自动控制原理及其应用.docx

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自动控制原理及其应用

《自动控制原理及其应用》复习大纲

第一章概述

1.自动控制系统的概念及。

（P1）

2.自动控制系统的控制方式及特点。

（P2）

3.自动控制系统的分类。

（P5）

4.对控制系统的性能要求。

（P5）

第二章自动控制系统的数学模型

1.传递函数的定义。

（P13）

2.熟练传递函数的计算。

3．结构图的转换、化简及求解传递函数。

4.习题2-9、2-11。

（P36）

第三章时域分析法

1.常用的典型输入信号的类型。

（P38）

2.能够进行系统的稳态误差计算及性能分析。

第四章频率特性法

1.频率特性概念。

（P72）

2．能够进行相关计算和分析。

3．习题4—6、4-11（P108）

第五章控制系统的校正与设计

1.校正装置的作用。

（P110）

2．校正装置的类型、特点。

（P110）

3.能够根据已知要求条件设计校正装置。

4.习题5-4、5-5、5-6（P140）。

第六章采样控制系统分析

1.采样系统的基本结构。

（P143）

2.采样的过程。

（P144）

3.采样定理的内容及意义。

（145）

4.采样信号复现的含义及方法。

（P145）

5.保持器的作用与任务。

（P145）

6.掌握相关计算的方法（函数的Z变换、求脉冲传递函数、系统的稳态误差）

7．习题6-1、6-2、6-5、6-11、6-12.

《自动控制理论》复习资料

一、填空题

1.闭环控制是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的。

2、传递函数只取决于系统的结构和参数，而与系统的输入无关。

3.控制工程中常用的典型输入信号有阶跃信号、斜坡信号、抛物线信号、脉冲信号及正弦信号。

4.控制系统的稳态误差有两类，即给定稳态误差和扰动稳态误差。

5、线性定常系统在正弦信号作用下，其输出稳态值与输入稳态值之比定义为频率特性。

6、根据校正装置在系统中的位置划分，有串联校正和反馈校正；根据校正装置的构成元件划分，有无源校正和有源校正；根据校正装置的特性划分，有超前校正和迟后校正。

7.在采样开关输出端的信号以脉冲序列的形式出现。

8、为了实现采样信号的复现，采样角频率与被采样信号中最高次谐波角频率之间应符合

ωs≥2ωmax

二、选择题

1、比例环节的频率特性φ（ω）为（B）。

A、1800tB、00tC、900tD、-900t

2、线性定常二阶系统的闭环增益加大则（D）。

A、系统的快速度性越好B、越调量越大C、峰值时间提前D、对系统的动态性能没有影响

3、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比G（S）=

，则闭环特征为（B）。

A、N（S）=0tB、N（S）+M（S）=0tC、1+N（S）=0tD、与是否为单位反馈系统无关

4、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点（C）。

A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢

5、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的（C）

A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应

A、B、C、D、

6.当系统的内扰和外扰影响不大时，并且控制精度要求不高时，可采用（A）。

A、开环控制B、闭环控制C、开环或闭环控制

7．控制系统的稳态误差反映了系统的（ A）

A．稳态控制精度      B．相对稳定性C．快速性  

8、校正装置可以是（D）的元器件。

A、电气的B、机械的C、其它物理形式D、ABC

9、超前校正主要是针对系统频率特性的（B）进行校正。

A、低频段B、中频段C、高频段D、整个频段

10、如果未校正系统不稳定，而对校正后系统的动态和稳态性能均有较高的要求，则宜采用（A）。

A、滞后—超前校正B、滞后校正C、超前校正

11、系统中的连续误差信号通过（B）转换器转换成数字量。

A、D/AB、A/D

12、采样定理指明了要使采样信号能够复现原信号，必须使用的（）采样频率。

A、最低B、最高

三、已知控制系统的结构如图所示，求输入R（t）=3×1（t）时系统的输出C（t）。

四、试用结构图等效简化法或梅逊公式求出下图所示系统的传递函数

。

五、单位反馈系统的开环传递函数如下，求各静态误差系统和r（t）=1+2t+0.5t2时的稳态误差ess.。

六、根据如图所示转速、电流双闭环调速系统的原理图，画出系统的结构方框图。

七、简化下图中所示的系统方框图，并求出系统的传递函数。

R（s）++C（s）

-+

系统的传递函数为：

八、已知系统的开环传递函数为

试求出闭环稳定的临界增益K值。

解：

由

可知两个转折频率

令K=1，确定

所对应的角频率ωg，由相频特性表达式

得

则

根据系统伯德图可得

L（ωg）=-2.5dB，即对数幅频特性提高2.5dB，系统将处于稳定的临界状态，因此

为闭环系统稳定的临界增益值。

九、单位反馈系统的开环传递函数为

试设计迟后校正装置以满足下列要求：

（1）系统开环增益K=8；

（2）相角裕度γ=400。

解：

由开环系统的传递函数

可得：

校正前γ=-9.60

取θ=-1280处的ω=0.602rad/s为新的剪切频率，该处增益为21.1dB，故取β=11.3，

ω2=0.15rad/s，则

ω1=0.013rad/s，迟后校正装置的传递函数为：

当系统开环增益K=8时，校正后系统的开环传递函数为：

则：

γ≈400，ωC=0.602rad/s，满足系统要求。

十、设下列图中的运算放大器均为理想放大器，写出以u1为输入，为u2输出的传递函数。

a）

b）

十一、已知系统的开环传递函数

K=τ3K1，要求绘制系统的的根轨迹，并示其稳定临界状态的开环增益。

解：

系统的特征方程为

或

给定系统有三重的开环极点

，无开环零点。

根轨迹有三条分支，K1=0时，从开环极点出发，K1→∞时沿着渐近线趋向∞处。

渐近线的相角为

（q=0,1）渐近线与实轴的交点为

实轴上根轨迹存在于

至—∞之线段上。

根轨迹之分离点必须满足下列方程

由上式可见，分离点为

。

系统的根轨迹如图所示。

系统牌稳定临界状态时的开环增益为

jω

σ

三重极点

十二、简述什么是自动控制？

自动控制系统的类型有哪些？

自动控制系统的性能要求是什么？

2.何谓采样信号的复现？

保持器的作用与任务是什么？