考试复习资料缩减版

1、2016年自动控制原理复习资料：考试题型及分配：填空题 15分（15空）单项选择题 20分（10题）名词解释 15分（5题）简答与分析题 20分（4题）综合计算题 30分（3题） 综合计算题：结构图简化题：化简动态结构图或者梅森公式法，求传递函数(1) 答案：(2)答案：(3) 答案：其中， 稳定性分析或者性能指标计算。 (1) 设一单位反馈系统的开环传递函数试分别求和时系统的阻尼比、无阻尼自振频率、单位阶跃响应的超调量和峰值时间，并讨论的大小对动态性能的影响。解答： 开环传递函数为 (2) 设单位反馈系统开环传递函数分别为：试确定使系统稳定的值。解： 系统的特征多项式为： 劳斯阵列为： 0.

2、2 k-1 0.8 k k 系统要稳定 则有 所以系统稳定的K的范围为 (3)（4）系统校正、伯德图求解传递函数（1）设单位反馈系统开环传递函数 试计算系统的相角裕量和幅值裕量，并绘制系统的幅频特性曲线的渐近线。解答： 由 所以幅值裕量 故 所以相角裕量系统的幅频特性曲线的渐近线：（2） 系统开环传递函数如下，试分别绘制各系统的对数幅频特性的渐近线和对数相频特性曲线。典型环节的标准形式 ，。 转折频率，一阶惯性环节；，一阶微分环节。 ，低频渐近线斜率为，且其延长线过（1，26dB）点。 系统相频特性按下式计算得0.010.050.10.1250.20.51-182.8-192.5-198.4-

3、199.3-198.4-190.5-185.6试概略绘制下列传递函数相应的对数幅频特性的渐近线 ，。 转折频率，一阶惯性环节；，一阶惯性环节。 ，低频渐近线斜率为，且其延长线过（1，46dB）点。该传递函数相应的对数幅频特性的渐近线如题2-5-7（3）解图所示。图已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图5-67所示，试求相应的开环传递函数。【解】：（1） ， （2） ， （3） 二、简答与分析题： 控制概念性问题：试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明什么是线性定常系统？（4）自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？（

4、5）如何理解自动控制技术已发展到了计算机控制时代经典控制理论仍然起着重要作用。（6）题图是仓库大门自动控制系统的示意图，试说明该系统的工作原理，并画出其方框图。解答：仓库大门自动控制系统方框图：实际位置开（关）门位置电位器放大器电动机绞盘大门（2）工作原理：控制系统的控制任务是通过开门开关控制仓库大门的开启与关闭。开门开关或关门开关合上时，对应电位器上的电压，为给定电压，即给定量。仓库大门处于开启或关闭位置与检测电位器上的电压相对应，门的位置是被控量。当大门所处的位置对应电位器上的电压与开门（或关门）开关合上时对应电位器上的电压相同时，电动机不动，控制绞盘处于一定的位置，大门保持在希望的位置上

5、，如果仓库大门原来处于关门位置，当开门开关合上时，关门开关对应打开，两个电位器的电位差通过放大器放大后控制电动机转动，电动机带动绞盘转动将仓库大门提升，直到仓库大门处于希望的开门位置，此时放大器的输入为0，放大器的输出也可能为0。电动机绞盘不动，大门保持在希望的开门位置不变。反之，则关闭仓库大门。（7）如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。题1-4图 水位自动控制系统解答：(1) 方框图如下：实际水位给定水位浮子杠杆阀门水箱工作原理：系统的控制是保持水箱水位高度不变。水箱是被控对象，

6、水箱的水位是被控量，出水流量Q2的大小对应的水位高度是给定量。当水箱水位高于给定水位，通过浮子连杆机构使阀门关小，进入流量减小，水位降低，当水箱水位低于给定水位时，通过浮子连杆机构使流入管道中的阀门开大，进入流量增加，水位升高到给定水位。时域系统相关简答题：（1）控制系统时域性能指标主要包括哪几类？每一类又包含哪些指标？（2）什么是最佳二阶系统？为什么？（3）二阶系统增加一个负值实数零点后，对其动态性能有怎样的影响？（4）二阶系统加入微分负反馈环节以后，对于系统动态性能有怎样的影响？为什么？（5）什么是主导极点？主导极点起什么作用？（6）对于结构不稳定系统，有哪些办法可以解决其部稳定问题？每种办法做简单说明。3. 奈式曲线判稳示例 三、名词解释题：控制概念（1）开环控制、闭环控制、复合控制；（2）反馈；（3）传递函数；（4）被控对象、执行机构；（5）线性化；时域指标（1）上升时间、调节时间、峰值时间；（2）超调量、振荡次数；（3）动态降落、恢复时间；（4）稳态误差频域特性（1）频率特性、幅频特性、相频特性；（2）幅相频率特性；（3）对数频率特性；（4）最小相位系统；（5）非最小相位系统稳定性概念（1）奈奎斯特