自动控制原理试题答案(精)

∑??=i i i s s Q s H ((1(zidpngkongzhi

1 闭环系统(或反馈系统的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用。

2 典型闭环系统的功能框图。

自动控制在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。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。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。

控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。

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掐入。

反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。负反馈反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。

负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。

闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。

复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。

自动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1.2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 .给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号,这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。

给定元件通常不在闭环回路中。2.测量元件测量元件也叫传感器,用于测量被控制量,产生与被控制量有一定函数关系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度,还要有足够宽的频带。3.比较无件用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的,如测角位移的旋转变压器和自整

角机等。4.放大元件对信号进行幅值或功率的放大,以及信号形式的变换.如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5.执行元件用于操纵被控对象,如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6.校正元件用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正;校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7.被控对象控制系统所要控制的对象,例如水箱水位控制系统中的水箱、房

间温度控制系统中的房间、火炮随动系统中的火炮、电动机转速控制系统中电机所带的负载等。设计控制系统时,认为被控对象是不可改变的,它的输出即为控制系统的被控制量。8.能源元件为控制系统提供能源的元件,在方框图中通常不画出。

对控制系统的基本要求1.稳定性稳定性是系统正常工作的必要条件。2.准确性要求过渡过程结束后,系统的稳态精度比较高,稳态误差比较小.或者对某种典型输入信号的稳态误差为零。3.快速性系统的响应速度快、过渡过程时间短、超调量小。系统的稳定性足够好、频带足够宽,才可能实现快速性的要求。

第一章:1、建立系统的微分方程,绘制动态框图并求传递函数。3、传递函数在零初始条件下,系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。传递函数的概念适用于线性定常单输入、单输出系统。求传递函数通常有两种方法:对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图。对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络,一般采用运算阻抗的方法求传递函数。4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。对方框图进行变换和化简时要遵循等效原则:对任一环节进行变换时,变换前后该环节的输人量、输出量及其相互关系应保持不变。化简方框图的主要方法就是将串联环节、并联环节和基本反馈环节用一个等效环节代替。化简方框图的关键是解除交叉结

构,即移动分支点或相加点,使被简化的环节中不存在与外部直接相连的分支点和相加点。5、利用梅森(Mason公式求传递函数。

(s Q i 第i 条前向通路传递函数的乘积。?流图的特征式= 1 - 所有回路传递函数乘积之和+每两个互不接触回路传递函数乘

积之和-每三个 (1

∑∑∑-+b

c

c

b

a

a

L

L L ..........条前向通路接触的回路中处除去与第从余子式i ,??i

第三章:1、一阶系统对典型输入信号的输出响应。(单位阶跃函数(Step function 0,(1≥t t ;(单位斜坡函数(Ramp

t

Mp 超调量

允许误差

10.90.50.1t r

t p

t s

图3-2表示性能指标td,tr,tp,Mp 和ts 的单位阶跃响应曲线

t d

h(t

0.02或0.05

(∞h (∞h

(∞h (∞h %

100

(((%?∞∞-=

h h t h p σ图3-4指数

响应曲线

1

63.2%

86.5%

95%

98.2%

99.3%

T

2T 3T

4T

5T

0.632

t

c (t=1-e

c (t

2

2

2

2(n n n

w s w s w s ++=ξφ0<ξ10<<ξ1=ξ1

>ξ0=ξfunction 速度0,≥t t ;(单位加速度函数(Acceleration function 抛物线

0,2

12

≥t t ;(单位脉冲函数(Impulse function 0,(=t t δ;正弦函数(Simusoidal function Asinut ,当输入作用具有周期性变化时。

2、动态性能指标: 1.延迟时间d t :(Delay Time 响应曲线第一次达到稳态值的一半所需的时间,叫延迟时间。

2.上升时间:r t (Rise Time 响应曲线从稳态值的10%上升到90%,

所需的时间。〔5%上升到95%,或从0上升到100%,对于欠阻尼二阶系统,通常采用0~100%的上升时间,对于过阻尼系统,通常采用10~90%的上升时间〕,上升时间越短,响应速度越快。 3.峰值时间p t (Peak Time :响应曲线达到过调量的第一个峰值所需要的时间。

4.调节时间:s t (Settling Time :在响应曲线的稳态线上,用稳

态值的百分数(通常取5%或2%作一个允许误差范围,响应曲线达到并永远保持在这一允许误差范围内,所需的时间。 5.最大超调量:p M (Maximum Overshoot :指响应的最大偏离量h(tp于终值(∞h 之差的百分比,即%σ

