下载文档原格式
天津市考研控制科学与工程复习资料控制理论与系统工程重点内容考研控制科学与工程复习资料——控制理论与系统工程重点内容控制理论与系统工程是天津市考研控制科学与工程专业的重要内容之一。
本文将针对该专业的控制理论与系统工程方面的重点内容进行详细介绍与分析，帮助考研学子更好地理解和掌握相关知识。
一、控制理论基础1.1 控制理论的发展历程控制理论的发展经历了从经典控制理论到现代控制理论的演变过程。
经典控制理论主要包括比例控制、积分控制和微分控制等基本控制方式，而现代控制理论则更加注重系统的稳定性、可靠性和适应性等方面。
1.2 控制系统的基本原理控制系统包括被控对象、传感器、执行机构、控制器和反馈装置等组成部分。
其基本原理是通过对被控对象进行实时监测和反馈，利用控制器对系统进行调节和控制，以达到预期的目标。
二、系统工程方法2.1 系统分析与建模系统分析与建模是系统工程的核心环节。
通过对系统的分析和建模，可以深入了解系统的结构、功能和交互关系，并为后续的系统设计和优化提供基础。
2.2 系统控制与优化系统控制与优化旨在通过合理设计的控制策略和优化算法，实现系统的稳定运行和性能的优化。
常用的控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等，而优化方法包括遗传算法、粒子群算法和蚁群算法等。
三、控制理论与系统工程的应用领域3.1 自动化控制自动化控制是控制理论与系统工程的主要应用领域之一。
通过自动化技术，可以实现对工业生产、交通运输和航空航天等领域的自动化控制和智能化管理。
3.2 信息网络控制信息网络控制是近年来快速发展的一个领域。
通过将控制系统与计算机网络相结合，可以实现对分布式控制系统和多智能体系统的远程监控和管理。
3.3 智能交通系统智能交通系统利用控制理论和系统工程的方法，对交通信号控制、交通流优化和车辆智能驾驶等方面进行研究，实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。
四、学习和复习建议4.1 深入理解基本概念在学习控制理论和系统工程的过程中，首先要深入理解各个基本概念的含义和作用，掌握它们之间的逻辑关系以及解决实际问题的方法和步骤。
B.2 参考答案1．PLC的全称为：Programmable Logic Controller。
PLC的定义： PLC是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术以及通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。
它采用可编程序存储器，来存贮和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出方式，控制各种类型的机械或生产过程，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。
2．执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作，通过数字式或模拟式的输入和输出方式，控制各种类型的机械或生产过程。
3．PLC的特点：（1）性能稳定可靠，抗干扰能力强（2）功能完善（3）通用性好，应用灵活（4）编程简单，手段多，控制程序可变（5）接线简单（6）监视功能强（7）速度快（8）体积小，重量轻，功耗低4．PLC的应用范围：（1）开关量逻辑控制（2）运动控制（3）闭环过程控制（4）数据处理（5）通讯及联网5．接线逻辑是指纯粹依靠继电器电路来完成对电器设备控制的逻辑控制方式；而存储逻辑则是依据存储程序的变化来完成对电器设备控制的逻辑控制方式。
两者的最大差别就在于：接线逻辑在控制改变，改造控制系统时需要大量地变动硬件接线，而存储逻辑在控制改变，改造控制系统时则不需要做如此多的接线变动。
6．继电接触器控制系统是以继电器、接触器、按钮、行程开关等等电器元件构成的，它依据线圈吸合时，常闭触点先打开，常开触点后闭合的工作方式进行工作。
PLC系统和继电器控制系统的相同点在于：他们都可以完成对控制电路的控制作用，都是电器设备的常用控制方式，并且PLC系统是在对继电器控制系统改造后得到的。
PLC系统和继电器控制系统的主要不同点在于：他们的工作控制方式不同，继电接触器控制系统依据线圈吸合时，常闭触点先打开，常开触点后闭合的工作方式进行工作。
而PLC系统则依据循环扫描顺序执行的工作方式工作。
PLC 试题答案及要点归纳汇总1、常用的主令电器有按钮、行程开关和转换开关等。
、交流接触器的灭弧一般采用___________、____________和______________等，直流接触器采用__________灭弧的方式。
、 三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有定子串电阻或阻抗减压起动、星形-三角形换接减压起动和延边三角形减压起动 及 自耦变压器减压起动等。
、 实现电动机短路保护，通常采用熔断器。
、 为使变速时齿轮易于啮合，X62W 铣床中设置了________________控制线路。
、 PLC 是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期主要包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。
