《自動(dòng)控制原理》復(fù)習(xí)卷

1、 自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)卷一、名詞解釋 1、自動(dòng)控制系統(tǒng)： 指沒(méi)有人的直接干預(yù)，利用控制裝置使被控對(duì)象的工作狀態(tài)或被控制量按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。 2、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：在控制系統(tǒng)中控制裝置和被控對(duì)象之間只有正向控制而沒(méi)有反饋控制，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量沒(méi)有影響。 3、閉環(huán)控制系統(tǒng)：在控制系統(tǒng)中，控制裝置對(duì)被控對(duì)象的控制作用能根據(jù)被控量的反饋信息來(lái)修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的精確控制。 4、信號(hào)流圖：是表示控制系統(tǒng)各變量間相互關(guān)系及信號(hào)流程的另一種圖示方法，也可表示系統(tǒng)中信號(hào)在傳遞過(guò)程中的數(shù)學(xué)關(guān)系。5、傳遞函數(shù)：指在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。6、時(shí)域分析法：根據(jù)系統(tǒng)的微分方

2、程，以拉普拉斯變換作為數(shù)學(xué)工具，直接解出系統(tǒng)對(duì)給定輸入信號(hào)的時(shí)間響應(yīng)，然后根據(jù)響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的方法。二、填空題1、自動(dòng)控制系統(tǒng)是由 被控對(duì)象 和 控制裝置 兩大部分構(gòu)成。2、對(duì)于線性定常系統(tǒng)，經(jīng)典控制理論所使用的性能指標(biāo)主要包括： 穩(wěn)定性 、 動(dòng)態(tài)性能 和 穩(wěn)態(tài)誤差 。3、在復(fù)數(shù)域分析中，線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有： 傳遞函數(shù) 、 系統(tǒng)方框圖 和 信號(hào)流程圖 。4、系統(tǒng)方框圖由 函數(shù)框圖 、 比較點(diǎn) 和 信號(hào)引出線 三種要素組成。 5、信號(hào)流圖又稱 梅森圖 ，極坐標(biāo)圖又稱 奈奎斯特圖 ，對(duì)數(shù)頻率特性圖又稱 伯德圖 。6、控制系統(tǒng)常用的分析方法有 時(shí)域分析法 、 根軌跡法 和 頻域分析法 等。

3、7、函數(shù)的拉普拉斯變換是 。8、的拉普拉斯逆變換是 1 。 9、單位階躍函數(shù)是 。三、選擇題1、 C 的作用是產(chǎn)生控制量，直接推動(dòng)被控對(duì)象餓控制量發(fā)生變化。 A、比較環(huán)節(jié) B、計(jì)算環(huán)節(jié) C、執(zhí)行環(huán)節(jié) 2、按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時(shí)間變化可分為定常系統(tǒng)和 B 。A、線性系統(tǒng) B、時(shí)變系統(tǒng) C、連續(xù)系統(tǒng) 3、閉環(huán)控制又稱為 C 。 A、復(fù)合控制 B、位置控制 C、反饋控制4、按系統(tǒng)是否滿足疊加原理可分為線性系統(tǒng)和 A 。A、非線性系統(tǒng) B、時(shí)變系統(tǒng) C、連續(xù)系統(tǒng) 5、比例環(huán)節(jié)的微分方程是 A 。 A、 B、 C、6、振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)： C 。 A、 B、 C、 7、積分環(huán)節(jié)的微分方程是 B 。 A、 B

4、、 C、8、振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)： C 。 A、 B、 C、9、一階微分的數(shù)學(xué)模型是 A 。A、 B、 C、 10、積分環(huán)節(jié)的頻率特性是 B 。A、 B、 C、11、積分環(huán)節(jié)的相頻特性是 B 。A、 B、 C、12、階躍輸入信號(hào)的拉普拉斯變換是 A 。A、 B、 C、13、微分環(huán)節(jié)的相頻特性是 C 。A、 B、 C、 14、對(duì)數(shù)相頻特性曲線的縱坐標(biāo) C 。A、 B、 C、15、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中 B 屬于型系統(tǒng)。A、 B、 C、16、脈沖輸入信號(hào)的拉普拉斯變換是 B 。A、 B、 C、17、一階微分的數(shù)學(xué)模型是 A 。A、 B、 C、 18、微分環(huán)節(jié)的頻率特性是 C 。A、 B、 C、19、對(duì)數(shù)

5、幅頻特性曲線的縱坐標(biāo) A 。A、 B、 C、20、下列開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)中 A 屬于0型系統(tǒng)。A、 B、 C、四、判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程如下，試用勞思判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（每題4分，共8分）（1） （2） 解：列勞思表 解：列勞思表 1 2 1 25 30 3 34 7 42 0 -9.3 0 19 30 34 31 0 結(jié)論： 特征方程式的各系數(shù)都大于零， 30 但勞思表中第一列元素符號(hào)改變兩次，系統(tǒng)不穩(wěn)定。 結(jié)論：特征方程式的各系數(shù)都大于零， 且勞思中第一列元素符號(hào)未改變，則系統(tǒng)穩(wěn)定。2、閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程如下，試用勞思判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（每題4分，共8分）（1） （2）解

6、：通過(guò)計(jì)算，列出勞思表 解：通過(guò)計(jì)算，列出勞思表 1 9 1 2 11 20 100 2 4 10 4 0（） 6 100 10 特征方程式的各系數(shù)都大于零，且勞思表 6 中第一列元素均為正值，系統(tǒng)穩(wěn)定。 10 特征方程式的各系數(shù)都大于零，但勞思中第一列元素符號(hào)變號(hào)兩次，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。3、試用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（每題2分，共4分）（1） （2）（1） （2） 系統(tǒng)穩(wěn)定 系統(tǒng)不穩(wěn)定4、試用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（每題2分，共4分）（1） （2）（1） （2） 系統(tǒng)不穩(wěn)定 系統(tǒng)穩(wěn)定五、求動(dòng)態(tài)微分方程1.解： 2.解： （可寫(xiě)可不寫(xiě)）六、求系統(tǒng)傳遞函數(shù)1.解：七、系統(tǒng)

7、如圖所示：為使系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定放大倍數(shù)K的取值范圍。（10分）解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) 系統(tǒng)的特征方程為： 列出勞斯表 1 40 14 40K 40K 系統(tǒng)穩(wěn)定的條件為 0 K 14 40K 0 K 0 所以： 14 K 0即 K必須小于14，系統(tǒng)才穩(wěn)定。2.解：七、單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為要求系統(tǒng)穩(wěn)定，試確定開(kāi)環(huán)增益K的取值范圍。解：閉環(huán)傳遞函數(shù)： （2分） 特征方程：（2分） 1 15 8 K 0 K120 K K0系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是： 則 0K120八、已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 0，試畫(huà)出系統(tǒng)的根軌跡圖。解：（1）開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)為 ， （2）實(shí)軸上的根軌跡段為 段和 段 （3）根軌跡的漸進(jìn)線 ，故有