13- r t 或p t 评价系统的响应速度;s t 同时反映响应速度和阻尼程度的综合性指标。

%σ评价系统的阻尼程度。

3、一阶系统的时域分析

单位阶跃响应单位阶跃函数的拉氏变换为S s R 1(=,则系统的输出由式为 1

1

1111(((+-=?+==TS S S TS s R s s C φ

对上式取拉氏反变换,得

T

t

e

t c -

-=1( 0≥t (3-4

注:R(s的极点形成系统响应的稳态分量。

响应曲线在0≥t 时的斜率为T

1

,如果系统输出响应的速度恒

为T

1

,则只要t =T 时,输出c(t就能达到其终值。如图3-4所

示。

由于c(t的终值为1,因而系统阶跃输入时的稳态误差为零。动态性能指标: T t d 69.0=T t r 20.2=误差带%5(3T t s =%不存在和σp t

4、二阶系统时间响应及其动态性能指标计算。

典型传递函数

二阶系统的单位阶跃响应

两个正实部的特征根不稳定系统

闭环极点为共扼复根,位于右半S 平面,这时的系统叫做欠阻尼系统

为两个相等的根,临界阻尼系统两个不相等的根,过阻尼系统

虚轴上,瞬态响应变为等幅振荡,无阻尼系统

n

d t ωξξ2

2.06.01++=

1

0<<ξd

t 欠阻尼情况二阶系统一般取7.0,8.0~4.0=ξ 。其它的动态性能指标,有的可用n ωξ和精确表示,如p p r M t t ,,,有的很难用n ωξ和准确表示,如s d t t ,,可采用近似算法。当01<<ξ时,特征根

s 1.2=2

1ξ

ξ-±-n n jw w ,

22

1,1arctan

ξξ

ξθ-=-=n d w w

⑴时,亦可用n

d t ωξ

7.01+=

⑵r t (上升时间

d

r t ωβ

π-=

ξ

一定,即β一定,↓↑→→r t n ω ,响应速度越快

⑶(峰值时间p t

d

p t ωπ

=

↓→↑p t 距离越远(闭环极点力负实轴的一定时,n ωξ⑷的计算,超调量p M or %σ

超调量在峰值时间发生,故(p t h 即为最大输出

%100%100

(

((%2

1?=?∞∞-=

--

ξπξσe h h t h p

⑸调节时间S t 的计算选取误差带

n

S n

S t t ξωξω5

.35

.305

.0=

≤

=?

n

S n

S t t ξωξω5

.45

.402

.0=

≤

=?

当ξ较小4.0≤ξ02.0(4

05.0(3

=?=

=?=

n

S n

S t t ξωξω

系统的单位阶跃响应为

C(t=1-

sin(112

θξξ+--t w e d t w n

动态性能指标计算公式为上升时间 2 1ξ

θ

πθ

π--=

-=

n d

r w w t

峰值时间 d n d

p T w w t 2

112

=--=

=

ξθ

ππ

其中T d 是有阻尼振荡周期,且T d =

d d

d f w f ,21π=是有阻尼振荡频率。超调量

%1002

1?=--

ξξπ

δe

p

调整时间02.0(405.0(3=?==?=

n

s n s w t w t ξξ或振荡次数N=p d s T t δπξξln 5.115.12-=-= (?=0.05 或 N=p

d s T t δπξξln 2122-=-= (?=0.02 5、系统稳定性分析

特征根必须全部分布在S 平面的左半部,即具有负实部。已知系统的特征方程时,可采用Routh 稳定判据或Hurwitz 稳定判据判定系统的稳定性。特征多项式各项系数均大于零(或同符号是系统稳定的必要条件。

Routh 判据:由特征方程各项系数列出Routh 表,如果表中第一列各项严格为正,则系统稳定;第一列出现负数,则系统不稳定,且第一列各项数值符号改变的次数就是正实部特征根的数目。

Hurwitz 判据:由特征方程各项系数构成的各阶Hurwitz 行列式全部为正,则系统稳定。劳斯稳定判据是根据所列劳斯表第一列系数符号的变化,去判别特征方程式根在S 平面上的具体分布,过程如下:

①如果劳斯表中第一列的系数均为正值,则其特征方程式的根都在S 的左半平面,相应的系统是稳定的。

②如果劳斯表中第一列系数的符号有变化,其变化的次数等于该特征方程式的根在S 的右半平面上的个数,相应的系统为不稳定。

在应用劳斯判据时,有可能会碰到以下两种特殊情况。

·劳斯表某一行中的第一项等于零,而该行的其余各项不等于零或没有余项,这种情况的出现使劳斯表无法继续往下排列。解决的办法是以一个很小的正数ε来代替为零的这项,据此算出其余的各项,完成劳斯表的排列。 ·劳斯表中出现全零行

则表示相应方程中含有一些大小相等符号相反的实根或共轭虚根。这种情况,可利用系数全为零行的上一行系数构造一个辅助多项式,并以这个辅助多项式导数的系数来代替表中系数为全零的行。完成劳斯表的排列。

6、稳态误差的计算

令系统开环传递函数为m n s T s s K s H s G j n j i m

i ≥++=

∏∏-==,1(1(((1

1ν

ν

τ

(22100

:复合系统不会碰到。系统在控制工程中一般种类型的

很难使之稳定,所以这型以上的系统,实际上时,型系统型系统

型系统节数为系统中含有的积分环II >???

