自动控制题库答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——自动控制题库答案第一章

1．开环控制和闭环控制的主要区别是什么？主要区别是有无输出量的反馈，将输出量和定值比较后形成差值反馈给对象的输入端，就是闭环控制，无此过程就是开环控制。2.电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U及炉内物体质量M的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？U是控制量，改变U可以控制温度的高低；M是扰动，它的增减对温度产生不希望的影响，即影响炉温的高低。

3.简述自动控制所起的作用是什么？作用是在人不直接参与的状况下，使某些被控量按指定规律变化。

4．恒值调理和随动调理的区别是什么？恒值调理的给定量为一常值，随动调理的给定量是个随时间变化的不能预知的量。

5.简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。

1）由热电偶测得炉温2）和给定温度值比较

3）温度差大于0，则减小电炉电压使炉温降低，反之则增大电压。

6．比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为

闭环控制。

7．简述控制系统由哪三大部分组成？测量，比较，控制

1．反馈控制系统是指：a.负反馈b.正反馈答案a.负反馈2．反馈控制系统的特点是：答案控制精度高、结构繁杂3．开环控制的特点是：答案控制精度低、结构简单

4．闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈

5．自控系统各环节的输出量分别为：给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。6．自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性7．实际的物理系统都是：a.非线性的b.线性的a.非线性的8．线性化是指在工作点附近用代替曲线。切线9．传递函数等于输出像函数比输入像函数。

10．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。11．惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。12．二阶系统阻尼系数＞1，系统就不会出现过调。13．最正确阻尼系数ξ＝0.707。

14．小时间迟后环节可近似为惯性环节。

15．分析某一时间的误差可用：a.终值定理b.误差级数c.拉氏反变换。16．补偿控制特点是：可提高稳态精度，对暂态性能影响不大。17．高阶系统暂态性能取决于离虚轴最近的闭环极点。

18．主导极点应满足：a.离虚轴最近b.5倍距离内无其他零极点。19．线性系统稳定,其闭环极点均应在〔S〕平面的左平面。20．列举两个不可线性化的非线性环节：间隙、死区。

21．列举非线性系统相轨迹的常见形状特征。节点、焦点、鞍点、极限环。22．相轨迹趋向于极限环，系统出现周期振荡。23．相轨迹趋向于有限值，系统稳定。24．相轨迹趋向于无限远，系统不稳定。

25．简述等倾线法：状态方程之比并令为一常数得等倾线方程，绘等倾线，

从初始值开始按等倾线斜率不断改相轨迹走向直到最终。

26．二阶非线性用相轨迹法；高阶非线性用描述函数法进行分析。27．描述函数是非线性环节输入正弦与输出正弦基波分量之比。

28．简述描述函数的求取步骤。求正弦输入下的输出函数，把输出函数按傅利叶级数展开求出基波分量即可。

29．等效频率特性不包围负倒相对描述函数，则非线性系统稳定。30．等效频率特性包围负倒相对描述函数，则非线性系统不稳定。

31．负倒相对描述函数与等效频率特性相交，则非线性系统产生周期振荡。32．采样频率ωs＞2ωm（ωm连续信号最大频率），才是不失真采样。33．采样系统的动态过程用差分方程来描述。34．求解差分方程可借助Z变换。35．计算机解差分方程常用迭代法。

36．由传函求脉冲传函的方法是：部分分式法展开，查典型函数Z变换表。37．F(z)对应的时间函数f（t）的终值＝（Z-1）F(Z)再令Z=1

38．采样系统稳定的充要条件是，闭环脉冲传函的所有极点均位于单位圆内39．双线性变换是令Z=(W+1)/(W-1)

40．采样系统经过W变换，就可用连续系统的分析方法进行分析了。41．采样周期越大，系统稳态误差越大。42．采样周期越大，系统稳定性越差。

43．采样系统的主导极点是：a.靠虚轴最近b.靠单位圆最近的闭环极点。44．用数字程序实现校正的方法是：脉冲传函变成差分方程，由迭代法编程45．求采样系统差分方程的方法是：1按连续系统求传函2求脉冲传函3由迟后定理得差分方程

46．在波德图上进行采样系统校正的两种近似方法为：1看成连续系统2采样保持器看成惯性环节

47．采样系统校正采用数字校正比较便利。48．写出误差级数中系数Cj的计算公式。

49．50．

误差传函Φ（S）=1/｛1+G0(S)｝劳斯阵列表第一列中某项为零，其他各项均大于零，说明什么？临界稳定

其次章

1.由laplace变换的微分定理，L(x??(t))?s2x(s)?sx(0)?x?(0)。2.水位控制系统微分方程为qi?qo?cdh，其中qi,qo为进出口水流量，c和h为水池底面dt积和水位，qi和h分别是控制量和被控量。假使qo?kh(k为常数)，试将此非线性方

*,h*附近线性化。程在某个稳态工作点q0由?q0?K?h2h*，因此原方程变为?qi?k?h2h*?Cd?h（3分），用?qi,?h作为新的变量，dt重新写成qi,h后，方程成为Cdhkh??qi（1分）。dt2h*3.如图质量、弹簧、摩擦系统，k和r分别为弹簧系数和摩擦系数，u(t)为外力，试写出系

统的传递函数表示G(s)?y(s)/u(s)。牛顿其次定律u?ky?ry??my??（1分）拉氏变换后y(s)/u(s)?1/(ms2?rs?k)（3分）

y(t)u(t)kmr

23．机电控制系统中电压u(t)，转速?(t)分别为输入、输出量，各部分运动关系的laplace

变换为：

M(s)?(Js?f)?(s)E(s)?b?(s)U(s)?E(s)?(Ls?R)I(s)M(s)?dI(s)

式中M(t)为力矩，E(t)为感应电动势，I(t)为感应电流，J、f、L、R、b、d为非零常数，试画出总的系统方框图。二个一阶惯性环节，二个比例环节，一个比较环节，可作合成框图（4分）

4.试列举二种子系统常用的连结方式，并画出示意图。并联（图略）串联（图略）6.将环节G1(s)的输出信号作为环节G2(s)的输入信号，则总的系统传递函数为G1(s)G2(s)7.二个环节G1(s)和G2(s)有一致输入，总的系统输出为二个环节输出的代数和，则总的系

统传递函数为G1(s)＋G2(s)。

8.已知系统信号流图如左，试画出它的传递函数方框图。

D(S)D(s)G4

G4U(s)EG1G2y1y(s)u(S)G1

－G3

11．线性系统的齐次性和叠加性是指什么？

齐次性f(ax)?af(x)，叠加性f(x1?x2)?f(x1)?f(x2)2.线性系统的特点是信号具有齐次性和叠加性。1.凡是具有叠加性和齐次性的系统称为线性系统。

13.具有什么特性的系统是线性系统？具有齐次性和叠加性。

1.信号流图中，进入节点的信号有二个流出分支，则每个支路信号的大小是原信号的

原值。

13.什么是定常系统？若输入u(t)时输出为y(t)，则对任意?，有u(t+?)时输出为y(t+?)

Q23．i如图液位系统，Qi,Qo为进出口水流量，R为出水管水阻，

HCR

Qo

G2G3y(S)水池底面积为C，试建立液位系统的微分方程。Qi?Q0?CdHHdHH,Q0?（3分）?C??Qi?0（1分）

dtRdtR一、求系统传递函数。（每题5分，共计15分）

1．求电路网络传递函数

G(S)=1/(LCS*S+RCS+1)G(S)=LCS*S/(LCS*S+RCS+1)

G(S)=RCS/(LCS*S+RCS+1)

-R2/[R1(R1CS