自动控制原理选择题题库

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自动控制理论选择题08级

1.开环控制方式是按 进行控制的,反馈控制方式是按 进行控制的。

(A )偏差;给定量 (B )给定量;偏差

(C )给定量;扰动 (D )扰动;给定量 ( )

2.自动控制系统的 是系统正常工作的先决条件。

(A )稳定性 (B )动态特性

(C )稳态特性 (D )精确度 ( )

3.系统的微分方程为 222

)()(5)(dt t r d t t r t c ++=,则系统属于 。 (A )离散系统 (B )线性定常系统

(C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

4.系统的微分方程为)()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++,则系统属

于 。

(A )离散系统 (B )线性定常系统

(C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

5.系统的微分方程为()()()()3dc t dr t t

c t r t dt dt +=+,则系统属于 。

(A )离散系统 (B )线性定常系统

(C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

6.系统的微分方程为()()cos 5c t r t t ω=+,则系统属于 。

(A )离散系统 (B )线性定常系统

(C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

7.系统的微分方程为

ττd r dt t dr t r t c t ?∞-++=)(5)(6)(3)(,则系统属

于 。

(A )离散系统 (B )线性定常系统 (C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

8.系统的微分方程为

)()(2t r t c =,则系统属于 。 (A )离散系统 (B )线性定常系统

(C )线性时变系统 (D )非线性系统 ( )

9. 设某系统的传递函数为:,1

2186)()()(2+++==

s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有:

(A )t t e e 2, (B )t t te e , (C )t e t sin (D )t t te e 2, ( )

10. 设某系统的传递函数为:,2

2186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃

响应的模态有:

(A )t t e e 2, (B )t t te e ,

(C )t e t sin (D )t t te e 2, ( )

11. 设某系统的传递函数为:,2

3186)()()(2+++==

s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有:

(A )t t e e 2, (B )t t te e , (C )t e t sin (D )t t te e 2, ( )

12.时域中常用的数学模型不包括 。

(A )微分方程 (B )差分方程

(C )传递函数 (D )状态方程 ( )

13.适合于应用传递函数描述的系统是 。

(A )线性定常系统 (B )线性时变系统

(C )非线性时变系统 (D )非线性定常系统 ( )

14.传递函数的零初始条件是指0?t 时系统的 。

(A )输入为零 (B )输入、输出及各阶导

数为零

(C )输入、输出为零 (D )输出及各阶导数为零 ( )

15.传递函数的拉氏反变换是。

(A)单位阶跃响应(B)单位加速度响应

(C)单位斜坡响应(D)单位脉冲响应()

16.系统自由运动的模态由决定。

(A)零点(B)极点

(C)零点和极点(D)增益()

17.信号流图中,的支路称为源节点。

(A)只有信号输入(B)只有信号输出

(C)既有信号输入又有信号输出(D)任意()

18.信号流图中,的支路称为阱节点。

(A)只有信号输入(B)只有信号输出

(C)既有信号输入又有信号输出(D)任意()

19.信号流图中,的支路称为混合节点。

(A)只有信号输入(B)只有信号输出

(C)既有信号输入又有信号输出(D)任意()

20.如图所示反馈控制系统的典型结构图,扰动作用下的闭环传递函数的与输入信号下的闭环传递函数相同。

和分母都不 (21.如图所示反馈控制系统的典型结构图,扰动作用下的误差传

递函数的 与输入信号下的闭环传递函数相同。

(A )分子 (B )分母

(C )分子和分母 (D )分子和分母都不 ( )

22.如图所示反馈控制系统的典型结构图,输入信号下的误差传

递函数的 与输入信号下的闭环传递函数相同。

(A )分子 (B )分母

(C )分子和分母 (D )分子和分母都不 ( )

23.如图所示反馈控制系统的典型结构图,

=)()(s R s C (A )H G G G G 21211+ (B )H

G G G 2121+ (C )

H

G G 2111+ (D )H G G H G 2121+- ( ) 24.如图所示反馈控制系统的典型结构图,

=)()(s N s C (A )H G G G G 21211+ (B )H

G G G 2121+

(C )

H

G G 2111+ (D )H G G H G 2121+- ( ) 25.如图所示反馈控制系统的典型结构图,

=)()(s R s E (A )H G G G G 21211+ (B )H

G G G 2121+ (C )

H

G G 2111+ (D )H G G H G 2121+- ( ) 26.如图所示反馈控制系统的典型结构图,

=)()(s N s E (A )H G G G G 21211+ (B )H

G G G 2121+ (C )

H

G G 2111+ (D )H G G H G 2121+- ( ) 27.分析系统的动态性能时常用的典型输入信号是 。

(A )单位阶跃函数 (B )单位速度函数

(C )单位脉冲函数 (D )正弦函数 ( )

28.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示,则上升时间为。

(A)s

.1

44

.0(B)s

505

(C)s

59

.4

.3(D)s

35

()

29.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示,则峰值时间为。

(A)s

.1

44

505

.0(B)s

(C)s

59

.4

.3(D)s

35

()

30.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示,则调节时间为。

(A)s

.1

44

505

.0(B)s

(C)s

.4

59

35

.3(D)s ()