??II =I ==ννννν

663(

((lim 0

-=→s R s H K s p

683(lim

((lim 1

00-==-→→νS K

s G s SH K s s v

703(lim ((lim 2

020-==-→→v s s a S K

s H s G S K

误差系数类型静态位置误差系数 p

K

速度 v K

加速度 a K

0型 K 0 0 Ⅰ型∞ K 0 Ⅱ型∞

∞

K

ss e

输入类型

0(R t r =

t v t

r 0(=

2021(t a t r = 0型

K R +10

∞

∞

Ⅰ型

K v 0

∞

Ⅱ型 0

K a 0

第二章:知识点

1、根轨迹中,开环传递函数G (s H(s的标准形式是

2、根轨迹方程是

.

相角条件:绘制根轨迹的充要条件

幅值条件:

3、根轨迹法的绘制规则。

4、能用根轨迹法分析系统的主要性能,掌握闭环主导极点与动态性能指标之间的关系。能定性分析闭环主导极点以外的零、极点对动态性能的影响。

第三章:知识点

1、频率特性基本概念和其几何表示法。频率特性的定义如下:

稳定的线性定常系统,其对正弦函数输入的稳态响应,称为频率响应。输出与输入的振幅比,称为系统的幅频特性。它描述了系统对不同频率的正弦函数输入信号在稳态情况下的衰减(或放大特性;输出与输入的相位差,称为系统的相频特性。相频特性描述了系统的稳态输出对不同频率的正弦输入信号在相应上产生的相角迟后(对应?(ω〈 0〉或相角超前(对应

0(>ω?的特性;幅频特性及相频特性,或者说,在正弦输入下,线性定常系数或环节、其输出的稳态分量的复数比、称

为系统或环节的频率特性,记为(ωj Φ,用式子表示

频率特性与传递函数间的关系

(s j Φ=Φ(ω ωj s =

图形表示法

工程上常用图形来表示频率特性,常用的有

1. 极坐标图也称奈斯特(Nyquist图、幅相频率特性图

2.伯德(Rode图伯德图又称为数频率特性图、它由两张图组成:—张是对数幅频图,另一张是对数相频图,两张图的横向坐标相同,表示频率ω

2、典型环节的频率特性和开环系统的典型环节分解及其频率特征曲线的绘制。

3、系统开环频率特性绘制极坐标图

Re Im

=ωω

∞

型系统

0型系统

1型系统

2∞0

ω

ω

ω

Re

∞

=ω0

1

=-m n 2

=-m n 3

=-m n

伯德图

4、奈奎斯特稳定判据

这一判据可表示为:P R Z +=

=Z 函数((1(s G s H s F +=在右半s 平面内的零点数 =R 对-1+j0点顺时针包围的次数

=P 函数((s G s H 在右半s 平面内的极点数

如果P 不等于零,对于稳定的控制系统,必须0=Z 或P R -=,这意味着必须反时针方向包围-1+j0点P 次。

如果函数((s G s H 在右半s 平面内无任何极点,则R Z =。因此,为了保证系统稳定,((ωωj H j G 的轨迹必须不包围-1+j0点。

伯德图设N 为对数幅频特性曲线在0dB 以上的频段内,对数相频特性对-180度线正.负穿越次数之差,则z=P-2N.z=0时闭环系统稳定。

5、稳定裕度

1.稳定裕度相角裕度为((180c c j H j G ωωγ+?=

2.幅值裕度为

((1

x x j H j G h ωω=

6、闭环系统频域性能指标和时域指标的转换。自测题

第一章自动控制的一般概念

1.自动控制是在人不直接的情况下,利用外部装置使被控对象的某个参数(被控量按的要求变化。

2.由被控和自动按一定的方式连接起来,完成一定的自动控制任务,并具有预定性能的动力学系统,称为自动控制系统。

3.闭环控制系统的特点是:在控制器与被控对象之间不仅有正向控制作用,而且还有控制作用。此种系统高,但稳定性较差。

4.开环控制系统的特点是:在控制器与被控对象之间只有作用,没有反馈控制作用。此种系统低,但稳定性较高。

自动控制原理第五版 课后习题答案完整版 精品

第 一 章 1-1 图1-2是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度c 维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。 图1-2 液位自动控制系统 解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位r u （表征液位的希望值 r c ）；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度不变。 工作原理：当电位电刷位于中点（对应r u ）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的 开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度 r c ，一旦流入水量或流出水量发生变化时，液面高度就会偏离给定高度r c 。 当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度r c 。 反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高到给定高度r c 。 系统方块图如图所示： 1-10 下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r (t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统? （１）222 )()(5)(dt t r d t t r t c ++=；