、 说明下列指令意义。
MC 主控指令 ORB 模块或指令 RET 置位指令 LD 动合触头起指令 MPS 进栈指令 RST 复位指令、低压电器按操作方式可分为自动电器和手动电器。
、电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护和电压保护和弱磁保护等。
0、电气控制系统图主要有：电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图等。
1、笼型异步电动机常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动。
2、PLC 采用周期扫描的工作方式，一个扫描周期主要可分为输入采样、程序执行及输出刷新三个阶段。
3、串联触点较多的电路应编在梯形图的上方，并联触点多的电路应放在梯形图的左方。
4、PLC 主控继电器指令是MCR 。
5 、PLC 的硬件主要由输入电路 、输出电路和内部控制电路三部分组成。
6、电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成。
7、各种低压断路器在结构上都有主触头、灭弧装置、自由脱扣器和操作机构等部分组成。
8、交流接触器的触点系统分为主触头和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。
9、热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器，主要被用作电动机的长期过载保护。
第一章概论，讲述计算机控制系统的发展过程；计算机控制系统在日常生活和科学研究中的意义；计算机控制系统的组成及工作原理；计算机控制的特点、优点和问题；与模拟控制系统的不同之处；计算机控制系统的设计与实现问题以及计算机控制系统的性能指标。
1.计算机控制系统与连续模拟系统类似，主要的差别是用计算机系统取代了模拟控制器。
2.计算机系统主要包括：．A／D转换器，将连续模拟信号转换为断续的数字二进制信号，送入计算机；．D／A转换器，将计算机产生的数字指令信号转换为连续模拟信号(直流电压)并送给直流电机的放大部件；．数字计算机(包括硬件及相应软件)，实现信号的转换处理以及工作状态的逻辑管理，按给定的算法程序产生相应的控制指令。
3.计算机控制系统的控制过程可以归结为：．实时数据采集，即A/D变换器对反馈信号及指令信号的瞬时值进行检测和输入；．实时决策，即计算机按给定算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令；．实时控制，即D/A变换器根据决策结果，适时地向被控对象输出控制信号。
4.计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
5.自动控制，是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。
6.计算机控制系统的特性系统规模有大有小系统类型多种多样系统造价有高有低计算机控制系统不断推陈出新7.按功能分类1)数据处理系统2)直接数字控制（DDC）3)监督控制（SCC）4)分散型控制5)现场总线控制系统按控制规律分类1)程序和顺序控制2)比例积分微分控制（PID）3)有限拍控制4)复杂控制5)智能控制按控制方式分类1)开环控制2)闭环控制9.计算机控制系统的结构和组成控制算法软件网络硬件11.硬件平台运算处理与存储部分：CPU，存储器（RAM，ROM，EPROM，FLASH-ROM，EEPROM以及磁盘等），时钟，中断，译码，总线驱动等。
输入输出接口部分：各种信号（模拟量，开关量，脉冲量等）的锁存、转换、滤波，调理和接线，以及串行通讯等。
《自动控制原理》复习提纲自动控制原理复习提纲第一章：自动控制系统基础1.1自动控制的基本概念1.2自动控制系统的组成1.3自动控制系统的性能指标1.4自动控制系统的数学建模第二章：系统传递函数与频率响应2.1一阶惯性系统传递函数及特性2.2二阶惯性系统传递函数及特性2.3高阶惯性系统传递函数及特性2.4惯性环节与纯时延环节的传递函数2.5开环传递函数与闭环传递函数2.6频率响应曲线及其特性第三章：传递函数的绘制和分析3.1 Bode图的绘制3.2 Bode图的分析方法3.3 Nyquist图的绘制和分析3.4极坐标图的应用3.5稳定性分析方法第四章：闭环控制系统及稳定性分析4.1闭环控制系统4.2稳定性的概念和判据4.3 Nyquist稳定性判据4.4 