自动控制原理复习题习题答案.doc

自动控制原理复习题一、填空1、自动控制系统有两种最基本的形式，即开环控制和闭环控制。2、对于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。3、按给定值的变化规律不同，系统可划分为定值系统、随动系统、程控系统三种。4、时域动态性能指标主要有上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。5、闭环零点是由前向通道的零点和反馈通道的极点构成。6、线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的 左 半部。7、用曲线表示系统（或环节）的频率特性，常使用奈奎斯特曲线、伯德图、尼柯尔斯图 三种方法。8、最小相位系统Bode曲线的低频段特性反映系统的（静态）性能；中频段特性反映系统的 （动态）性能；高频段特性反映系统的（抗干扰）性能。9、线性离散控制系统稳定的条件是所有特征根均位于Z平面的单位圆 （内） 。二、简答题1、自动控制系统的组成主要有那些环节？画出简单控制系统的方框图。 自动控制系统是由被控对象和控制装置两大部分组成。工业过程控制中，控制装置包括检测原件、变送器、控制器、执行机构等。自动控制系统方框图如下：2、系统在给定值单位阶跃扰动时输出响应形式为衰减振荡过程，试在阶跃响应曲线上标出系统的主要性能指标调节时间、峰值时间和超调量。（“高等教育出版社 自动控制原理 P68 图3-3）（“重庆大学出版社 自动控制原理 P52 图3.5）3、什么是控制系统的频率特性？控制系统的频率特性有哪些表示方法？频率特性又称频率响应，它是系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性。在稳态时，系统的输出是和输入同频率的正弦函数，其振幅和相位与输入量不同，它们随着输入信号频率的变化而变化。对于开环系统常用对数频率特性和幅相频率特性表示，对于闭环系统常用尼科尔斯图表示。4、试分别写出下述典型环节的传递函数：比例环节、积分环节、一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节。比例环节 积分环节 一阶惯性环节 一阶微分环节 二阶振荡环节 5、试说明给定前馈和扰动前馈各自的作用。增加前馈信号是否改变原线性控制系统的稳定性？给定前馈提高系统测量值跟踪给定值的能力；扰动前馈提高系统抗干扰的能力。前馈作用不改变系统的稳定性。四、计算题1.某系统方框图如下图所示，求：(1) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数、；(2) 以为输入，分别以为输出的闭环传递函数、。答案：2.已知闭环系统特征方程式如下：（1）;(2) 试确定参数K的取值范围确保闭环系统稳定。解： 根据特征方程写出劳斯表 1 15 K 20 2 14.9 K K系统稳定的充分必要条件为 0 K 6.593.某单位反馈系统结构如图所示，已知输入信号。试判断该系统的稳定性，并求出作用时的稳态误差。解： 判断系统的稳定性开环传递函数为 闭环特征方程为 三阶系统各系统为正，且 ，系统稳定。 r(t)作用时的稳态误差 ，系统为型。 ， 4. 最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：（1） 系统的开环传递函数；（2） 绘出对应的对数相频特性的大致形状；解：（1）由图可以