（２）)()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++； （３） dt t dr t r t c dt t dc t )(3)()()(+=+； （４）5cos )()(+=t t r t c ω； （５）?∞-++=t d r dt t dr t r t c ττ)(5)(6)(3)(； （６）)()(2t r t c =； （７）?????≥<=.6),(6,0)(t t r t t c 解：（1）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ，所以该系统为非线性系统。 （2）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （3）该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，所以该系统为线性系统，但第一项() dc t t dt 的系数为t ，是随时间变化的变量，因此该系统为线性时变系统。 （4）因为c(t)的表达式中r(t)的系数为非线性函数cos t ω，所以该系统为非线性系统。 （5）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （6）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ，表示二次曲线关系，所以该系统为非 线性系统。 （7）因为c(t)的表达式可写为()()c t a r t =?，其中 0(6)1(6)t a t ?

《自动控制原理》典型考试试题

《 自动控制原理 》典型考试试题 （时间120分钟） 院/系 专业 姓名 学号 第二章：主要是化简系统结构图求系统的传递函数，可以用化简，也可以用梅逊公式来求 一、（共15分）已知系统的结构图如图所示。请写出系统在输入r(t)和扰动n(t)同时作用下的输出C(s)的表达式。 G4 H1G3 G1 G 2 N(s)C(s) R(s) - -+ + + 二 、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试求传递函数 )()(s R s C ，) () (s N s C 。 三、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) - + 四、（共15分）系统结构图如图所示，求X(s)的表达式

G4(s)G6(s) G5(s)G1(s) G2(s) N(s) C(s) R(s) -- G3(s) X(s) 五、（共15分）已知系统的结构图如图所示。 试确定系统的闭环传递函数C(s)/R(s)和C(s)/D(s)。 G1 G2 R(s) - + + C(s) -+ D(s) G3G4 六、（共15分）系统的结构图如图所示，试求该系统的闭环传递函数 ) () (s R s C 。 七、（15分）试用结构图等效化简求题图所示各系统的传递函数 ) () (s R s C

一、（共15分）某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,试确定系统参数K 、τ。 二、（共10分）设图（a ）所示系统的单位阶跃响应如图（b ）所示。试确定系统参数,1K 2K 和a 。 三、（共15分）已知系统结构图如下所示。求系统在输入r(t)=t 和扰动信号d(t)=1(t)作用下的稳态误差和稳态输出)(∞C 2/(1+0.1s) R(s) - C(s) 4/s(s+2) E(s) D(s) 四、（共10分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 2()(2)(4)(625) K G s s s s s = ++++ 试确定引起闭环系统等幅振荡时的K 值和相应的振荡频率ω 五、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数为 1 2 ) 1()(23++++=s s s s K s G α 若系统以2rad/s 频率持续振荡，试确定相应的K 和α值 第三章：主要包括稳、准、快3个方面 稳定性有2题，绝对稳定性判断，主要是用劳斯判据，特别是临界稳定中出现全零行问题。 相对稳定性判断，主要是稳定度问题，就是要求所有极点均在s=-a 垂线左测问题，就是将s=w-a 代入D(s)=0中，再判断稳定 快速性主要是要记住二阶系统在0<ξ<1时的单位阶跃响应公式以及指标求取的公式。 准确性主要是稳态误差的公式以及动态误差级数两方面

上海电力学院考研复试大纲：F006自动控制原理.doc

上海电力学院2019年考研复试大纲：F006 自动控制原 考研大纲频道为大家提供上海电力学院2019年考研复试大纲：F006自动控制原理，准备考上海电力大学的同学请仔细阅读哦！更多考研资讯请关注我们网站的更新! 上海电力学院2019年考研复试大纲：F006自动控制原理 课程名称：自动控制原理 参考书目： [1] 杨平 等.自动控制原理-理论篇(第3版),中国电力出版社,2016 [2] 杨平 等.自动控制原理-练习与测试篇,中国电力出版社,2012 复习的总体要求 自动控制原理课程的本质是自动控制系统的特性分析方法和控制器的初步设计理念。学会本课程的学生应当表现出的基本能力是：首先，会用方框图变换或信号流图法将该系统分解