31.一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为0.632时对应的t=。

(A)T(B)2T

(C)3T(D)4T ()

32.一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为0.95时对应的t=。

(A )T (B )2T

(C )3T (D )4T ( )

33.一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为0.982时对应的

t = 。

(A )T (B )2T

(C )3T (D )4T ( )

34.一阶系统的单位阶跃响应曲线随时间的推移 。

(A )上升 (B )下降

(C )不变 (D )无规律变化 ( )

35.一阶系统的单位阶跃响应曲线的斜率初始值是 。

(A )0 (B )T

(C )1/T (D )1 ( )

36.一阶系统的单位阶跃响应曲线的斜率随时间的推移 。

(A )上升 (B )下降

(C )不变 (D )无规律变化 ( )

37.若二阶系统处于临界阻尼状态,则系统的阻尼比应为 。

(A )10??? (B )1=?

(C )1?? (D )0=?

38.若二阶系统处于过阻尼状态,则系统的阻尼比应为 。

(A )10??? (B )1=?

(C )1?? (D )0=? ( )

39.若二阶系统处于零阻尼状态,则系统的阻尼比应为 。

(A )10??? (B )1=?

(C )1?? (D )0=? ( )

40.若二阶系统处于欠阻尼状态,则系统的阻尼比应为 。

(A )10??? (B )1=?

(C )1?? (D )0=? ( )

41. 若二阶系统的单位阶跃响应为发散正弦振荡,则系统具

有 。

(A )两个正实部的特征根 (B )两个正实根

(C )两个负实部的特征根 (D )一对纯虚根 ( )

42. 若二阶系统的单位阶跃响应为单调发散,则系统具

有 。

(A )两个正实部的特征根 (B )两个正实根

(C )两个负实部的特征根 (D )一对纯虚根

43. 若二阶系统的单位阶跃响应为等幅振荡,则系统具

有 。

(A )两个正实部的特征根 (B )两个正实根

(C )两个负实部的特征根 (D )一对纯虚根 ( )

44. 若二阶系统的单位阶跃响应为衰减振荡,则系统具

有 。

(A )两个不相等的负实根 (B )两个相等的负实根

(C )两个负实部的特征根 (D )一对纯虚根 ( )

45. 若二阶系统的单位阶跃响应为非周期的趋于稳定,则系统的

阻尼比应为 。

(A )1?? (B )1=?

(C ),A B 都对 (D ),A B 都错 ( )

46. 二阶欠阻尼系统的阻尼振荡频率 无阻尼振荡频率。

(A )大于 (B )小于

(C )等于 (D )小于等于 ( )

47.二阶欠阻尼系统的超调量%5%<σ,则其阻尼比的范围

为 。

(A )1?? (B )10???

(C )169.0??? (D )69.00???

( ) 48.二阶欠阻尼系统的超调量%5%?σ,则其阻尼比的范围

为 。

(A )1?? (B )10???

(C )169.0??? (D )69.00??? ( )

49.典型欠阻尼二阶系统,当开环增益K 增加时,系统 。

(A )阻尼比ζ增大,超调量%σ增大;

(B )阻尼比ζ减小,超调量%σ增大;

(C )阻尼比ζ增大,超调量%σ减小;

(D )无阻尼自然频率n ω减小。 ( )

50. 二阶欠阻尼系统的调节时间与闭环极点的实部数值 。

(A )成正比 (B )成反比

(C )无关 (D ),,A B C 都有可能 ( )

51.已知典型二阶系统的阻尼比为1.0=ζ,则系统的单位阶跃响应

呈现为 。

(A)等幅的振荡 (B)发散的振荡

(C)衰减的振荡 (D)恒值

( )

52.已知系统的传递函数()44

2+=s s s G + ,则系统的无阻尼振荡频

率为 。

(A ) 0.25 (B )0.5

(C ) 1 (D ) 2 ( )

53.已知系统的传递函数

()442+=s s s G + ,则系统的阻尼比

为 。

(A ) 0.25 (B )0.5 (C ) 1 (D ) 2 ( )

54.以下属于振荡环节的是 。

(A )2312)(2+++=S S S S G (B )

231)(2++=S S S G (C )

112)(2+++=S S S S G (D )11)(2++=S S S G

( ) 55.已知某系统的劳思表如下所示,则下列说法正确的是 。

56514253101

2

3

4

s s s s s -

(A )系统稳定 (B )系统不稳定,有一

个正实部根

(C )系统不稳定,有两个正实部根

(D )系统不稳定,没有正实部根

( )

56.已知某系统的劳思表如下所示,则下列说法正确的是 。

11

1

12

11

3101234s s s s s

(A )系统稳定 (B )系统不稳定,有一

个正实部根

(C )系统不稳定,有两个正实部根

(D )系统不稳定,没有正实部根 ( )

57.已知某系统的劳思表如下所示,则下列说法正确的是 。

21214223101

2

3

4

s s s s s

(A )系统稳定 (B )系统不稳定,有一

个正实部根

(C )系统不稳定,有两个正实部根

(D )系统不稳定,没有正实部根 ( )

58.已知某系统的劳思表如下所示,则下列说法正确的是 。

3

2

11

1011750034.675007500216.807500s s K s K s K -

(A )系统稳定 (B )系统不稳定

(C )系统条件稳定 (D )无法判定 ( )

59.已知某系统的劳思表如下所示,系统稳定时1K 的取值范围

是 。

3

2

11

1011750034.675007500216.807500s s K s K s K -

(A )10K ? (B )134.6K ?

