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绪论单元测试1【判断题】(100 分)自动控制理论经历了经典控制理论、现代控制理论和近代控制理论三个发展阶段。
A.错B.对第一章测试1【单选题】(10 分)下列系统中属于开环控制的为（）。
A.家用空调器B.普通车床C.无人驾驶车D.自动跟踪雷达2【单选题】(10 分)下列系统属于闭环控制系统的为（）。
A.家用电冰箱B.传统交通红绿灯控制C.自动流水线D.普通车床3【单选题】(10 分)下列系统属于定值控制系统的为（）。
A.自动跟踪雷达B.自动化流水线C.家用空调D.家用微波炉4【单选题】(10 分)下列系统属于随动控制系统的为（）。
A.火炮自动跟踪系统B.家用空调器C.自动化流水线D.家用电冰箱5【单选题】(10 分)下列系统属于程序控制系统的为（）。
A.传统交通红绿灯控制B.火炮自动跟踪系统C.家用空调器D.普通车床6【单选题】(10 分)（）为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。
A.连续控制系统B.离散控制系统C.线性控制系统D.随动控制系统7【单选题】(10 分)下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（）。
A.准确性B.快速性C.稳定性D.复现性8【单选题】(10 分)下列不是自动控制系统基本方式的是（）。
A.开环控制B.复合控制C.闭环控制D.前馈控制9【单选题】(10 分)下列不是自动控制系统的基本组成环节的是（）。
A.测量变送器B.控制器C.被控变量D.被控对象10【单选题】(10 分)自动控制系统不稳定的过度过程是（）。
A.发散振荡过程B.其余选择都不是C.单调过程D.衰减振荡过程第二章测试1【单选题】(10 分)自动控制系统的数学模型为（）。
A.热学方程B.梅森公式C.微分方程、传递函数、动态结构框图、信号流图D.状态方程、差分方程2【单选题】(10 分)以下关于传递函数的描述，的是（）。
A.传递函数取决于系统和元件的结构和参数，并与外作用及初始条件有关B.传递函数是一种动态数学模型C.传递函数是复变量的有理真分式函数D.一定的传递函数有一定的零极点分布图与之相对应3【单选题】(10 分)系统的传递函数是由系统的（）决定的。
第一章：自动控制的一般概念1.1学习指导1.1.1、课程内容（1）自动控制理论发展概况；（2）自动控制的基本概念与方式；（3）自动控制系统分类；（4）对自动控制系统的基本要求；（5）自动控制系统组成和方框图。
本章是本课程的入门章节，通过学习应理解自动控制的基本概念和分类，控制系统组成和方框图，会根据实际控制系统绘制系统方框图。
1.1.2内容概述1、自动控制的基本概念自动控制：在没人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律或数值运行。
自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制系统。
一般由控制器(含测量元件)和控制对象组成。
2、两种基本控制方式1)开环控制方式控制装置与被控对象之间只有顺向作用没有反向联系。
2）闭环控制方式：把输出量直接或间接地反馈到系统的输入端，形成闭环，参与控制。
3、闭环系统的基本组成（1）给定元件设定被控量的给定值；（2）测量元件对系统被控量(输出置)进行测量；（3）比较元件对系统输出量与输入量进行代数运算并给出偏差信号，起综合、比较变换作用。
（4）放大元件对微弱的偏差信号进行放大，使其有足够的幅但与功率5）执行元件根据放大后的偏差信号，对被控对象执行控制任务，使输出量与希望值起子一致。
（6）被控对象指自动控制系统需要进行控制的机器、设备或生产过程。
被控对象要求实现自动控制的物理量称为被控量或输出量。
（7）校正元件用以改善系统性能4、自动控制系统的分类1）按系统性能分类：（1）线性系统：满足叠加性和齐次性。