成环节或综合成大的系统;其次，会用机理建模或实验建模法建立系统的数学模型---传递函数或状态方程形式;第三，会用系统分析方法分析出系统的基本特性，比如，稳定性、快速性或稳态误差;第四，会用控制器的设计方法设计控制器或利用系统分析方法改进系统特性。 控制系统分析和设计方法主要可分为时域法、根轨迹法、频域法和状态空间法四种。前三种方法都是基于传递函数模型，第四种方法基于状态方程模型。四种方法构成了控制理论的基础。 复习内容 知识点 一)自动控制系统的基本概念：系统组成、分类、性能、要求。 二)自动控制系统的数学模型：微分方程、传递函数、典型环节动态特性、系统方框图的等效转换和信号流图、机理建模法和实验建模、PID控制器基本控制规律和动态特性。 三)控制系统的时域分析： 时域性能指标、一阶和二阶系统的时域分析、高阶系统的时域分析和闭环主导极点、稳定性与代数判据、稳态误差分析和误差系数。 四)控制系统设计：结构设计、规律选择、参数整定、串级控制、前馈控制等系统。

自动控制原理试题答案(精)

∑??=i i i s s Q s H ((1(zidpngkongzhi 1 闭环系统(或反馈系统的特征:采用负反馈,系统的被控变量对控制作用有直接影响,即被控变量对自己有控制作用。 2 典型闭环系统的功能框图。 自动控制在没有人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运行。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。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。 控制量作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星.也称控制输入。 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掐入。 反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较。反送到输入端的信号称为反馈信号。负反馈反馈信号与输人信号相减,其差为偏差信号。 负反馈控制原理检测偏差用以消除偏差。将系统的输出信号引回插入端,与输入信号相减,形成偏差信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。开环控制系统系统的输入和输出之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。开环控制又分为无扰动补偿和有扰动补偿两种。 闭环控制系统凡是系统输出端与输入端存在反馈回路,即输出量对控制作用有直接影响的系统,叫作闭环控制系统。自动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。 复合控制系统复合控制系统是一种将开环控制和闭环控制结合在一起的控制系统。它在闭环控制的基础上,用开环方式提供一个控制输入信号或扰动输入信号的顺馈通道,用以提高系统的精度。

自动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1.2所示。组成一个自动控制系统通常包括以下基本元件 .给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输入信号(给定信号,这个控制输入信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。 给定元件通常不在闭环回路中。2.测量元件测量元件也叫传感器,用于测量被控制量,产生与被控制量有一定函数关系的信号。被控制量成比例或与其导数成比例的信号。测量元件的精度直接影响控制系统的精度应使测量元件的精度高于系统的精度,还要有足够宽的频带。3.比较无件用于比较控制量和反馈量并产生偏差信号。电桥、运算放大器可作为电信号的比较元件。有些比较元件与测量元件是结合在一起的,如测角位移的旋转变压器和自整 角机等。4.放大元件对信号进行幅值或功率的放大,以及信号形式的变换.如交流变直流的相敏整流或直流变交流的相敏调制。5.执行元件用于操纵被控对象,如机械位移系统中的电动机、液压伺服马达、温度控制系统中的加热装置。执行元件的选择应具有足够大的功率和足够宽的频带。6.校正元件用于改善系统的动态和稳态性能。根据被控对象特点和性能指标的要求而设计。校正元件串联在由偏差信号到被控制信号间的前向通道中的称为串联校正;校正元件在反馈回路中的称为反馈校正。7.被控对象控制系统所要控制的对象,例如水箱水位控制系统中的水箱、房

自动控制原理期末考试复习题及答案

一、 填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。 4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为 。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各 点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃 响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统

自动化专业综合课考试大纲

自动化专业综合课考试大纲 考试分成两部分，总分为300分。第一部分为理论测试部分（200分），第二部分为职业技能测试部分（100分）。 第一部分理论测试部分 本综合课理论考试总分200分。考试内容包括：《电路》、《数字电子技术》、《自动控制原理》三部分。其中《电路》60分；《数字电子技术》60分；《自动控制原理》80分。 考试方式为闭卷。书面笔答。 考试时间为150分钟。 《电路》（总分60分） 为适应应届高职毕业生升入本科院校继续学习招生考试的需要，结合目前各校高职各专业电路课的教学实际，制定本考试大纲，供考生备考时参考。 考试为笔试，主要测试考生的电路的基本概念、基本定律和基本分析方法。考试成绩满分60分，客观题25%-35%，主观题75%-65%。考试题型：填空、判断和计算。 一、基本要求 1、电路基本概念与基本定律 重点掌握：电路基本物理量、电路元件及基尔霍夫定律。 了解：受控源元件、非线性电阻的概念。 2、电阻电路分析方法 重点掌握：电阻及电源模型的等效概念；电路分析一般方法；电路定理。 掌握：含受控源电路的分析和计算 了解：Y-△联接电阻的等效变换、支路电流法、诺顿定理。 3、正弦电流电路的分析 重点掌握：正弦量及相量表示；基尔霍夫定律及电路元件电压电流关系的的相量形式；复阻抗；正弦电流电路的功率。 掌握：复导纳；耦合互感；串联谐振和并联谐振。 了解：复导纳；并联谐振；功率因数。 4、线性电路过渡过程的时域分析 重点掌握：换路定律；一阶电路的三要素法。 了解：阶跃函数及一阶电路的阶跃响应。 二、考试内容 1、电路的基本概念与基本定律 电路的基本物理量（电流、电压、电动势、功率），欧姆定律，电阻元件，电压源，电流源，基尔霍夫定律，电位的概念及计算。 2、电阻电路的分析方法 电阻的串、并及其混联，电阻的星形与三角形联接的等效变换，电源模型的等效变换和串、

