13年春期《自动限制工程基础》课程期末复习指导

13年春期《自动限制工程基础》课程期末复习指导

重庆广播电视高校机电工程学院

2023年6月修订

第一部分课程考核说明

1.考核目的

考核学生对机电限制系统限制的基本原理及基本构成方法的驾驭，并具备对驾驭限制系统的基本分析

的实力。

2.考核方式

开卷、笔试、答题时限90分钟。

3.命题依据

本课程的命题依据是《自动限制工程基础》课程的教学大纲、教材、实施看法。

4.考试要求

本课程的考试重点包括基本学问和应用实力两个方面，主要考核学生对自动限制的基本理论的理解和

对自控系统进行分析、计算的实力。

5.考题类型及比重

考题类型及分数比重大致为：填空题（20盼；简答题（32%）；计算题（14%）；分析题（14%）；综合题（20舟）。

6、适用范围、教材

本课程期末复习指导适用范用为成人教化专科机电专业的选修课程。

考试命题的教材是由高金源主编，中心广播电视高校出版社1992年2月第1版《自动限制工程基础》

教材。

其次部分期末复习重点范围

第一章自动限制的一般概念

一、重点驾驭

1、三种基本限制方式及特点。

2、自动限制的任务、作用，自动限制系统的组成，自动限制的有关术语（给定值、被控量、受校对

象）。

二、一般驾驭

1、正确相识对限制系统性能的要求。

2、通过自动限制系统的示例，逐步建立起“限制系统”的概念；要树立时间的概念、“动态”的概念。

其次章限制系统的数学模型

一、重点驾驭

1、熟记典型信号的拉氏变换式，驾驭较困难信号的分解计算。

2、熟记典型环节的传递函数,正确理解传递函数的概念及系统的开环、闭环传递函数，输出对限制信

号、输出对干扰的传递函数、误差传递函数等概念；娴熟地求出传递函数。

二、一般驾驭

1、系统微分方程组建立动态结构图的方法。

2、结构图变换的基本法则及梅逊公式，要求能娴熟地运用。

第三章限制系统的时域分析和根轨迹

一、重点驾驭

1、稳定性的概念，明确判别系统闭环稳定性的主要条件。娴熟应用古氏判据判别系统的刃环稳定性。

2、一、二阶系统的数学模型及阶跃响应的特点，娴熟地计算系统的性能指标。

二、一般驾驭

1、稳态误差的定义及终值定理的运用条件，熟记并能应用此公式计算稳态误差，娴熟应用误差系数

求限制信号作用下的误差，明确0~11型系统与稳态误差的关系。

第四章限制系统的频域分析

一、重点驾驭

1、典型环节（放大、积分、微分、惯性、一阶微分、二阶振荡环节）的频率特性的解析表达式、特

征点、特征量。

2、系统开环传递函数绘制开环渐近对数幅频和相频曲线的方法。

3、奈魁斯特稳定判据，对数频率稳定判据判别系统闭环稳定性方法。

二、一般驾驭

1、最小相位系统开环对数渐近幅频特性曲线反求传递函数的方法。

第五章限制系统的校正

一、重点驾驭

1、二阶最佳参考模型设计串联校正装置的方法。

2、超前、滞后、滞后一超前等串联校正的特点及其对系统阶跃响应的影响。

二、一般驾驭

1、反馈校正和复合校正的特点及作用。

2、干扰的完全补偿条件。

第六章计算机限制的基本学问

一、重点驾驭

1、零阶保持器的传递函数及频率特性的特点。

2、Z变换的定义、熟识Z变换的基本定理及常用Z变换和Z反变换方法。熟记典型函数的Z变换式,

理解Z变换和拉氏变换的对应关系。

二、一般驾驭

1、计算机限制中的信号特征、志向采样信号的数学描述方法。

2、采样系统极点分布与瞬态响应之间的关系。

第三部分综合练习题

一.填空题

I.传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅确定于.并且只适干零初始条件下的

系统。

2.系统的稳态误差与输入信号形式性质及系统的和有关。

3.有些系统无论怎样调整系统参数也无法稳定，称这种系统为o

4.计算机限制系统通常包含采样、、、和复原五种信号形式。

5.惯性环节的主要特点是，当输入量发生突变时，其输出量是按改变。

6.通常相稳定裕度丫及谐振峰值Am反映了系统的平稳性，而截止频率3c及谐振频率3r反映了系统

的，

二,问答题

1.已知某系统的零极点分布如图示，试写出其传递函数，并指出其主导极点及偶极子。

-10-5x*1-l

s4s3s2

2.已知传递函数G(s)=-J(0.5s+l)_，试问当口-()刚好/一8,相角夕(0)及°(功分别为多

s(s+2s+2)(s+5)