(C )1034.6K ?? (D )134.6K ? ( )

60.已知单位反馈控制系统稳定,其开环传递函数:

)5)(11.0(50

)(++=s s s s G ,输入为2)(t t r =时的稳态误差是 。

(A )不确定 (B )零

(C )常数 (D )无穷大 ( )

61.已知单位反馈控制系统稳定,其开环传递函数:

)5)(11.0(50

)(++=s s s s G ,输入为t t r =)(时的稳态误差是 。

(A )不确定 (B )零

(C )常数 (D )无穷大 ( )

62.系统开环传递函数为

)5(7)(+=

S S S G ,系统的开环增益和型次

分别为 。 (A) 7,Ⅱ型 (B) 7,Ⅰ型

(C) 1.4,Ⅱ型 (D) 1.4,Ⅰ型 ( )

63.根轨迹法是利用 在S 平面上的分布,通过图解的方法

求取 的位置。

(A )开环零、极点;闭环零点 (B )开环零、极点;闭环

极点

(C )闭环零、极点;开环零点 (D )闭环零、极点;开环

极点 ( )

64.根轨迹法是 的并且对称于 。

(A )离散;实轴 (B )连续;实轴

(C )离散;虚轴 (D )连续;虚轴 ( )

65.相角条件是根轨迹存在的 。

(A )充分条件 (B )必要条件

(C )充要条件 (D ),,A B C 都不对 ( )

66.闭环零点由开环前向通路传递函数的 和反馈通路传递

函数的 组成。

(A )零点,零点 (B )零点,极点

(C )极点,零点 (D )极点,极点 ( )

67.根轨迹起于开环 ,终于开环 。

(A )零点,零点 (B )零点,极点

(C )极点,零点 (D )极点,极点 ( )

68.当开环有限极点数n 大于有限零点数m 时,有 条根轨

迹趋向无穷远处。

(A )n (B )m

(C )m n - (D )n m - ( )

69.实轴上的某一区域,若其 开环实数零、极点个数之和

为 ,则该区域必是根轨迹。

(A )左边,奇数 (B )右边,奇数

(C )左边,偶数 (D )右边,偶数 ( )

70.分析系统的频率特性时常用的典型输入信号是 。

(A )单位阶跃函数 (B )单位速度函数

(C )单位脉冲函数 (D )正弦函数 ( )

71.线性系统的频率特性 。

(A )由系统的结构、参数确定;(B )与输入幅值有关;

(C )与输出有关; (D )与时间t 有关; ( )

72. 不是频率特性的几何表示法。

(A )极坐标图 (B )伯德图

(C )尼科尔斯图 (D )方框图 ( )

73.已知系统开环传递函数

)18)(12(2)(++=s s s G ,其奈氏图如下,

则闭环系统 。

(A )稳定 (B )不稳定

(C )条件稳定 (D )无法判别 ( )

74.已知系统开环传递函数

)18)(12(2)(++=s s s G ,

=-+R N N ,, 。 (A )1,1,0 (B )0,0,0

(C )0,1,-2 (D )0,0.5,-1

( )

75.已知系统开环传递函数

)110)(1(200)(2++=

s s s s G ,其奈氏图如下,

则闭环系统 。

(A )稳定 (B )不稳定

(C )条件稳定 (D )无法判别 ( )

76.已知系统开环传递函数

)110)(1(200)(2++=

s s s s G ,

=-+R N N ,, 。 (A )1,1,0 (B )0,0,0

(C )0,1,-2 (D )0,0.5,-1 ( )

77.已知系统开环传递函数1

)110(8)(2+++=

s s s s G ,其奈氏图如下,则闭环系统 。

(A )稳定 (B )不稳定

(C )条件稳定 (D )无法判别 ( )

78.已知系统开环传递函数1

)110(8)(2+++=s s s s G ,=-+R N N ,, 。 (A )1,1,0 (B )0,0,0

(C )0,1,-2 (D )0,0.5,-1 ( )

79.已知系统开环传递函数)

1(8)(-=

s s s G ,其奈氏图如下,则闭环系统 。

(A )稳定 (B )不稳定

(C )条件稳定 (D )无法判别 ( )

80.已知系统开环传递函数)

1(8)(-=s s s G ,=-+R N N ,, 。 (A )1,1,0 (B )0,0,0

(C )0,1,-2 (D )0,0.5,-1 ( )

81.最小相位系统稳定的充要条件是奈奎斯特曲线 )0,1(j -点。

(A )包围 (B )不包围

(C )顺时针包围 (D )逆时针包围 ( )