Bode稳定性判据4.5系统的稳态误差分析第五章：比例、积分和微分控制器5.1比例控制器的原理和特性5.2积分控制器的原理和特性5.3微分控制器的原理和特性5.4比例积分(P)控制系统5.5比例积分微分(PID)控制系统第六章：根轨迹法6.1根轨迹的概念和基本性质6.2根轨迹的绘制方法6.3根轨迹法的稳定性判据6.4根轨迹设计法则6.5根轨迹法的应用案例第七章：频域设计方法7.1频域设计基本思想7.2平衡点反馈控制法7.3频域设计法的应用案例7.4系统频率响应的优化设计7.5频域方法的灵敏度设计第八章：状态空间分析和设计8.1状态空间模型的建立8.2状态空间的矩阵表示8.3状态空间系统的特性8.4状态空间系统的稳定性分析8.5状态空间设计方法和案例第九章：模糊控制系统9.1模糊控制的基本概念9.2模糊控制系统的结构9.3模糊控制器设计方法9.4模糊控制系统的应用案例第十章：遗传算法与控制系统优化10.1遗传算法的基本原理10.2遗传算法在控制系统优化中的应用10.3遗传算法设计方法和案例第十一章：神经网络及其应用11.1神经网络的基本概念和结构11.2神经网络训练算法11.3神经网络在控制系统中的应用11.4神经网络控制系统设计和优化方法第十二章：自适应控制系统12.1自适应控制的基本概念12.2自适应控制系统的结构12.3自适应控制器设计方法12.4自适应控制系统的应用案例第十三章：系统辨识与模型预测控制13.1系统辨识的基本概念13.2建模方法及其应用13.3模型预测控制的原理13.4模型预测控制系统设计和优化方法第十四章：多变量控制系统14.1多变量控制系统的基本概念14.2多变量系统建模方法14.3多变量系统稳定性分析14.4多变量系统控制器设计14.5多变量系统优化控制方法以上是《自动控制原理》的复习提纲，内容覆盖了自动控制系统的基本概念、传递函数与频率响应、传递函数的绘制和分析、闭环控制系统及稳定性分析、比例、积分和微分控制器、根轨迹法、频域设计方法、状态空间分析和设计、模糊控制系统、遗传算法与控制系统优化、神经网络及其应用、自适应控制系统、系统辨识与模型预测控制、多变量控制系统等知识点。
机械工程控制基础复习题第一部分 选择题1. 关于反馈正确的说法是：（ D ）。
A ．反馈实质上就是信号的并联B ．正反馈就是输入信号与反馈信号相加C ．反馈都是人为加入的D ．反馈是输出以不同的方式对系统作用2.对于控制系统，反馈一定存在于（ B ）中。
A ．开环系统 B ．闭环系统 C ．线性定常系统 D ．线性时变系统 3. 闭环自动控制的工作过程是（ C ）。
A ．测量系统输出的过程B ．检测系统偏差的过程C ．检测偏差并消除偏差的过程D ．使系统输出不变的过程 4. 某典型环节的 5. 传递函数是Tss G 1)(=，则该环节是（ B ）。
A ．惯性环节 B ．积分环节 C ．微分环节 D ．比例环节 6. 关于叠加原理说法正确的是（ C ）。
A ．对于作用于系统同一点的几个作用才能用叠加原理求系统的总输出B ．叠加原理只适用于线性定常系统C ．叠加原理只适用于线性系统D ．叠加原理适用于任何系统7. 设一阶系统的传递函数为523+s ，则其时间常数和增益是（ C ）。
A ．2,3 B ．2,32 C ．52,53 D ．25,238. 设一个系统的传递函数为e ss τ-⋅+121，则该系统可看作是由（ A ）串联而成。
A ．惯性环节和延时环节B ．比例环节、惯性环节和延时环节C ．惯性环节和导前环节D ．比例环节、惯性环节和导前环节 9. 以下传递函数属于振荡环节的是（ C）。
A ．23122+++s s sB ．2312++s sC ．112++s sD ．1122+++s s s10. 以下关于线性系统时间响应正确的说法是（ C）。
A ．时间响应就是系统输出的稳态值B ．由单位脉冲响应和单位阶跃响应组成C ．由强迫响应和自由响应组成D ．与系统初始状态无关11. 一阶系统的传递函数为27+s ，若允许误差为2%，则其调整时间为（ B ）。
A ．8B ．2C ．7D ．3.512. 二阶欠阻尼系统的上升时间为（ C ）。
自动控制系统及应用-阶段测评4成绩：100分一、单选题共20 题题号: 1 本题分数:5 分容易引入高频干扰的校正是（）A、P校正B、PI校正C、PD校正D、PID校正该题考查典型串联校正对系统影响的识记。
由于PD校正使系统的稳定性和快速性改善，但抗高频干扰能力明显下降，所以C项是正确选项。
熟悉它有益于系统性能分析和改进。
标准答案：C考生答案：C本题得分：5 分题号: 2 本题分数:5 分在系统中串联PI调节器（比例积分调节器），以下错误的说法是（）A、是一种相位超前校正装置B、能影响系统开环幅频特性的中频段C、使系统的稳态性能得到改善D、使系统的稳定性能变差该题考查典型串联校正对系统影响的识记。
由于比例积分（PI）校正的主要目的是改善系统的稳态性能，但系统的稳定性变差（即γ↓，它是反映系统开环幅频特性中频段的指标），所以A项是正确选项。
熟悉它有益于系统性能分析和改进。
标准答案：A考生答案：A本题得分：5 分题号: 3 本题分数:5 分PI调节器是一种（）校正装置。
A、相位超前B、相位滞后C、相位滞后—超前D、相位超前—滞后该题考查对串联校正分类的识记。
B项是正确选项。
熟悉它有益于系统性能分析。
标准答案：B考生答案：B本题得分：5 分题号: 4 本题分数:5 分调试时，若将比例积分（PI）调节器的反馈电容短接，则该调节器将成为（）A、比例调节器B、积分调节器C、比例微分调节器D、比例积分微分调节器该题考查典型串联校正分类的识记。
A项是正确选项。
熟悉它有益于系统性能分析和改进。
标准答案：A考生答案：A本题得分：5 分题号: 5 本题分数:5 分为改善系统的性能可进行的校正不包括（）A、负反馈校正B、串联校正C、正反馈校正D、并联校正该题考查对校正分类的识记。
D项是正确选项。
熟悉它有益于系统性能分析和改进。
标准答案：D考生答案：D本题得分：5 分题号: 6 本题分数:5 分环节（或部件）经反馈校正后，不仅参数发生变化，甚至环节的（）也可能发生变化。
