华南理工大学《自动控制原理》-历年真题填空问答参考答案

2005年：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表第一列元素都是正数。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。减小或消除控制系统的稳态误差，通常可以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。简答题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（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。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。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。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。函数的拉氏变换式是。积分环节的传递函数表达式为。在斜坡函数的输入作用下，Ⅱ型系统的稳态误差为0。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？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。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一一对应的关系。比例-积分-微分（PID）控制规律的传递函数为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。振荡环节的传递函数为，则其幅频特性为，相频特性为系统的加速度误差系数定义为开环稳定的系统，其闭环不一定稳定，开环不稳定系统，其闭环不一定稳定。相角条件为。2．PID控制规律的传递函数为3．按输入信号变化规律不同，控制系统可分为程序控制系统、随动（伺服）系统。4．欲改善系统动态性能，一般采用增加附加零点的方法。5．已知单位闭环负反馈系统的开环传递函数为，则该系统的阻尼比为，自然振荡频率为。6．系统在作用下的稳态误差，说明系统的型别0型或Ⅰ型。7．若典型二阶系统是稳定的，但其单位阶跃响应超调量过大，为改善