不变的,常用( C )衡量系统的稳态品质。 A. 静态误差 B. 输出误差 C. 扰动作用下的稳态误差 D. 扰动作用下的瞬态误差 4、频率特性对称于横轴的是( D )。 A.比例环节与惯性环节

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