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章 绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说 明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非 线性，定常，时变）？ （1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=

自动控制原理-期末考试试题卷

洛阳理工学院 2010/2011 学年第二学期自动控制原理期末考试试题卷（B） 适用班级：B 考试日期时间：适用班级： 一、判断题。正确的打√，错误的打×。(每小题1分，共10分) 1.传递函数是线性定常系统的一种内部描述模型。（） 2.劳斯判据是判断线性定常系统稳定性的一种代数判据。（） 3.频域分析法是根据闭环系统的频率特性研究闭环系统性能的一种图解方法。( ) 4.频率响应是系统在正弦输入信号下的全部响应。（） 5.绘制系统Bode图时，低频段曲线由系统中的比例环节（放大环节）和微积分环节决定( ) 6.对于线性定常系统，若开环传递函数不包括积分和微分环节，则当0 ω=时，开环幅相特性曲线（Nyquist图）从正虚轴开始。（） 7.开环控制系统的控制器和控制对象之间只有正向作用，系统输出量不会对控制器产生任何影响。（） 8.Ⅰ型系统，当过渡过程结束后，系统对斜坡输入信号的跟踪误差为零。（） 9.控制系统分析方法中，经典控制理论的分析方法有频域分析法、根轨迹分析法、时域分析法。（） 10.已知某校正网络传递函数为 1 () 1 s G s as + = + ，当满足a>1条件时，则该校正网络为滞后校正网络。（） 二、单选题(每小题2分，共20分) 1.下述（）属于对闭环控制系统的基本要求。 （A）稳定性（B）准确性（C）快速性（D）前面三个都是 2.分析线性控制系统动态性能时，最常用的典型输入信号是（）。 （A）单位脉冲函数（B）单位阶跃函数 （C）单位斜坡函数（D）单位加速度函数 3.典型二阶系统阻尼比等于1时，称该系统处于（）状态。 （A）无阻尼（B）欠阻尼（C）临界阻尼（D）系统不稳定或临界稳定 4.稳定最小相位系统的Nyquist图，其增益（幅值）裕度（）。 （A）0 hdB<（B）0 hdB>（C）1 hdB<（D）1 hdB> 5.单位反馈控制系统的开环传递函数为 4 () (5) G s s s = + ，则系统在()2 r t t =输入作用下，其稳态误差为（）。 （A）10 4 （B） 5 4 （C） 4 5 （D）0 6.一个线性系统的稳定性取决于（）。 （A）系统的输入（B）系统本身的结构和参数

自动控制原理试题及答案解析

自动控制原理 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分, 共2个小题，每题10分） (rad/s)

自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 摘要：随着计算机技术的不断发展，自动控制理论日趋成熟，自动化机械设备已广泛应用于人们日常生活的方方面面，尤其是在火电厂中的运用，对我国电力事业的现代化发展，做出了巨大的贡献。本文介绍了我国火电厂现阶段热工自动化应用现状，以及自动化控制理论在火电厂应用技术的最新进展，提出了今后自动控制理论在该领域的发展趋势，以期与同行交流。 关键词：自动控制火电厂热工自动化应用 近年来，我国在自动控制技术领域的研究取得了长足的进展，其研究成果不断被应用在生活生产的各个方面。火电厂热工自动化作为一种自动控制技术，其融合了热能工程技术、计算机信息技术以及智能仪表仪器等相关技术，可实现对火电厂生产过程的各类参数进行实时监控。这一技术的运用，将有助于提高该行业的生产效率，提高企业利润，有效降低人力物力成本，实现火电企业的现代化革新与可持续发展。 一、火电厂热工自动化发展现状 自动控制通常是指在企业生产过程中，采用自动化仪器设备代替部分甚至是全部人工操作，并依靠这些仪器设备进行自动生产，达到甚至超过人工操作的目的。自动控制理论早在上世纪前期就已经被提出，经过几十年的发展，其主要分为经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个不同阶段。其中经典控制理论主要以传递函数理论为基础，通过建立系统的数学模型，研究系统运行的状态和规律，从而实现自动控制。而现代控制理论中，线性控制和优化估值是其理论基础，从而使得火电厂在发电过程中实现对过程的自控。智能控制综合了前两者的优势，主要以数值计算。逻辑运算为理论基础，实现对复杂系统的精确控制。 在我国火电企业中，自动化控制理论主要运用于热工自动化中，如图1所示。