少,

8.已知系统的结构图如图所示，试求E(s)/R(s).

9.一知复合限制系统的动态结构图如图所示，利用双通逆原理求G,(s)=?,被控量C(t)对干扰n(t)具有

不变性。

10.已知系统的开环渐近对数幅频特性曲线如图所示

(1)试问3c=?

(2)该系统为儿型系统?

11.试画出图中S平面上线段AB、BC在z平面上的映射位置。

12.请将下述结构图中的分岔点C移到A点处，试画出等效结构图。

13.

14.试写出下图所示两个系统的传递函数G(z)。

15.已知系统开环幅相特性曲线如下图所示，其中p为开环不稳定极点个数，Y为开环积分环节个数,

试判闭环系统的稳定性。

16.已知系统的单位脉冲响应函数为:g(l)=l-e"T(t20)

请问它的传递函数G(s)=?

17.已知系统结构图如下所示，试问R(s)或N(s)分别为Us?时，系统的稳态误差分别为多少?

三.计算题

L已知系统结构如图示，求：黑、耨

N(s)

2.己知系统变换方程为

Ri(s)=KR(s)

E(S)=R)(S)-T2G(S)

F

X2(s)=-(s)

X《)=X2(S)-N(S)+K2R(S)

/、1

C(s)=------X>

s+4

式中r⑴为输入，n⑴为干扰，C⑴为输出，设系统初始状态为零，画出系统动态结构图。

3.已知两个单位负反馈系统的开环传递函数为

10(s+l)

A：G[(s)=

s(s-l)(s+5)

50_________

B：G2(s)=

(54-0.1)(5+1)(254-5)

(1)推断闭环系统的稳定性(利用代数判据)；

(2)指出哪个是开环不稳定系统，并说明开环稳定与闭环稳定的关系。

4.已知某系统如下述方程描述

d/dt=w(t)

Jda(t)/dt+Kw(t)=Kmlh(t)+N(t)

dUi(t)/dt=de(t)/dt+ae(t)

e(t)=r(t)-Ub(t)

Ub(t)/0(t)

(1)试求上述各式的拉氏变换(设初值均为零);

(2)画出结构图;

5.已知系统结构如下图所示，试求曲(5)=%。)/侍(5),/G)=〃](s)/g(s)。

U1仇

四,分析题

1.已知限制系统如图示，试确定跟踪单位斜坡输入信号时稳态时。1,试确定儿的值.

2.设描述温度计的传递函数为(1/Ts+l),现用其测量容器中的水温需经过30秒才能指示出实际水温的95%,

试问温度计的时间常数T。

3.通过试验测试，求得被控对象的单位阶跃响应曲线如卜.图所示

(1)试求被控对象的传递函数GP(s)：

(2)现引入GC(S)=KP+2/S串联校正网络，试求使3c=5rad/s时心值;

4.已知系统结构如卜.图所示，3=10,试求使单位斜坡输入时稳态误差最小，且使系统稳定的&及T的范

围，

5.已知下述单位反馈系统的开环传递函数，试确定使闭环系统稳定的K值范围。

(1)G(s)=K/s(s+l)(0.5s+l)

2

(2)G(s)=K/s(0.ls+1)(0.5s+l)

五,综合题

1.已知系统结构图如图示，要求系统输出c(t)为干扰n(t)具有不变性。(即n(t)对c(t)无影响，并且系

统跟踪单位阶跃输入时，稳态误差为0),试选择和确定校正装置GcKs)及G“(s)的形式。

GC24-------°N(s)

2.已知