控制工程基础及应用考试试卷（A 卷）一、填空（每空1分，共30分）1、所谓自动控制，就是在没有人 的情况下，采用控制装置使 的某些物理量在一定精度范围内按照 变化。
2、实现恒温控制有两种方法： 和 。
3、人工控制的过程就是 、 、 ，以纠正偏差的过程。
简单地讲就是“ ”的过程。
4、工业上用的控制系统，根据有无反馈作用可分为两类： 和 。
5、按系统信号类型分，系统可分为： 和 。
6、对控制系统的基本要求一般可归结为 、 、 三个方面。
7、系统各环节之间一般有三种基本连接方式： 、 和 连接。
8、任一系统的时间响应都由 和 组成。
9、在时域分析中，采用的典型实验信号有 、 、 、 等，其中 使用最为广泛。
10、对时域函数进行拉氏变换：)(1t = 、t = 、ate -= 、sin t ω= 。
二、判断题（正确的 √ 画，错误的×画）（每空2分，共20分）（ ）1、控制理论发展的第一阶段为“现代控制理论”。
（ ）2、开环控制系统一般不存在稳定性问题。
（ ）3、对框图进行简化时，变换前与变换后回路中的传递函数的乘积必须保持不变。
（ ）4、系统按参数是否为常数分为时变系统和常数系统。
（ ）5、稳态误差指的是系统误差信号的稳态分量。
（ ）6、一阶系统的典型形式是惯性环节。
（ ）7、线性系统的稳定性是系统自身的固有特性，它与系统的输入信号无关。
（ ）8、机械系统的微分方程可用牛顿第一定律推导。
（ ）9、系统的稳态误差可分为给定稳态误差和扰动稳态误差。
（ ）10、绘制根轨迹的基本规则一：根轨迹的各条分支是连续的，而且对称于实轴。
三、简答题（ 15分）1、画出典型的闭环控制系统框图。
（8分）2、拉氏变换的运算法则有哪些？（7分）四、计算题（35分）1、单位脉冲函数)(t δ的拉氏变换（过程）。
（7分）2、求651)(2+++=s s s s F 的拉氏反变换。
(8分)3、已知系统的特征方程为0126322345=+++++s s s s s ，判别系统是否稳定，并求不稳定根的数目。
自动控制工程基础复习题一、填空题1．检测__被控制量_____，用以纠正___偏差____的原理称为反馈控制原理。
2．传递函数的定义是对于线性定常系统,在__初始条件为零__的条件下，系统输出量的拉氏变换与__输入量的拉式变换__之比。
3．系统的稳态误差与输入信号形式性质及系统的_结构_和__参数__有关。
4．极坐标图(Nyquist图)与对数坐标图(Bode图)之间对应关系为：极坐标图上的单位圆对应于Bode图上的__0分贝线___；极坐标图上的负实轴对应于Bode图上的__-180度_。
5.开环稳定，闭环__不稳定__；开环不稳定，闭环___稳定__。
6.传递函数通过__输入量__与_ 输出量__之间信息的传递关系，来描述系统本身的动态特征。
7.系统的稳态误差与系统开环传递函数的增益、__型次__和__阶次__有关。
8.频率响应是系统对___谐波输入__的稳态响应，频率特性包括_幅频和相频__两种特性。
9．控制系统的时间响应，可以划分为瞬态和稳态两个过程。
瞬态过程是指系统从___初始状态__到接近最终状态的响应过程；稳态过程是指时间t趋于__无穷大__时系统的输出状态。
10．传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统与外界之间的关系，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。
二、简答题1、简述闭环系统的控制原理并绘出其方框图。
答：闭环控制系统的控制原理如下：(1)检测被控制量或输出量的实际值;(2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值;(3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。
其方框图如下所示：2、设系统的开环传递函数为：)1()()(+=TssKsHsG，用Nyquist图分析该系统稳定性。
3、分别简述系统控制两种主要方式（开环控制和闭环控制）的原理并分析优缺点。
4、典型二阶系统阻尼比0<ξ<1时，试问闭环极点分布如何单位阶跃响应的特征是什么答：闭环极点是一对位于[s]平面的左半平面内的共轭复数极点。
<<自动控制原理及系统>>练习题一、选择题（以下小题中各项只有一个选项是正确的，请把正确答案写在括号中）1．经典控制理论研究的对象是 （ C ）A 多输入多输出系统B 非线性系统C 线性定常系统D 多输出的非线性系统2．单位脉冲信号的拉式变换为 （ C ） A 1SB 21SC 1D 2S 3．开环控制的特征是 ( C. )A.系统无执行环节B.系统无给定环节C.系统无反馈环节D.系统无放大环节4．自动跟踪系统按给定值的变化来划分，属于 （ B ）A 定值控制系统B 随动控制系统C 程序控制系统D 闭环控制系统5.对于自动控制系统的输出响应，我们总是希望系统为 （ B ）A 非周期响应B 衰减振荡响应C 等幅振荡响应D 发散振荡响应6. 典型二阶系统的单位阶跃响应和ζ有关，1<ζ属于 （ A ）A 过阻尼B 无阻尼C 临界阻尼D 欠阻尼7. 对于空调控温这个自动控制系统，请指出它的被控变量是哪个 （ B ）A 空调器B 房内温度C 房间D 房间里的人8. 