（2）非线性系统：不满足叠加性和齐次性。
2）按信号类型分类：（1）连续系统：系统中各元件的输入量和输出量均为时间t的连续函数。
（2）离散系统：系统中某一处或几处的信号是以脉冲系列或数码的形式传递的系统。
3）按给定信号分类（1）恒值控制系统给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。
（2）随动控制系统给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。
第一章自动控制的基本概念显示所有|| 隐藏所有•例1－1 一晶体稳压电源如图1-1所示。
试画出其方块图，并说明被控量、给定值、干扰量是什么，哪些元件起着测量、放大和执行作用。
•例1－2 图1－3中给出了一个反坦克导弹控制系统工作原理示意图。
试分析其工作原理并画出系统功能方块图。
解：该控制系统采取光学跟踪和有线制导。
由于采用光学制导系统（红外线、激光），射手只需将与光学跟踪器（如红外线测角仪）同步的瞄准镜的十字线对准目标，光学制导系统能测出目标与导弹的偏差角，产生偏差控制信号，操纵导弹自动修正它与瞄准线间的偏差而飞向目标。
该系统导弹是被控对象，导弹运动的航迹是被控量，光学瞄准具是测量比较装置，目标运动是给定输入信号，其功能方块图如图所示。
•例1－3 图1－5为发电机电压调节系统，该系统通过测量电枢回路电流i 产生附加的激励电压Ub来调节输出电压Uc。
试分析在电枢转速ω和激励电压Ug恒定不变而负载变化的情况下系统的工作原理并画出原理方框图。
•例1－4 某住宅楼水池水位控制系统如图1-7所示。
试简述系统各组成元件的作用及系统的工作原理，并画出系统的方块图。
解：该系统的控制任务是保持水池水位基本不变。
水池是被控对象，水位H是被控量，而Hr 是水位的希望值。
浮子随水位上下浮动，可以反映水位的实际高度H，也可以表示水位给定（希望）高度与实际高度的偏差Hr-H，相当于测量元件和比较元件。
浮子带动铰链机构控制进水阀开度，调节进水量，从而控制水位高度，故铰链和控制阀相当于放大元件和执行元件。
系统的工作原理：设系统原来处于进、出水量相等，水位高度等于给定值（即H = Hr）的工作状态下，如出水量Q2增大（而进水量一时没有改变），则Q1<Q2 ，水位高度H下降，使浮子下移，产生水位偏差Hr - H >0，铰链联动使进水阀门开度增大，进水量Q1增大，直至Q1 重新等于Q2 ，最后使水位高度H又恢复到或接近希望值Hr 。
第1章自动控制的一般概念
1.T图1-1所示的是一晶体管稳压电源。
试画出其方框图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用，以及系统里的干扰量和给定量是什么？
T 图1-1
2.两水位控制系统如T图1 — 2(a)、(b)所示，要求:
(1)画出其方框图(包括给定输入量和扰动输入量)；
(2)分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。
u,
T 图1 —2 (a)
用户
T 图1-2(b)
3.炉温控制系统如T图1-3 （a）所示，要求：（1）指出系统输出量、给定输入量、扰
动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分，并画出其方框图；（2）说明该系统是怎样消除或减少偏差的。
T 图1-3 (a)。
习题1.日常生活中有许多开环和闭环控制系统，试举几个具体例子，并说明它们的工作原理。
2.说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。
3.自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。
画出方块图说明此反馈系统。
4.描述人类对疼痛、身体温度等常规因素的生物反应过程。
生物反应控制是一门依靠人类能力的技术。
已成功运用的如：有意识的规则脉冲，对疼痛的反应和体温的恒定控制等。