自动控制原理期末考试题A卷

A 卷 一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、 在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、 对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 4、 PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 5、 香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。 二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、 设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（ ）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。 A ．稳态性能 B ．动态性能 C ．抗高频干扰能力 D ．.以上都不是 4、 已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、 已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试题及答案 Prepared on 24 November 2020

《自动控制原理》试题及答案 1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1)，则该校正装置属于(B )。3分 2、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）3分 3、在系统中串联PD调节器，以下那一种说法是错误的（D） 3分 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高频段 C 使系统的稳定性能得到改善 D使系统的稳态精度得到改善 4、用超前校正装置改善系统时，主要是利用超前校正装置的（A ）3分 5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为（B ）9分 6、设微分环节的频率特性为G(jω)，当频率ω从0变化至∞时，其极坐标平面上的奈氏曲线是（）9分 7、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。9分 8、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的( ) 9分 9、关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( ) 7分 10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的( ) 2分 11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0，则下列说法正确的是 ( )。2分 12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s，则该环节可看成由（D ）环节组成。2分

13、主导极点的特点是（A ）2分 14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s，则其频率特性幅值A(ω)=（）2分 15、某环节的传递函数为K/(Ts+1)，它的对数幅频率特性随K值增加而（）2分 16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1)，则该可看成由（C ）环节串联而成2分 17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点，则该系统称作（B）2分 18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1)，则其频率特性的奈氏图终点坐标为（ D）2分 19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为（ C）2分 20、最小相位系统的开环增益越大，其（）2分 21、一阶微分环节G(s)=1+Ts，当频率ω=1/T时，则相频特性∠G(jω)为（）2分 22、ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（）2分 23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5)，则实轴上的根轨迹为（B）2分 24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4))，则实轴上的根轨迹为（）2分 25、某单位反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K/(s(s+1)(s+5))，当k=（C ）时，闭环系统临界稳定。2分 26、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 (B ) 2分 27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时，系统的阻尼比为（B）3分

自动控制原理实验用Matlab软件编制劳斯判据程序并解题(《学习辅导》例4.3.5)

上海电力学院 实验报告 自动控制原理实验课程 题目：用Matlab软件编制劳斯判据程序并解题(《学习辅导》例4.3.5)

班级： 姓名： 学号： 时间： 2012年11月4日 自动化工程学院自动化（电站自动化）专业实验报告目录 一、问题描述 (3) 二、理论方法分析 (3) 三、实验设计与实现 (3) 四、实验结果与分析 (5) 五、结论与讨论 (6) 六、实验心得体会 (6) 七、参考文献 (7)

八附录 (7) 一、问题描述 用MATLAB编制劳斯判据列出其劳斯矩阵并判断相对应系统的稳定性 二、理论方法分析 采用M文件实现Matlab编程。 1) M文件的建立与调用 从Matlab操作桌面的“File”菜单中选择“New”菜单项，再选择“M-file”命令，屏幕将出现Matlab文本编辑器的窗口。 在Matlab命令窗口的“File”菜单中选择“Open”命令，则屏幕出现“Open”对话框，在文件名对话框中选中所需打开的M文件名。 2) M文件的调试 在文件编辑器窗口菜单栏和工具栏的下面有三个区域，右侧的大区域是程序窗口，用于编写程序；最左面区域显示的是行号，每行都有数字，包括空行，行号是自动出现的，随着命令行的增加而增加；在行号和程序窗口之间的区域上有一些小横线，这些横线只有在可执行行上才有，而空行、注释行、函数定义行等非执行行的前面都没有。在进行程序调试时，可以直接在这些程序上点击鼠标以设置或去掉断点。 三、实验设计与实现 （1）程序

%RouthMatrix**劳斯矩阵(带参数的特征多项式)并判断对应系统稳定性** clear; syms k z q %定义变量k z q p=input('请输入特征多项式的参数 ='); %提示输入参数 n=length(p); %得到p的长度 for i=0:ceil(n/2)-1 %将多项式进行劳斯矩阵排序 a(1,i+1)=p(2*i+1); if 2*(i+1)>n a(2,i+1)=0; break end a(2,i+1)=p(2*(i+1)); end for k=3:n %计算从第三行开始劳斯矩阵内容 for j=1:ceil((n-k+1)/2) if a(k-1,1)==0 %判断是否有共轭虚根 disp('系统有共轭虚根') breaksign=1; break end a(k,j)=(a(k-1,1)*a(k-2,j+1)-a(k-1,j+1)*a(k-2,1))/a(k-1,1); end end disp('劳斯矩阵') %输出对应的劳斯矩阵 disp(double(a)) for i=3:k %用劳斯判据判断系统的稳定性 if a(i-1,1)<=0 %判断第一列元素是否不大于0 q=1;