描述控制系统可以用数学模型来表达，典型控制系统中最常用的为（ B ）A 微分方程B 传递函数C 系统结构图D 响应曲线9.Ⅱ型控制系统的对数幅频特性曲线中，低频段的斜率为 （ -40 ）A -20B -40C 20D 4010.在工程中，对于二阶系统的最佳性能所对应的阻尼比为 （ D ）A 0.5B 0.8C 0.3D 0.70711.在应用频率特性法设计自动控制系统时，通常希望其对数幅频特性L(ω)曲线在过零分贝线时的斜率为 ( A. )A.-20dB/decB.+20dB/decC.0dB/decD.-40dB/dec12.若系统的开环传递函数为2)s(5s 10+，则它的开环增益为 ( D )A.10B.2C.1D.513.某环节的传递函数为1Ts K+，它的对数幅频率特性L(ω)随K 值增加而 ( A. )A.上移B.下移C.左移D.右移14．一阶系统的单位阶跃响应为 （C ． ）A ．等幅振荡B ．水平直线C ．按指数规律单调上升曲线D ．斜率为1／T 的斜直线15.与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对 ( A )进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。
复习一、填空题1、如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。
电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。
C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。
C6、C7是输入滤波电容。
2、电流断续时KZ—D系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。
3、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。
4、采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。
5、典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。
6、下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；(2)图中Ld是，它的作用是；(3)图中采用的是调节器，它的主要作用是；(4)此系统主电路由相交流电供电；(5)此系统具有负反馈环节；(6)改变转速，应调节___________电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节___________电位器；(8)系统的输出量(或被控制量)是___________。
解：(1)图中V是晶闸管整流器；(2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流；(3)图中采用的是PI 即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由 三 相交流电供电； (5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___RP1__电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。
7、下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A ，B ，C ，D 分别为坐标变换模块，请指出A 是 矢量旋转逆变换 1-VR，B 是二相静止坐标变成三相静止坐标变换，C 是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，D 矢量旋转变换，上述等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。
自动控制原理题库1. 什么是自动控制原理？自动控制原理是指利用各种控制设备和技术手段，对被控对象进行监测、测量和控制的一种技术体系。
它主要研究如何设计和应用控制系统，使得被控对象能够按照既定的要求和规律进行运行和控制。
2. 自动控制原理的基本概念。
自动控制原理的基本概念包括控制系统、被控对象、控制器和传感器等。
控制系统是指由控制器、被控对象和传感器组成的一个整体，用于实现对被控对象的监测和控制。
被控对象是指需要进行控制的实际物理系统或过程，如机械系统、电气系统等。
控制器是控制系统的核心部分，它根据传感器采集到的信息，对被控对象进行控制。
传感器则用于对被控对象的状态进行监测和测量，将其转化为电信号输入到控制器中。
3. 自动控制原理的基本原理。
自动控制原理的基本原理包括反馈控制原理、开环控制原理和闭环控制原理。
反馈控制原理是指根据被控对象的实际输出与期望输出之间的差异，通过控制器对被控对象进行调节，以使输出接近期望值。
开环控制原理是指控制器根据预先设定的规律和参数，直接对被控对象进行控制，不考虑实际输出与期望输出之间的差异。
闭环控制原理则是将反馈控制原理和开环控制原理相结合，既考虑实际输出与期望输出之间的差异，又考虑预先设定的规律和参数，对被控对象进行控制。