5.学生-教师教学进程继承了以将错误减少到最少的反馈进程，要求的输出是学习的知识，学生可被考虑在此进程中。
利用图1-2设计学习进程的反馈模型，辨别每个模块的作用。
6.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。
目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？7.所有人都体验到了伴随疾病的发烧，发烧和人体内温度控制的改变有关，通常把你的温度控制在将近37℃左右，尽管外部温度在-30～40℃之间或者更高，对发烧这而言，实际的温度高于应处的温度，即使是我们的科学家也常常认识到发烧并不意味着我们身体的温度控制除了什么问题，而是将其保持在一个比通常或要求的高的水平。
草拟温度控制系统的方块图，解释阿斯匹林怎样止烧的。
8.一晶体管稳压电源如图1-10所示。
试画出其方框图，并说明在该电路图中哪些元件起着测量、放大、执行的作用，以及系统的干扰量和给定值是什么。
图1-10 晶体管稳压电路9.反馈控制系统实际上并非总是负反馈系统。
通货膨胀表明了价格的持续上涨，它是一个正反馈系统。
如图1-11的正反馈系统用反馈型号和输出信号之和作为过程的最终输入信号。
图1-11通货膨胀中价格波动的简单模型，增加附加的反馈环，诸如立法控制或税率控制，以使系统稳定。
假设随着工人工资的增加，一段时间后，导致了价格的上涨。
在什么条件下，改变或延迟生活资料的花费能稳定价格，国家的工资和价格指导工资是怎样影响反馈系统的？图1-11 通货膨胀的正反馈系统框图10.生理控制模型对于辅助医药专家是很有价值的，图1-12是心跳率控制系统的模型。
第一章绪论重点：1．自动控制系统的工作原理；2．如何抽象实际控制系统的各个组成环节；3．反馈控制的基本概念；4．线性系统（线性定常系统、线性时变系统）非线性系统的定义和区别；5．自动控制理论的三个基本要求：稳定性、准确性和快速性。
第二章控制系统的数学模型重点：1.时域数学模型--微分方程；2.拉氏变换；3.复域数学模型--传递函数；4.建立环节传递函数的基本方法；5.控制系统的动态结构图与传递函数；6.动态结构图的运算规则及其等效变换；7.信号流图与梅逊公式。
难点与成因分析：1.建立物理对象的微分方程由于自动化专业的本科学生普遍缺乏对机械、热力、化工、冶金等过程的深入了解，面对这类对象建立微分方程是个难题，讲述时2.动态结构图的等效变换由于动态结构图的等效变换与简化普遍只总结了一般原则，而没有具体可操作的步骤，面对变化多端的结构图，初学者难于下手。
应引导学生明确等效简化的目的是解除反馈回路的交叉，理清结构图的层次。
如图1中右图所示系统存在复杂的交叉回路，若将a点移至b点，同时将c点移至d点，同理，另一条交叉支路也作类似的移动，得到右图的简化结构图。
图1 解除回路的交叉是简化结构图的目的3.梅逊公式的理解梅逊公式中前向通道的增益K P 、系统特征式∆及第K 条前向通路的余子式K ∆之间的关系仅靠文字讲述，难于理解清楚。
需要辅以变化的图形帮助理解。
如下图所示。
图中红线表示第一条前向通道，它与所有的回路皆接触，不存在不接触回路，故11=∆。
第二条前向通道与一个回路不接触，回路增益44H G L -=，故4421H G +=∆。
第三条前向通道与所有回路皆接触，故13=∆。
第三章 时域分析法重点：1. 一、二阶系统的模型典型化及其阶跃响应的特点；2. 二阶典型化系统的特征参数、极点位臵和动态性能三者间的相互关系；3. 二阶系统的动态性能指标（r t ，p t ，%σ，s t ）计算方法；4. 改善系统动态性能的基本措施；5. 高阶系统主导极点的概念及高阶系统的工程分析方法；6. 控制系统稳定性的基本概念，线性定常系统稳定的充要条件；7. 劳斯判据判断系统的稳定性；8. 控制系统的误差与稳态误差的定义；9. 稳态误差与输入信号和系统类型之间的关系；10. 计算稳态误差的终值定理法和误差系数法；11. 减少或消除稳态误差的措施和方法。