82.系统闭环极点在S 平面的分布如图所示。那么,可以判断该

系统是 。

Real Axis I m a g n a r y A x s

(A )稳定的 (B )不稳定的

(C )临界稳定的 (D )无法判定稳定性 ( )

83.单位反馈系统的开环传递函数

2416)(+=s s G ,其幅值裕度h 等

于 。

自动控制原理试题

自动控制原理试题

一、填空题 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即:、快速性和。 2、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过与反馈量的差值进行的。 3、复合控制有两种基本形式:即按的前馈复合控制和按的前馈复合控制。 4、根轨迹起始于,终止于。 5、PI控制器的输入-输出关系的时域表达式是, 其相应的传递函数为,由于积分环节的引入,可以改善系统的性能。 二、选择题: 1、下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中,错误的是( ) A、只用比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍是有静差的 B、反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动 C、反馈控制系统的作用是:抵抗扰动、服从给定 D、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 2、转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是( ) A.PID B.PI C.P D.PD

3、下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是( ) A、饱和非线性控制 B、转速超调 C、准时间最优控制 D、饱和线性控制 4、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,则静差率( ) A.越小B.越大C.不变D.不确定 5、普通逻辑无环流(既无推β又无准备)可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时,电动机处于()状态。 A、回馈制动 B、反接制动 C、能耗制动 D、自由停车 6、在交—直—交变频装置中,若采用不控整流,则PWN逆变器的作用是()。 A、调压 B、调频 C、调压调频 D、调频与逆变 7、下列交流异步电动机的调速方法中,应用最广的是()。 A、降电压调速 B、变极对数调速 C、变压变频调速 D、转

自动控制原理课程设计报告

成绩: 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名:黄国盛 班级:工化144 学号:201421714406 指导老师:刘芹 设计时间:2016.11.28-2016.12.2

目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)

1.设计任务与要求 题目2:已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务:用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计,使系统满足如下动态及静态性能 指标: (1)在单位斜坡信号作用下,系统的稳态误差0.05ss e rad <; (2)系统校正后,相位裕量45γ> 。 (3)截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得:20≥K ,取20=K ;得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图

自动控制原理模拟题及答案

学习中心 姓 名 学 号 电子科技大学网络与继续教育学院 《自动控制原理》模拟试题一 一、简答题(共25分) 1、简述闭环系统的特点,并绘制闭环系统的结构框图。( 8分) 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。( 10分) 3、串联校正的特点及其分类?( 7分) 二、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为) 42()(2++= s s s K s G K ,试确定使系统产生持续振荡的K 值,并求振荡频率ω。( 15分) 三、设某系统的结构及其单位阶跃响应如图所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。( 15分) 四、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图示。要求(20分) 1)写出系统开环传递函数; 2)利用相角裕度判断系统的稳定性; 3)将其对数幅频特性向右平移十倍频程,试讨论对系统性能的影响。 五、设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1()(+=s s K s G

试设计一串联超前校正装置,使系统满足如下指标:(25分) (1)在单位斜坡输入下的稳态误差151 ss e ; (2)截止频率ωc ≥7.5(rad/s); (3)相角裕度γ≥45°。 模拟试题一参考答案: 一、简答题 1、简述闭环系统的特点,并绘制闭环系统的结构框图。 解: 闭环系统的结构框图如图: 闭环系统的特点: 闭环控制系统的最大特点是检测偏差、 纠正偏差。 1) 由于增加了反馈通道, 系统的控制精度得到了提高。 2) 由于存在系统的反馈, 可以较好地抑制系统各环节中可能存在的扰动和由于器件的老化而引起的结构和参数的不确定性。 3) 反馈环节的存在可以较好地改善系统的动态性能。 2、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 解:

自动控制原理试题与答案解析

课程名称: 自动控制理论 (A/B 卷 闭卷) 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 , 阻尼比=ξ , 该系统的特征方程为 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 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 。 6、根轨迹起始于 极点 ,终止于 零点或无穷远 。 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 。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 , 其相应的传递函数为 ,由于积分环节的引入,可以改善系统的 性能。 二、选择题(每题 2 分,共20分) 1、采用负反馈形式连接后,则 ( ) 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、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点; B 、在积分环节外加单位负反馈; C 、增加开环零点; D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ,则系统 ( ) A 、稳定; B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C 、临界稳定; D 、右半平面闭环极点数2=Z 。

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计(论文)题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计(论文)成绩

单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G (ksm7) 1、画出未校正系统的根轨迹图,分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正,要求校正后的系统满足指标: (1)在单位斜坡信号输入下,系统的速度误差系数=10。 (2)相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 (3)系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前,校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型,在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节,观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响(自由发挥)。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹,它是开环系统某一参数从0变为无穷时,闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1)、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点,终于开环零点;本题中无零点,极点为:0、-1、-2 。故起于0、-1、-2,终于无穷处。 2)、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等,连续并且对称于实轴;本题中分支数为3条。