4. 自动控制原理的应用。
自动控制原理在工业生产、交通运输、航空航天、军事防卫等领域有着广泛的应用。
在工业生产中，自动控制原理可以实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，自动控制原理可以实现对交通信号灯、电梯、自动扶梯等设备的控制，提高交通运输效率和安全性。
在航空航天和军事防卫领域，自动控制原理可以实现对飞行器、导弹、火炮等武器装备的控制，提高作战效果和作战安全性。
5. 自动控制原理的发展趋势。
随着科学技术的不断发展，自动控制原理也在不断发展和完善。
未来，自动控制原理将更加注重智能化、网络化和信息化，实现对被控对象的精准控制和实时监测。
自动化原理及应用考试复习知识点1. 介绍自动化原理及应用是一门涉及控制理论、电子技术和计算机技术的学科，有着广泛的应用领域。
本篇文档将总结一些自动化原理及应用考试中的重点知识点，帮助大家复备考。
2. 控制系统- 控制系统的基本组成部分：输入、输出、控制器。
- 开环控制和闭环控制的区别和特点。
- 反馈控制和前馈控制的概念和应用。
- PID控制器的原理和调节方法。
3. 传感器与执行器- 传感器的作用和分类。
- 常见的传感器类型及其原理：温度传感器、压力传感器、力传感器、位移传感器等。
- 执行器的作用和分类。
- 常见的执行器类型及其原理：电动执行器、液压执行器、气动执行器等。
4. 信号与系统- 连续时间信号和离散时间信号的概念和特点。
- 信号的频域分析方法。
- 系统的概念和分类。
- 系统的时域分析方法。
5. 控制理论- 系统的稳定性和稳定判据。
- 根轨迹法和频率响应法的基本原理和应用。
- 线性系统和非线性系统的特点和分析方法。
- 系统的状态空间表示和状空分析方法。
6. 自动控制器- 自动控制器的分类和基本功能。
- 脉宽调制（PWM）控制器的原理和应用。
- 逻辑控制器的原理和应用。
- 模糊控制器的原理和应用。
7. 电路与电子元件- 模拟电路和数字电路的区别和应用场景。
- 常用的电子元件及其特性：二极管、三极管、操作放大器等。
- 電源电路和稳压电路的设计原则和方法。
以上是自动化原理及应用考试复习的一些重点知识点，希望对大家的备考有所帮助。
同时，建议大家在复习过程中多做习题和实际操作，加强对知识的理解和运用能力。
祝大家考试顺利！。
复习一、填空题1、如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。
电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。
C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。
C6、C7是输入滤波电容。
2、电流断续时KZ—D系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。
3、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。
4、采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。
5、典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。
6、下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；(2)图中Ld是，它的作用是；(3)图中采用的是调节器，它的主要作用是；(4)此系统主电路由相交流电供电；(5)此系统具有负反馈环节；(6)改变转速，应调节___________电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节___________电位器；(8)系统的输出量(或被控制量)是___________。
解：(1)图中V是晶闸管整流器；(2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流；(3)图中采用的是PI 即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求；(4)此系统主电路由 三 相交流电供电；(5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节；(6)改变转速，应调节___RP1__电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器；(8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。
7、下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A ，B ，C ，D 分别为坐标变换模块，请指出A 是 矢量旋转逆变换 1-VR ，B 是二相静止坐标变成三相静止坐标变换，C 是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，D 矢量旋转变换，上述等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。
