自动控制原理

自动控制原理模拟试题一：一、试求图中所示RC网络的传递函数，为输入，为输出。[点击查看答案]答：，二、化简方框图，并求系统的传递函数。[点击查看答案]三、根据下列单位反馈系统的开环传递函数为，确定使系统稳定的K值的范围。[点击查看答案]答：特征方程系统稳定四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）渐近线（4）求分离点特征方程（舍去）(5)求与虚轴的交点代入特征方程五、设系统开环频率特性的极坐标图如图所示，试判断闭环系统的稳定性。[点击查看答案]答：P=0N=-2N=P-ZZ=2闭环系统不稳定开环系统稳定开环系统稳定P=0N=0N=P-ZZ=0闭环系统稳定返回■模拟试题二：一、试求图中所示RC网络的传递函数，为输入，为输出。[点击查看答案]答：二、化简方框图，并求系统的传递函数。[点击查看答案]答：三、已知二阶系统的开环传递函数（1）若欲使该系统的阻尼比，试确定值；（2）求系统在单位阶跃信号输入下的最大超调量和调整时间。[点击查看答案]答：四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）分离点五、设系统开环频率特性的极坐标图如图所示，试判断闭环系统的稳定性。开环系统稳定在s平面右半部有一个开环极点[点击查看答案]答：（1）P=0N=0N=P-ZZ=0闭环系统稳定（2）P=1N=1N=P-ZZ=0闭环系统稳定返回■模拟试题三：一、假设图中的运算放大器为理想放大器，试写出为输入，为输出的传递函数。[点击查看答案]答：，，二、化简方框图，并求系统的传递函数。[点击查看答案]答：三、系统的框图如图a所示，试计算在单位斜坡输入下的稳态误差。如在输入端加入一比例微分环节，如图b所示，试证明当适当选取a值后，系统跟踪斜坡输入的稳态误差可以消除。（a）（b）[点击查看答案]答：四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）分离点（舍去）（4）出射角五、已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，试写出系统的开环传递函数。[点击查看答案]答：返回■模拟试题四：一、假设图中的运算放大器为理想放大器，试写出为输入，为输出的传递函数。[点击查看答案]答：，，二、根据梅逊公式求传递函数。[点击查看答案]答：，三、已知系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统的稳定性。[点击查看答案]答：稳定不稳定四、已知系统结构如图所示，试求：单位阶跃响应的。??[点击查看答案]答：五、已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示，试写出系统的开环传递函数[点击查看答案]答：（1）????（2）???返回问题1：什么是开环控制和闭环控制，说明其特点。解答：开环控制：在控制器和被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。闭环控制：在控制器和被控对象之间不仅存在正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。问题2：开环控制系统的应用场合。解答：1、控制量的变化规律可以预知；2、可能出现的干扰可以抑制；3、被控量很难测量。问题3：闭环系统的实质。解答：利用负反馈作用来减小系统的误差。问题4：简述控制系统的分类方法。解答：1、从控制目的的角度，控制系统可以分为随动系统和自动调整系统；2、从数学的角度，控制系统可以分为线性系统和非线性系统；3、从系统中信息量的角度，控制系统可以分为连续系统和离散系统；4、从输入输出数量的角度，控制系统可以分为单输入单输出系统和多输入多输出系统。问题5：简述自动控制系统分析的主要问题。解答：自动控制系统的分析主要是分析系统的稳定性、暂态响应性能指标和稳态响应性能指标。问题6：建立微分方程数学模型的步骤解答：1、确定输入量、输出量，并根据需要引进一些中间变量；2、提出合乎实际的简化假设；3、根据物理或化学定律，列出微分方程；4、消去中间变量，求出系统的输入—输出微分方程。问题7：传递函数的特点解答：1、只有线性系统才有此概念；2、传递函数与输入、输出无关，但可由输入、输出描述；3、零初始条件（线性系统与初始条件无关）。问题8：非线性数学模型线性化的条件解答：1、系统有一个固定的工作点；2、系统正常工作时偏离工作点很小；3、给定的区间内，变量的各阶导数存在。问题9：主导极点的条件解答：1、有一对复数极点距离虚轴较近；2、在这对复数极点附近，无其他零点；3、其他零极点距离虚轴的距离大于或等于5倍这对复数极点距离虚轴的距离或成偶极子的形式。此时的高阶系统可看成由主导极点组成的二阶系统。问题10：简述减少或消除稳态误差的方法。解答：增加开环系统的放大倍数，增加系统的型别，如将1型系统变成2型系统。问题11：阻尼比与超调量、调节时间的关系。解答：阻尼比增加，超调量减少，调节时间减少。问题12：根轨迹与虚轴的交点有什么意义。解答：根轨迹与虚轴的交点表示系统临界稳定状态。问题13：什么是剪切频率？解答：对应幅频特性的角频率称为剪切频率。问题14：什么是相角裕度？解答：使系统达到稳定的临界状态所要附加的相角滞后量。问题15：什么是增益裕度？解答：在相频特性等于弧度的频率处，开环幅频特性的倒数称为增益裕度。1、自动控制：采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。2、控制器：系统中采用的控制装置。3、被控对象：被控制的机器、设备或物体。4、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。5、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，也称系统的输出量。6、控制量：要求被控制量按规定的规律变化而加给系统的输入量，也称控制输入。7、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输入。8、开环控制：在控制器和被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。9、闭环控制：在控制器和被控对象之间不仅存在正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。10、随动系统（伺服系统）：使输出复现输入。11、自动调整系统（恒值系统）：输入为定值，输出以一定精度保持在希望的数值上。12、线性系统：可用线性常微分方程或差分方程描述的系统。13、数学模型：描述系统运动规律的数学表达式。14、传递函数：线性定常系统在初始条件为零的情况下，输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比值。15、线性系统：可用线性微分方程描述、符合叠加原理的系统。16、非线性数学模型的线性化：有条件（包括缩小研究范围）地把非线性的数学模型化为线性模型来处理的方法。17、前向通道：由信号输入点伸向信号引出点的通道。18、反馈通道：把输出信号反馈到输入端的通道。19、频率响应：对正弦输入信号的稳态响应。20、频率特性：系统频率响应与正弦输入信号的关系。21、最小相位系统：系统传递函数的零点和极点全部位于s平面的左半部。22、非最小相位系统：系统传递函数的零点或极点有位于s平面的右半部。23、剪切频率：对应幅频特性的角频率。24、相角裕度：使系统达到稳定的临界状态所要附加的相角滞后量。25、增益裕度：在相频特性等于弧度的频率处，开环幅频特性的倒数。