2014-2015自动控制原理课程复习

2015年秋季学期《自动控制理论》总复习题及答案《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。

自动控制原理1一、 单项选择题（每小题1分，共20分）1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ）A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ ）上相等。

A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ）A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ）A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ）A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节6. 若系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为（ ） A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ，则该系统是（ ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ ）A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） A.45° B.-45° C.90° D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ）A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。

A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ）A.0B.1C.2D.314.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ）A.2B.0.2C.0.5D.0.0515.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ） A.反馈校正 B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →=B.)(lim 0s sE e s ss →= C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→= 17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ）A.减小增益B.超前校正C.滞后校正D.滞后-超前18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线K,则实轴上的根轨迹为（）19.开环传递函数为G(s)H(s)=ss)3(3A.(-3，∞)B.(0，∞)C.(-∞，-3)D.(-3，0)20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈的传感器。

⾃动控制原理复习理论资料第⼀章⾃动控制的⼀般概念本章作为绪论，已较全⾯地展⽰了控制理论课程的全貌，叙述了今后在课程的学习中要进⾏研究的各个环节内容和要点，为了今后的深⼊学习和理解，要特别注意本章给出的⼀些专业术语及定义。

1、基本要求（1）明确什么叫⾃动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和⾃控系统等概念。

（2）正确理解三种控制⽅式，特别是闭环控制。

（3）初步掌握由系统⼯作原理图画⽅框图的⽅法，并能正确判别系统的控制⽅式。

（4）明确系统常⽤的分类⽅式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的⽅式。

（5）明确对⾃控系统的基本要求，正确理解三⼤性能指标的含义。

2．内容提要及⼩结⼏个重要概念⾃动控制在没有⼈直接参与的情况下，利⽤控制器使被控对象的被控量⾃动地按预先给定的规律去运⾏。

⾃动控制系统指被控对象和控制装置的总体。

这⾥控制装置是⼀个⼴义的名词，主要是指以控制器为核⼼的⼀系列附加装置的总和。

共同构成控制系统，对被控对象的状态实⾏⾃动控制，有时⼜泛称为控制器或调节器。

⾃动控制系统校正元件执⾏元件放⼤元件⽐较元件测量元件给定元件控制装置（控制器）被控对象负反馈原理把被控量反送到系统的输⼊端与给定量进⾏⽐较，利⽤偏差引起控制器产⽣控制量，以减⼩或消除偏差。

三种基本控制⽅式实现⾃动控制的基本途径有⼆：开环和闭环。

实现⾃动控制的主要原则有三：主反馈原则——按被控量偏差实⾏控制。

补偿原则——按给定或扰动实⾏硬调或补偿控制。

复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。

（3）系统分类的重点重点掌握线性与⾮线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别⽅法要准确理解。

线性系统??→?描述→→状态空间法时域法状态⽅程变系数微分⽅程时变状态⽅程频率法根轨迹法时域法状态⽅程频率特性传递函数常系数微分⽅程定常分析法分析法⾮线性系统（4）正确绘制系统⽅框图绘制系统⽅框图⼀般遵循以下步骤：①搞清系统的⼯作原理，正确判别系统的控制⽅式。

第二章 控制系统的数学模型复习指南与要点解析在传递函数中，需要理解传递函数定义（线性定常系统的传递函数是在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比）和性质。

零初始条件下：如要求传递函数需拉氏变换，这句话必须的。

二、※※※结构图的等效变换和简化--- 实际上，也就是消去中间变量求取系统总传递函数的过程。

1．等效原则：变换前后变量关系保持等效，简化的前后要保持一致（P45）2．结构图基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。

如果结构图彼此交叉，看不出3种基本连接方式，就应用移出引出点或比较点先解套，再画简。

其中：※引出点前移在移动支路中乘以()G s 。

（注意：只须记住此，其他根据倒数关系导出即可） 引出点后移在移动支路中乘以1/()G s 。

相加点前移在移动支路中乘以1/()G s 。

相加点后移在移动支路中乘以()G s 。

[注]：乘以或者除以()G s ，()G s 到底在系统中指什么，关键看引出点或者相加点在谁的前后移动。

在谁的前后移动，()G s 就是谁。

[注]：※※※比较点和引出点相邻，一般不交换位臵※※※，切忌，否则要引线） 三. ※※※应用信号流图与梅森公式求传递函数梅森公式： ∑=∆∆=nk k k P P 11式中，P —总增益；n —前向通道总数；P k —第k 条前向通道增益；△—系统特征式，即 +-+-=∆∑∑∑f e d c b a L L L L L L 1Li —回路增益；∑La —所有回路增益之和；∑LbLc —所有两个不接触回路增益乘积之和； ∑LdLeLf —所有三个不接触回路增益乘积之和；△k —第k 条前向通道的余因子式，在△计算式中删除与第k 条前向通道接触的回路。

[注]：一般给出的是结构图，若用梅森公式求传递函数，则必须先画出信号流图。

注意2：在应用梅森公式时，一定要注意不要漏项。

前向通道总数不要少，各个回路不要漏。

[注]：别忘了标注箭头表示信号流向。