8、下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A ，B 分别为坐标变换模块，请指出A 是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，B 是矢量旋转变换，其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。
9、采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M 法适用于测高速，T 法适用于测低速。
10、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。
11、可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。
12、α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段。
13、电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。
14、永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。
15、SVPWM 以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM 以正弦电压为控制目标。
二、选择题1、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（A ）。
A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。
B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。
C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。
D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。
2、在晶闸管反并联可逆调速系统中，βα=配合控制可以消除（A ）。
A 直流平均环流B 静态环流C 瞬时脉动环流D 动态环流3、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需要配置环流电抗器的数量分别是（D ）。
A 1个和2个B 2个和1个C 2个和4个D 4个和2个4、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（ B ）。
A 不变B 全部以热能的形式消耗掉了C 大部分回馈到电网中5、异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（A ）。
A 随调速范围的增大而增大B 随调速范围的增大而减小C 与调速范围无关D 与调速范围有关，但关系不确定6、在恒压频比控制（即1s U =常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是（C ）。
A 维持转速恒定B 维持定子全磁通恒定C 维持气隙磁通恒定D 维持转子全磁通恒定7、直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A ）。
A ACR 抑制电网电压波动，ASR 抑制转矩波动B ACR 抑制转矩波动，ASR 抑制电压波动C ACR 放大转矩波动，ASR 抑制电压波动D ACR 放大电网电压波动，ASR 抑制转矩波动8、桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。
As on d U T t U ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1 B s on d U T t U ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12 Cs on d U T t U = D s on d U T t U 2=9、与机组相比，相控整流方式的优点是（A 、B 、C 、D ），缺点是（ E 、F ）。
A 功率放大倍数小于1000倍B 可逆运行容易实现C 控制作用的快速性是毫秒级D 占地面积小，噪音小E 高次谐波丰富F 高速时功率因数低10、当理想空载转速n0相同时，闭环系统的静差率b s 与开环下的k s 之比为（ D ）。
A 1B 0 （K 为开环放大倍数）C 1+KD 1/（1+K ）11、速度单闭环系统中，不能抑制（ D ）的扰动。
A 调节器放大倍数B 电网电压波动C 负载D 测速机励磁电流12、转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。
此时不应（ C ）。
A 调换磁场接线B 调换电枢接线C 同时调换磁埸和电枢接线D 同时调换磁埸和测速发电机接线13、一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。
