07自動化專業(yè)概論試題解答

1、日動化專業(yè)概論試題參考答案及評分標準2007年12月一、試說明什么是開環(huán)控制？什么是閉環(huán)控制？為什么大多數(shù)自動控制系統(tǒng)要采用閉環(huán)控制？答題要點：1、開環(huán)控制：控制系統(tǒng)中只有前向通道，沒有反饋通道，由控制給定信號加入系統(tǒng)后，直接經(jīng)過驅(qū)動執(zhí)行機構控制被控對象。2、閉環(huán)控制：將被控制的輸出量經(jīng)過測量反饋到輸入端，與輸入信號進行比較，得到偏差信號，用偏差信號通過一定的控制規(guī)律去控制被控對象，稱為閉環(huán)控制。3、采用閉環(huán)控制的原因：由于模型的誤差，執(zhí)行器的性能限制，不可預料的外部干擾等使得開環(huán)控制很難達到給定的性能指標要求，必須采用閉環(huán)控制。三個要點各5分。根據(jù)回答情況的情給分。二、試敘述現(xiàn)代控制理論的形

2、成和發(fā)展，并列舉現(xiàn)代控制理論的主要分支。答題要點：1、形成和發(fā)展：10分1956年前蘇聯(lián)數(shù)學家JI.龐特里亞金提出極大值原理。同年美國數(shù)學家R.貝爾曼創(chuàng)立動態(tài)規(guī)劃。兩者為解決最優(yōu)控制問題提供了理論工具。1960年美國數(shù)學家R.卡爾曼提出能控性和能觀性兩個概念，揭示了系統(tǒng)的內(nèi)在屬性?？柭€引入狀態(tài)空間法，提出具有二次型性能指標的線性狀態(tài)反饋律，為線性白動控制系統(tǒng)給出了最優(yōu)調(diào)節(jié)器的概念。以上這些新概念和新方法標志著現(xiàn)代控制理論的誕生。20世紀60-70年代，英國學者H.羅森布羅克、D.梅恩和A.G麥克法蘭等將頻率法推廣到分析和設計多變量系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代頻率法。2、分支5分(1) 線性系統(tǒng)理論和最優(yōu)

3、控制理論(2) 系統(tǒng)辯識、建模與仿真(3) 自適應控制和日校正控制器(4) 遙測、遙控和遙感(5) 綜合自動化(6) 大系統(tǒng)理論(7) 模式識別和人工智能(8) 智能控制(9) 非線性系統(tǒng)控制魯棒控制三、畫出一個典型自動控制系統(tǒng)組成的原理框圖，簡要說明各個環(huán)節(jié)的功能答題要點：1、典型自動控制系統(tǒng)組成的原理框圖5分見下圖典型自動控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)原理框圖放大環(huán)執(zhí)行環(huán)節(jié)i節(jié)被控對出象節(jié)2、務環(huán)節(jié)功能10分產(chǎn)生給定的輸入信號;給定環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)(4)控制器(調(diào)節(jié)器)對系統(tǒng)輸出(被控制量)進行測量，將它轉(zhuǎn)換成反饋信號；將給定的輸入信號和反饋信號加以比較，產(chǎn)生“誤差”信號；根據(jù)誤差信號，按一定規(guī)律，

4、產(chǎn)生相應的控制信號?？刂破魇亲詣涌刂葡到y(tǒng)實現(xiàn)控制的核心部分；(5)執(zhí)行環(huán)節(jié)(執(zhí)行機構)將控制信號進行功率放大，并能使被控對象的被控量變化；(6) 被控對象控制系統(tǒng)所要控制的設備或生產(chǎn)過程，它的輸出就是被控景；擾動除輸入信號外能使被控量偏離輸入信號所要求的值或規(guī)律的控制系統(tǒng)內(nèi)、外的物理量。四、什么是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？在經(jīng)典控制中，為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，應當使控制器包含什么項？你能說明消除穩(wěn)態(tài)誤差的原理嗎？1、穩(wěn)態(tài)誤差5分如果白動控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的，我們要考察被控制量(系統(tǒng)輸出)在系統(tǒng)穩(wěn)定后能否較精確地跟蹤所要求的給定值。若是I叫答是否定的，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)2、消除穩(wěn)態(tài)誤差

5、的措施及原理10分在控制器中包含“積分項二原理：積分項對誤差取關于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，也會便隨著時間的增加而積分項加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零，簡稱無差系統(tǒng)。五、試說明什么是自適應控制？什么是智能控制？你能說明它們的區(qū)別嗎?1、自適應控制5分當被控對象的參數(shù)發(fā)生變化時，或系統(tǒng)受到不可測量的擾動時，如果能設計合適的控制器，使得控制系統(tǒng)能適應參數(shù)變化或?qū)_動有抑制作用以保持系統(tǒng)良好的性能，這樣的控制系統(tǒng)就稱為自適應控制系統(tǒng)。白適應控制系統(tǒng)主要有兩大類型：模型參考自適應控制和自校正控制。2、智能控制5分對復雜的控制對象，有時難于建立數(shù)學模型，無法用經(jīng)典的數(shù)學分析的方法設計控制器。而采用人工智能的方法，解決被控對象的建模、控制、優(yōu)化等問題，就稱為智能控制的方法。智能控制目前主要有：專家控制，神經(jīng)網(wǎng)絡控制，模糊控制，學習控制等。3區(qū)別5分日適應控制主要應用于參數(shù)緩慢變化的系統(tǒng)，系統(tǒng)的數(shù)學模型是已知的，雖然可以用于對象模型參數(shù)變化的系統(tǒng)，但1'1適應控制律是按照一定的規(guī)律實現(xiàn)實現(xiàn)設計的，系統(tǒng)沒有學習功能。智能控制模擬了人的大腦的某些功能，有