自动控制原理简答题

三.名词解释 47、传递函数:传递函数是指在零初始条件下,系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。 48、系统校正:为了使系统达到我们的要求,给系统加入特定的环节,使系统达到我们的要求,这个过程叫系统校正。 49、主导极点:如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点,则它在响应中起主导作用称为主导极点。 50、香农定理:要求离散频谱各分量不出现重叠,即要求采样角频率满足如下关系: ωs ≥2ωmax 。 51、状态转移矩阵:()At t e φ=,描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。 52、峰值时间:系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。 53、动态结构图:把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中,并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示,从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。 54、根轨迹的渐近线:当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时,系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处,且它们交于实轴上的一点,这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。 55、脉冲传递函数:零初始条件下,输出离散时间信号的z 变换()C z 与输入离散信号的z 变换()R z 之比,即()()() C z G z R z =。 56、Nyquist 判据(或奈氏判据):当ω由-∞变化到+∞时, Nyquist 曲线(极坐标图)逆时针包围(-1,j0)点的圈数N ,等于系统G(s)H(s)位于s 右半平面的极点数P ,即N=P ,则闭环系统稳定;否则(N ≠P )闭环系统不稳定,且闭环系统位于s 右半平面的极点数Z 为:Z=∣P-N ∣ 57、程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数,系统的控制过程按预定的程序进行,要求被控量能迅速准确地复现输入,这样的自动控制系统称为程序控制系统。

2015自动控制原理复习习题答案

自动控制原理复习提纲 一、单选题 1.根据控制元件的特性,控制系统可分为( B )。 A.反馈控制系统和前馈控制系统 B.线性控制系统和非线性控制系统 C.恒值控制系统和随动控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统 2.系统的动态性能包括( D )。 A .稳定性、准确性 B .快速性、稳定性 C .稳定性、平稳性 D .平稳性、快速性 3.传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关?( C )。 A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号与初始条件 4. 如下图所示系统的闭环传递函数Gk(s) =( C )。 A. 133212321()G G G H G G G H +++ B. 12 3212321()G G G H G G G H ++++ C. 123231()1G G G H G H ++ D. 123 321232 ()1()G G G G H G G G H ++++ 5.设系统的传递函数为1 5251 )(2++=s s s G ,则系统的阻尼比为( A )。 A.0.5 B. 1 C.0.2 D. 1.2 6.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 7.二阶系统的传递函数为1 441 2 ++s s ,则其无阻尼固有频率n ω和阻尼比ξ依次为( B )。 A.1,0.5 B.0.5,1 C.2,1 D.1,2 8. 主导极点的特点是( D )。 A.距离实轴很远 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离虚轴很近 9.增大系统的开环增益,将使系统跟随稳态误差( B )。

重庆大学 自动控制原理课程设计

目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)

1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的,自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器,设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出,20世纪50年代末60年代初,由于空间技术发展的需要,对自动控制的精密性和经济指标,提出了极其严格的要求;同时,由于数字计算机,特别是微型机的迅速发展,为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下,控制理论有了重大发展,如庞特里亚金的极大值原理,贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等,这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法(时域方法),研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在,随着技术革命和大规模复杂系统的发展,已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及(如下): 至今自动控制已经经历了五代的发展: 第一代过程控制体系是150年前基于5-13psi的气动信号标准(气动控制系统PCS,Pneumatic Control System)。简单的就地操作模式,控制理论初步形成,尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系(模拟式或ACS,Analog Control System)是基于0-10mA或4-20mA 的电流模拟信号,这一明显的进步,在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展,三大控制论的确立奠定了现代控制的基础;控制室的设立,控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System).70年代开始了数字计算机的应用,产生了巨大的技术优势,人们在测量,模拟和逻辑控制领域率先使用,从而产生了第三代过程控制体系(CCS,Computer Control System)。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命,它充分发挥了计算机的特长,于是人们普遍认为计算机能做好一切事情,自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统,需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4-20mA的模拟信号,但是时隔不久人们发现,随着控制的集中和可靠性方面的问题,失控的危险也集中了,稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统(DCS)。 第四代过程控制体系(DCS,Distributed Control System分布式控制系统):随着半导体制造技术的飞速发展,微处理器的普遍使用,计算机技术可靠性的大幅度增加,目前普遍使用的是第四代过程控制体系(DCS,或分布式数字控制系统),它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机,而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制

模拟考试题(自动控制原理)