自动控制原理期末考试题

《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率= n ω 阻尼比=ξ ，0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的 开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?， 其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉

自动控制原理试题库(含参考答案)

一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为() G s，则G(s) 为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， ω， 则无阻尼自然频率= n 7 其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。

5、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++ arctan 180arctan T τωω--。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理 论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。

自动控制原理试题及答案

自动控制原理 一、简答题：（合计20分,共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分,共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin 3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分,共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2 ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕 量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分,共2个小题，每题10分） (rad/s)

沈阳理工大学 自动控制原理大纲(2010版)-new

《自动控制原理》课程教学大纲 课程代码：030332008 课程英文名称：Automatic Control Principle 课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0 适用专业：电子信息工程 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是电子信息工程专业的基础选修课，是该专业在自动控制方面的基础理论和实验课程。课程的教学目标是使学生系统地掌握古典控制理论和系统，即以微分方程和传递函数为基础对控制系统进行建模、分析和设计的方法，并通过实验加深学生对理论的认识和增强动手能力，为电子信息工程专业了解相关专业和进行交叉研究，打下必要的理论基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1、熟练掌握控制系统的基本概念； 2、深刻理解控制系统稳定性问题； 3、具有分析和解决控制系统问题的基本能力。 （三）实施说明 提高学生的基本素质，鼓励学生从被动吸收知识的状态下转化到主动索取中来，在教授具体内容时，也要求分清每一部分内容在课程整体中所处的地位，只有这样才能在大纲的具体实施中得心应手。不应平均使用力量或对不同内容采用相同的处理方法。教师本人的观念转变及其对课程各环节统一调配的能力，决定了教学效果的好坏。 （四）对先修课的要求 在学习本课程之前，要求学生课前预习积分变换等有关知识。 （五）对习题课、实验环节的要求 1 、每部分内容均安排习题及思考题。通过作业使学生能够对学习的内容真正做到消化理解，也可以提高学生分析和解决问题的能力。 2、开设实验课。通过实验使学生亲自动手了解系统的模拟、性能测试方法及系统性能与参数的关系，增加学生的感性认识。 （六）课程考核方式 1、考核方式：考查。 2、考核目标：重点考核学生基本知识、基本原理和方法的基础上，还应考核学生分析问题和解决问题的综合能力。 3、成绩构成：最终理论考试、平时考核（包括出勤、作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩的总和。 （七）参考书目: 《自动控制原理》，孙亮，杨鹏主编，北京工业大学出版社，2008 《自动控制原理》，王建辉，顾树生主编，清华大学出版社，2007 《自动控制原理》，程鹏主编，高等教育出版社，2009 《自动控制原理》，滕青芳，范多旺，董海鹰，路小娟编，人民邮电出版社，2009 《自动控制原理学习指导》，杨平，翁思义，王志萍编，中国电力出版社，2009

(完整版)自动控制原理知识精要与真题详解

自动控制原理知识精要与真题详解，益星学习网提供全套资料 目录 第1章自动控制的一般概念 1.1 重点与难点解析 1.2 考研真题详解 1.3 期末考试真题详解 第2章控制系统的数学模型 2.1 重点与难点解析 2.2 考研真题详解 2.3 期末考试真题详解 第3章线性系统的时域分析法 3.1 重点与难点解析 3.2 考研真题详解 3.3 期末考试真题详解 第4章线性系统的根轨迹法 4.1 重点与难点解析 4.2 考研真题详解 4.3 期末考试真题详解 第5章线性系统的频域分析法 5.1 重点与难点解析 5.2 考研真题详解 5.3 期末考试真题详解 第6章线性系统的状态空间法 6.1 重点与难点解析 6.2 考研真题详解 6.3 期末考试真题详解 第7章线性离散系统的分析与设计 7.1 重点与难点解析 7.2 考研真题详解 7.3 期末考试真题详解 第8章非线性系统分析 8.1 重点与难点解析 8.2 考研真题详解 8.3 期末考试真题详解 第9章李雅普洛夫稳定性理论 9.1 重点与难点解析 9.2 考研真题详解 附录 附录1 北京航空航天大学2011年《控制工程综合》考研试题与答案 附录2 哈尔滨工业大学2011年《控制原理》考研试题与答案

附录3 东北大学2010年《自动控制原理》考研试题与答案 附录4 华中科技大学2010年《自动控制原理》考研试题与答案 附录5 浙江大学2010年《自动控制原理》考研试题与答案 附录6 北京交通大学2010年《控制理论》考研试题与答案 附录7 电子科技大学2010年《自动控制原理》考研试题与答案 附录8 天津大学2010年《自动控制理论》考研试题与答案 附录9 西安交通大学2008年《自动控制原理与信号处理》考研试题与答案