A 两个调节器都饱和B 两个调节器都不饱和C ST 饱和，LT 不饱和D ST 不饱和，LT 饱和14、α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）A 既有直流环流又有脉动环流B 有直流环流但无脉动环流C 既无直流环流又无脉动环流D 无直流环流但有脉动环流15、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（ B ）状态。
Ａ 回馈制动 Ｂ 反接制动 Ｃ 能耗制动 Ｄ 自由停车16、转速PID 调节器的双闭环系统与转速PI 调节器的双闭环系统相比，（C ）A 抗负载干扰能力弱B 动态速降增大C 恢复时间延长D 抗电网电压扰动能力增强17、带二极管整流器的SPWM 变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列的（A ）矩形波。
A 幅值不变，宽度可变B 幅值可变，宽度不变C 幅值不变，宽度不变D 幅值可变，宽度可变18、绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B ）A 10<<S ，输出功率低于输入功率B 0<S ，输出功率高于输入功率C 10<<S ，输出功率高于输入功率D 0<S ，输出功率低于输入功率19、普通串级调速系统中，逆变角↑β，则（C ）。
A 转速上升，功率因数下降B 转速下降，功率因数上升C 转速上升，功率因数上升D 转速下降，功率因数下降20、绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C ）Ａ1n n <，输出功率低于输入功率 B 1n n <，输出功率高于输入功率C 1n n >，输出功率高于输入功率D 1n n >，输出功率低于输入功率（注：n 为电动机实际转速，1n 为电动机同步转速）21、与矢量控制相比，直接转矩控制（D ）A 调速范围宽B 控制性能受转子参数影响大C 计算复杂D 控制结构简单22、异步电动机VVVF 调速系统的机械特性最好的是（C ）A 恒11ωU 控制B 恒1ωg E 控制C 恒1ωr E 控制D 恒11I 控制23、异步电动机VVVF 调速系统的机械特性最好的是（D ）A 恒压频比控制B 恒定子磁通控制C 恒气隙磁通控制D 恒转子磁通控制三、简答题1、下图为调速范围D ≤3的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。
间接起动操作顺序1.先合上装置电源总开关S ，使逆变器在 βmin 下等待工作。
2.然后依次接通接触器K 1 ，接入起动电阻R , 再接通K 0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。
3.待起动到所设计的n min （s max ）时接通K 2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开K 1 , 切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。
停车操作顺序1.由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至n min , 再合上K 1 ，然后断开K 2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；2.最后断开K 0 ，以防止当K 0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。
2、调速系统的静态性能指标有哪些？它们是怎么定义的？它们之间有什么关系？调速系统的静态性能指标有①转速降N n n n -=∆0 ②调速范围min min max n n n n D N ==③静差率0n n s ∆= 它们之间的关系为：)1(s n s n D N -∆=3、在转速、电流双闭环调速系统中，若电流调节器采用PI 调节器，其作用是什么？其输出限幅值应如何整定？ 答：电流调节器（ACR ）的作用：1）对电网电压波动起及时抗扰作用；2）起动时保证获得允许的最大电流dm I ；3）在转速调节过程中，使电流跟随给定电压*i U 变化；4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。
电流调节器（ACR ）的输出限幅值：sdm e s d0cm K R I n C K U U N +==4、典型I 型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞ 。
对于典型II 型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K 成反比。
动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。
5、双闭环系统的起动过程有何特点？为什么一定会出现转速超调？解：(1) 特点：1)饱和非线性控制 2) 转速超调（退饱和超调）3)准时间最优控制(2) 由于ASR 采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必须使转速超调， ASR 的输入偏差电压 △U n 为负值，才能使ASR 退出饱和。