模拟试题(自动控制原理) 1. 本试卷共六大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 第一部分:选择题 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分) 2.衡量系统稳态精度的重要指标时( C )。 A.稳定性 B.快速性 C.准确性 D.安全性 2.火炮自动瞄准系统的输入信号是任意函数,这就要求被控量高精度地跟随给定值变化,这种控制系统叫( C )。 A.恒值调节系统 B.离散系统 C.随动控制系统 D.数字控制系统 3.某典型环节的传递函数是,则该环节是( D )。 A.积分环节 B.比例环节 C.微分环节 D.惯性环节 4. 关于传递函数,错误的说法是( D )。 A.传递函数只适用于线性定常系统 B.传递函数完全取决于系统的结构参数,给定输入和扰动对传递函数没有影响 C.传递函数一般是为复变量s的真分式 D.闭环传递函数的零点决定了系统的稳定性 5.高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的( C )。 A.准确度越高B.准确度越低 C.响应速度越慢 D.响应速度越快 6.系统渐近线与实轴正方向夹角为( B )。 A、90° B、90°、270° C、270° D、无法确定 7.已知单位负反馈系统的开环传开环传递函数为,则当K为下列哪个选项时系统不稳定( D )。 A.5 B. 10 C. 13 D. 16 8.对于绘制根轨迹的基本法则,以下说法不正确的是( C )。 A.根轨迹对称于实轴 B.根轨迹的分支数等于系统的阶数 C. 根轨迹以开环零点为起点,以开环极点为终点 D. 根轨迹与虚轴相交意味着闭环特征方程出现纯虚根 9.某闭环系统的开环传递函数为,则该系统为( D )。 A.0型系统,开环放大系数K=8 B.0型系统,开环放大系数K=2 C.I型系统,开环放大系数K=8 D.I型系统,开环放大系数K=2 10.系统的开环传递函数如下所以,其中属于最小相位系统的是( A )。 11.关于线性系统稳态误差,正确的说法是( A )。 A.增加系统前向通道中的积分环节个数可以提高系统的无稳态误差的等级 B.I型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 C.减小系统开环增益K可以减小稳态误差 D.增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性 12.已知单位反馈系统的开环传递函数为,则根据频率特性的物理意义,该闭环系统输入信号为r(t)=sin3t 时系统的稳态输出为( B )。 A. 0.354sin3t B.0.354sin(3t-450) C. 0.354sin(3t+450) D.0.354sin(t-450)

自动控制原理试题及答案解析

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 =+-, s 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2,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) (rad/s)

自动控制原理课程设计

扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称:自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称:三阶系统分析与校正 年级专业及班级:建电1402 姓名:王杰 学号: 141504230 指导教师:许慧 评定成绩: 教师评语: 指导老师签名: 2016 年 12月 27日

一、课程实习的目的 (1)培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力; (2)掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法,以及各种校正装置的作用及用法,能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析,能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计,并调试满足系统的指标; (3)学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试; (4)学会使用硬件搭建控制系统; (5)锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力,为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1)(0.2s+1) 分析系统是否满足性能指标: (1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01; (2)相角裕度y>=40度; 如不满足,试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 (1)未校正系统的分析: 1)利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2)绘画根轨迹,分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能(稳定性、快速性)。 3)作出单位阶跃输入下的系统响应,分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4)绘出系统开环传函的bode图,利用频域分析方法分析系统的频域性能指标(相角裕度和幅值裕度,开环振幅)。 (2)利用频域分析方法,根据题目要求选择校正方案,要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 (3)选定合适的校正方案(串联滞后/串联超前/串联滞后-超前),理论分析并计算校正环节的参数,并确定何种装置实现。

自动控制原理期末考试题

《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1.若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A .(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2.梅逊公式主要用来( C )。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3.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。 4.一阶系统的阶跃响应( C )。 A .当时间常数较大时有超调 B .有超调 C .无超调 D .当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时,系统的稳态误差为无穷大,则此系统为( A ) A . 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共10分) 1.一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言,同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ,反馈通路的传递函数为()H s ,则系统 的开环传递函数为()()G s H s ,系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++,其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时,在单位阶跃输入信号作用下,最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题(本题10分) 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图,并说明为了保持热水温度为期望值,系统是如何工作的?系统的被控对象和控制装置各是什么?

自动控制原理简答

自动控制原理简答 1、简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。 自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”。“经典控制理论”以递函数为基础,以时域法、根轨迹法、频域法为基本方法,“现代控制理论”以状态空间法为基础,以频率法和根轨迹法为基本方法。 2、在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些?分析内容有那些? 常用的工程方法:时域分析法、根轨迹法、频率特性法; 分析内容:瞬态性能、稳态性能、稳定性。 3、相比较经典控制理论,在现代控制理论中出现了哪些新的概念? 系统的运动分析,能控性,能观性,极点配置,观测器设计,跟踪器等。 4、人闭上眼见很难达到预定的目的试从控制系统的角度进行分析。 人闭上眼睛相当于系统断开反馈,没有反馈就不知道偏差有多大,并给予及时修正。所以人闭上眼睛很难到达预定目标。 5、试分析汽车行驶原理 首先,人要用眼睛连续目测预定的行车路线,并将信息输入大脑(给定值),然后与实际测量的行车路线相比较,获得行驶偏差。通过手来操作方向盘,调节汽车,使其按照预定行车路线行驶。 6、对飞机与轮船运行原理加以分析 飞机和轮船在行驶时,都会发射无线电信号来进行定位,无线电信号通过雷达反射到计算机中央处理器中。进行对比得出误差,再将误差发射,进入雷达反射到飞机和轮船的接收器中,计算机收到信号后可还原为数据,进而可知偏差而及时修正,这是时刻都进行的。所以飞机,轮船都能保持预定航向行驶。 7、从元件的功能分类,控制元件主要包括哪些类型的元件? 控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。 8、线性定常系统的传递函数定义 传递函数:传递函数是指在零初始条件下,系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。 9、常见的建立数学模型的方法有哪几种?各有什么特点? 有以下三种:(1机理分析法:机理明确,应用面广,但需要对象特性清晰 (2实验测试法:不需要对象特性清晰,只要有输入输出数据即可,但适用面受限 (3以上两种方法的结合:通常是机理分析确定结构,实验测试法确定参数,发挥了各自的优点,克服了相应的缺点 10、自动控制系统的数学模型有哪些 自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。 11、离散系统的数学模型 (1 差分方程 Z变换将差分变成代数方程 (2 脉冲传递函数脉冲传递函数:零初始条件下,输出离散时间信号的 z 变换 C z 与输入离散信号的变 C z换 R z 之比,即 G z /R z (3 离散空间表达式 12、定值控制系统、伺服控制系统各有什么特点? 定值控制系统为给定值恒定,反馈信号和给定信号比较后控制输出信号;伺服控制系统为输入信号是时刻变化的,输入信号的变化以适应输出信

