自动控制理论期末考试复习试题.doc

自动控制原理总复习2第一章概论一、学习指导与要求1基本概念自动控制、自动控制系统、反馈控制系统及原理、控制器、受控对象、扰动、控制装置、参考输入、反馈等。2知识点自动控制系统的组成、自动控制的基本控制方式、自动控制系统分类、对自动控制系统性能要求、控制系统工作原理分析等。二、思考题1自动控制定义（P1）2什么是反馈控制系统/闭环控制系统？（P2）3自动控制系统基本控制方式有哪些?（P5）4开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？（P5）5对自动控制系统性能基本要求是什么？最主要的要求又是什么？（P13-14）6自动控制系统的基本要求是稳定性、快速性、准确性（P13）7一个控制系统至少包括控制装置和受控对象。（P2）8反馈控制系统是根据被控量和给定值的偏差进行调节的控制系统。（P2）9自动控制系统的分类：（1）根据自动控制系统是否形成闭合回路来分类，控制系统可分为：开环控制系统、闭环控制系统（2）根据信号的结构特点分类，控制系统可分为：反馈控制系统、前馈控制系统和前馈-反馈复合控制系统（3）根据给定值信号的特点分类，控制系统可分为：恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统（4）根据控制系统元件的特性分类，控制系统可分为：线性控制系统、非线性控制系统（5）根据控制信号的形式分类，控制系统可分为连续控制系统、离散控制系统三、系统分析（1）、请在图1中标示出a、b、c、d应怎样连接才能成为负反馈系统？（2）、试画出系统的方框图，并简要分析系统的工作原理。3例题1：图1是一电动机转速控制系统工作原理图：解：（1）a与d，b与c分别相连，即可使系统成为负反馈系统；（2）系统方框图为：（3）系统的工作原理分析（略）。例题2：图2是一电炉温度控制系统原理示意图。试分析系统保持电炉温度恒定的工作过程，并指出系统的被控对象、被控量以及各部件的作用，最后画出系统方块图。解：、系统工作过程及各部件的作用（略）；、被控对象：电炉；被控量：电炉炉温；、系统方框图为：ufuT给定ur放大器调压器电阻丝电炉热电偶电炉给定电压电压放大功放调压装置220V电阻丝热电偶ufun给定ur放大器触发器整流器电动机负载测速发电机KM+E给定ur放大器触发器整流器电抗器电动机负载测速发电机abc+ufduan4第二章自动控制系统数学模型一、学习指导与要求1基本概念数学模型、传递函数的定义、方框图、信号流图2知识点数学模型的形式；系统微分方程、传递函数的求取；传递函数的性质；典型环节的传递函数及其响应（动态特性）；方框图的连接形式及其等效变换（简化）；方框图的等效变换原则；信号流图的绘制及利用信号流图求取系统传递函数的方法。二、思考题1令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的特征方程2系统的传递函数（1）与输入信号有关（2）与输出信号有关（3）完全由系统的结构和参数决定（4）以上都不对3对复杂系统的方框图，要求出系统的传递函数可以采用（1）终值定理（2）初值定理（3）梅森公式（4）拉氏反变换4线性控制系统的特点是可以应用叠加原理，而非线性控制系统则不能。5线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。6信号流图中，节点可以把所有输入支路的信号叠加，并把叠加后的信号传送到所有的输出支路。7采用负反馈连接时，如前向通道的传递函数为G(s)，反馈通道的传递函数为H(s)，则其等效传递函数为：8信号流图中，支路表示了一个信号对另一个信号的函数关系，信号只能沿支路箭头的方向传递。9从控制系统稳定性要求来看，系统一般是具有负反馈形式。10组成控制系统的基本功能单位是环节。11系统方框图的简化应遵守信号等效的原则。12解释“数学模型”，并列举三种数学模型形式。13方框图的基本连接方式有哪几种?14传递函数。15写出五个典型环节的名称及其相应的传递函数表达式。16求下图所示系统方框图的输入/输出传递函数。G2G3G4H1H2R（s）C（s）G1）（）（）（sHsGsG15解：17求下图所示系统方框图的输入/输出传递函数。G2G3G4R（s）C（s）G1R（s）C（s）24313232143211HGGHGGGGGGGGGG2G4R（s）C（s）G111GH24331HGGGG4H2G2G3G4R（s）C（s）G111GHG4H2G2G3G4H1R（s）C（s）G124313232143211)(HGGHGGGGGGGGGsG6解：18求下图所示系统方框图的输入/输出传递函数。解：G1G2G3H1H2R（s）C（s）R（s）C（s）432143322143211GGGGGGGGGGGGGGR（s）C（s）411GG21211GGGG43431GGGGR（s）C（s）411GGG2G3G4G1432143322143211)(GGGGGGGGGGGGGGsG719求下图所示系统方框图的输入/输出传递函数。G1G2G3H1/G3H2R（s）C（s）