华南理工大学自动控制原理历年考研真题

1、华南理工大学自动控制原理历年考研真题一.填空控制系统从信号传送的特点或结构形式来看，可分为开环控制 和 闭环控制 系统。闭环控制系统，对主反馈而言，只有按负反馈 原理组成的闭环控制系统才能实现自动控 制。因为这种系统能使 偏差越来越小，甚至被消除。工程上把控制性能的要求归纳为稳定性快速性和准确性三个方面。利用Routh判据判断闭环系统稳定的充分必要条件是系统特征方程的全部系数（不缺项） 均为正数，且 Routh 表第一歹【I元素都是 正数。5二阶系统，其阻尼系数等于1时，单位阶跃响应是单调衰减过程，若阻尼系数大于零小 于1,单位阶跃响应是衰减的振荡过程。6减小或消除控制系统的稳态误差，通常可以

2、通过增大系统的开环放大系数或增加前向 通道积分环节个数来达到，但往往又会使系统的动态性能变差，甚至导致系统不稳定。 二简答题1线性定常系统的传递函数定义是什么？传递函数与什么有关？答：线性定常系统，在初始条件为0的条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比， 称为该系统的传递函数。传递函数表达式中各系数的值完全取决于系统的结构和参数。自动控制系统稳定的定义是什么？系统稳定性与闭环极点有何关系？答：假设系统处于某一起始的平衡状态，在外作用的影响下它离开了平衡状态，当外作用消 失后，经过足够长的时间它能回复到原来的平衡状态，则称该系统是稳定的。系统稳定的充 要条件是：系统的闭环极点均为负实数或

3、（和）具有负实部的共轭复数，即系统所有闭环极 点均位于复平面的虚轴左半部。2006年填空1在闭环控制系统中，通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号，这个信号 称为反馈信号。2若前向通道的传递函数为，反馈通道的传递函数为，则开环传递函数为。齿轮副中，以主动轮角速度为输入，以被动轮转角为输出，则这个装置为积分环节。4若环节的传递函数为，则其对数幅频特性在零分贝点处的频率数值为K。Bode图中对数相频特性图上的-180线对应于奈奎斯特图中的负实轴。6自动控制系统对输入信号的响应，一般都包含两个分量，即一个是瞬态响应，另一个是 稳态响应。7函数的拉氏变换式是。积分环节的传递函数表达式为。在

4、斜坡函数的输入作用下，丑型系统的稳态误差为0。10惯性环节的传递函数为，它的幅频特性的数学式是，它的相频特性的数学式是简答题1何谓自动控制？开环控制和闭环控制各具有什么特点？答：自动控制是指：在没有人直接参与的情况下，通过自动控制装置（控制器）使生产过程 或工作机械（控制对象）自动地按预先规定的规律运行，或使它的某些物理量（被控量）按 照预定的要求产生变化。开环控制具有以下特点：无反馈回路，输出量对控制作用无影响， 系统没有抵御外部干扰的能力，控制精度较低。闭环系统具有以下特点：具有反馈回路，由 偏差产生控制作用；当干扰出现时能自动的减弱其影响，若参数不当有可能出现不稳定情况。什么叫传递函数？

5、它有什么性质？答：线性定常系统，在初始条件为0的条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比， 称为该系统的传递函数。它具有以下性质：仅适用于线性定常系统；传递函数中各系数取决 于系统结构和参数；一个传递函数只能表示一个输入量和一个输出量的关系。2007年填空写出控制系统的三种典型输入信号：_、_、线性系统的传递函数取决于系统本身的结构和参数。3最小相位系统的重要特征在于：其相频特性与对数幅频特性之间存在着对应的关 系。比例-积分-微分（PID ）控制规律的传递函数为5按输入信号变化规律不同，系统可分为 程序控制系统、随动（伺服）系统。控制系统的基本控制方式为开环控制、闭环控制。7振荡环节的

6、传递函数为，则其幅频特性为一，相频特性为8系统的加速度误差系数定义为9开环稳定的系统，其闭环不一定稳定，开环不稳定系统，其闭环不一定稳定。两个二阶系统阶跃响应的超调量相等，则两个系统具有相同的阻尼系数。简答题1反馈控制系统的主要组成部分有哪些？对于自动控制系统的性能要求有哪三个方面？ 答：反馈控制系统的主要组成部分：测量反馈元件、比较元件、放大元件、校正元件、执行 原件、控制对象。对于控制系统性能的要求是：稳定性、快速性、准确性。PI及PD各属于什么性质的校正？各具有什么特点？答：PI属于串联滞后校正，其特点是：增加了系统型别，可以在对系统稳定性影响不大的 情况下，有效的改善系统的稳态性能。P

7、D属于串联超前校正，其特点是：可以提高系统的 快速性，能够抑制过大超调量，改善系统的稳定性。3系统开环对数幅频特性曲线的三个频段一般如何划分？各个频段对于系统的性能有何影 响？答：低频段通常是指渐近线在第一个转折频率之前的区段，这个区段的特性体现系统的稳 态性能，由系统的型别及开环放大系数决定，为保证系统的稳态精度，应具有较高的分贝数。 中频段是指 截止频率附近的区段，这段特性集中反映系统的动态性能，应以-20dB/dec的 斜率穿过零分贝线，且具有一定中频段宽度。高频段是指中频段以后的区段，这部分特性由 时间常数较小的环节决定，为保证具有较高的抗高频干扰能力，应具有较低的分贝值。2008年一

8、.填空1.系统在作用下的稳态误差，说明系统的型别为0型或I型。2闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的中频段特性。适合应用传递函数表述的系统是线性定常系统。若两个系统的根轨迹相同，则它们有相同的闭环极点。系统的稳定性取决于系统的结构和参数。在S平面右半部 没有开环极点和开环零点 称为最小相位传涕函数。7已知系统的传递函数为，其幅值特性为。8.阶系统的闭环极点越靠近原点，响应速度越慢。9线性定常二阶系统的闭环增益加大，则系统的动态性能不变。10积分环节的幅频特性，其幅值与频率成反比关系。11已知单位反馈系统的开环传递函数为，则其幅值裕量等于无穷大。12.用频率法设计串联校正装置时，采用串联滞后校正网络是利用其高频衰减特性。二.简答题1简述PID调节器参数对控制系统性能的影响。答：PID调节器的传递函数为：。比例参数的作用是加快系统的响应速度、提高系统的调 节精度。积