中国石油大学自动控制原理2015-2016年期末考试 B卷 - 答案

B卷 2015—2016学年第1学期 《自动控制原理》 (闭卷,适用于:测控) 参考答案与评分标准

一、填空题(20分,每空1分) 1. 自动控制系统由控制器和 被控对象 组成。 2. 就控制方式而言,如果系统中不存在输出到输入的反馈,输出量不参与控制,则称为 开环控制系统 ;如果系统中存在输出到输入的反馈,输出量参与控制,则称为 闭环控制系统。 3. 设单位反馈系统的开环传递函数100 (s)H(s),(0.1s 1) G s = +试求当输入信号 (t)t r α=时,系统的稳态误差为_______ 。 4. 两个传递函数分别为1(s)G 与2(s)G 的环节,以并联方式连接,其等效传递函数 为(s),G 则(s)_____________G =。 5. 若某系统的单位脉冲响应为0.5(t)20e t g -=,则该系统的传递函数为 _______________。 6. 控制系统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。 一阶系统传递函数的标准形式为______________,二阶系统传递函数标准形式为___________________。 7. 若要求系统响应的快速性好,则闭环极点应距离虚轴越 __远__(远/近)越好。 8. 二阶系统的传递函数25 (s),25 G s s = ++则该系统是_欠_(过/欠/临界)阻尼系统。 9. 常用的三种频率特性曲线是 Nyquist 曲线(极坐标图) 、 Bode 曲线 、和 Nichols 曲线 。 10. PI 控制规律的时域表达式是_____________________,PID 控制规律的传递函数表达式是_____________________。 11. 离散控制系统的稳定性,与系统的结构和参数 有关 (有关/无关),与采样周期 有关 (有关/无关)。 12. 非线性系统常用的三种分析方法是 描述函数法 、 相平面 和逆系统方法。 12(s)G (s) G +20 0.5s +1 1 Ts +2 22 2n n n s s ω?ωω++/100α0(t)K (t)(t)dt t p p i K m e e T =+ ?1 (s)K (1s) c p i G T s τ=++

金陵科技学院自动控制原理课程设计

绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (8) 4.1校正前系统的传递函数的特征根 (8) 4.2校正后系统的传递函数的特征根 (10) 五系统动态性能的分析 (11) 5.1校正前系统的动态性能分析 (11) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图......... 错误!未定义书签。4 八系统的对数幅频特性及对数相频特性...... 错误!未定义书签。 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27) 总结................................... 错误!未定义书签。8 参考文献................................ 错误!未定义书签。

在控制工程中用得最广的是电气校正装置,它不但可应用于电的控制系统,而且通过将非电量信号转换成电量信号,还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分(由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分)在特性上的缺陷,使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标,如上升时间、超调量、过渡过程时间等(见过渡过程),也可以是频率域的指标,如相角裕量、增益裕量(见相对稳定性)、谐振峰值、带宽(见频率响应)等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示,此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用,以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中,串联校正装置采用有源网络的形式,并且制成通用性的调节器,称为PID(比例-积分-微分)调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。

自动控制原理模拟试题

自动控制原理模拟试题6 一、简答(本题共6道小题,每题5分,共30分) 1、画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 2、通过二阶系统的根轨迹说明,增加开环零点和增加开环极点对系统根轨迹走向的影响。 3、已知某环节的频率特性曲线如下,求当x(t)=10sin5t 输入该环节的时候,系统的输出解析表达式是什么? 4、通常希望系统的开环对数频率特性,在低频段和高频段有较大的斜率,为什么? 5、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。 6、最小相位系统的Nyquist 图如下所示,画出图示系统对应的 Bode 图,并判断系统的稳定性。 二、改错(本题共5道小题,每题5分,共25分) 1. 微分方程的拉氏变换可以得到系统的传递函数,系统传递函数的拉氏反变换是微分方程。 2. 传递函数描述系统的固有特性。其系数和阶次都是实数,只与系统内部结构参数有关而与输入量初始条件等外部因素无关。 3. 频率法不仅研究一个系统对不同频率的正弦波输入时的响应特性,也研究系统对阶跃信号的响应特性。 4. 系统开环对数频率特性的中频段的长度对相位裕量有很大影响,中频段越长,相位裕量越小。 W k (j 40 20 - π/2 - π ?(ω)

5. Nyquist 图中()1k W j ω>的部分对应Bode 图中0dB 线以下的区段,Nyquist 图中的实 轴对应Bode 图中的π-线。 三、 设单位反馈系统的开环传递函数(本题20分) i s T s K s T K K s G m m f f 1)1(1)(0?+?+?= 输入信号为 )(1)()(t bt a t r ?+= 其中0K , m K , f K , i, f T , m T 均为正数 ,a 和b 为已知正常数。如果要求闭环系统稳 定,并且稳态误差ss e <0ε, 其中0ε>0, 试求系统各参数满足的条件。 四、试用梅逊增益公式求下图中各系统信号流图的传递函 数C(s)/R(s)。(15分) 五、(本题20分) 设单位反馈控制系统的开环传递函数 )102.0)(101.0()(++=s s s K s G 要求: (1) 画出准确根轨迹(至少校验三点,包括与虚轴交点); (2) 确定系统的临界稳定开环增益K c; (3)当一个闭环极点是-5的时候,确定此时的其他极点。 六、已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示, 1) 试确定系统的开环传递函数; 2) 求解系统的相位裕量,并判断稳定性; 3)

自动控制原理课程设计

物理科学与工程技术学院 课程设计说明书 课题名称:自动控制原理 设计题目:自动控制与检测原理 专业班级:11级自动化 学生姓名:袁 学号:1134307138

自动控制系统 为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度,压力或飞行航迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。 自动检测 检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的 质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标:①实际测定产品(含零、部件)的规定质量特性及其指标的量值。② 根据测得值的偏离状况,判定产品的质量水平(等级),确定废次品。③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制 自动检测是指在计算机控制的基础上,对系统、设备进行性能检测和故障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技术等学科共同发展的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备,均可以采用自动检测技术

课程内容——设计一个雷达天线伺服控制系统 1 雷达天线伺服控制系统简介 1.1 概述 用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。位置随动系统的输入和输出信号都是位置量,且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。随着工程技术的发展,出现了各种类型的位置随动系统。由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,并成功应用在雷达天线。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。因此可根据这个特征将它划分为两个类型,一类是模拟式随动系统,另一类是数字式随动系统。本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。系统的原理图如图1-1 所示。

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G1(s)与G2(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G1(s)与G2(s)表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, ω, 则无阻尼自然频率= n 7 其相应的传递函数为,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++ 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。 是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面,即:稳定性、准确性和快速性,其中最基本的要求是稳定性。 2、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 。 3、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。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定,可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

自动控制原理课程设计 频率法设计串联滞后——超前校正装置

目录 设计任务 (3) 设计要求 (3) 设计步骤 (3) 未校正前系统的性能分析 (3) 1.1开环增益 K (3) 1.2校正前系统的各种波形图 (4) 1.3由图可知校正前系统的频域性能指标 (7) 1.4特征根 (7) 1.5判断系统稳定性 (7) 1.6分析三种曲线的关系 (7) 1.7求出系统校正前动态性能指标及稳态误差 (7) 1.8绘制系统校正前的根轨迹图 (7) 1.9绘制系统校正前的Nyquist图 (9) 校正后的系统的性能分析 (10) 2.1滞后超前校正 (10) 2.2校正前系统的各种波形图 (11) 2.3由图可知校正前系统的频域性能指标 (15) 2.4特征根 (15) 2.5判断系统稳定性 (15) 2.6分析三种曲线的关系 (15) 2.7求出系统校正前动态性能指标及稳态误差 (15) 2.8绘制系统校正前的根轨迹图和Nyquist图 (16) 心得体会 (18) 主要参考文献 (18)

一、设计任务 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 ()(0.11)(0.011) K G S S S S =++,试用频率 法设计串联滞后——超前校正装置。 (1)使系统的相位裕度045γ> (2)静态速度误差系数250/v K rad s ≥ (3)幅值穿越频率30/C rad s ω≥ 二、设计要求 (1)首先,根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正,使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数,校正装置的参数T ,α等的值。 (2)利用MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根,并判断其系统是否稳定,为什么? (3)利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线,单位阶跃响应曲线,单位斜坡响应曲线,分析这三种曲线的关系?求出系统校正前与校正后的 动态性能指标σ%、tr 、tp 、ts 以及稳态误差的值,并分析其有何变化? (4)绘制系统校正前与校正后的根轨迹图,并求其分离点、汇合点及与虚轴交 点的坐标和相应点的增益K *值,得出系统稳定时增益K * 的变化范围。绘制系统校正前与校正后的Nyquist 图,判断系统的稳定性,并说明理由? (5)绘制系统校正前与校正后的Bode 图,计算系统的幅值裕量,相位裕量,幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性,并说明理由? 三、设计步骤 开环传递函数0 ()(0.11)(0.011) K G S S S S = ++ 1、未校正前系统的性能分析 1.1开环增益0K 已知系统中只有一个积分环节,所以属于I 型系统 由静态速度误差系数 250/v K rad s ≥ 可选取 v K =600rad/s s rad K S S S K S S H S SG K s s V /600) 101.0)(11.0(lim )()(lim 00 ==++==→→

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