自動控制理論期末考試復習試題.doc

自動控制原理總復習2第一章概論一、學習指導與要求1基本概念自動控制、自動控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)及原理、控制器、受控對象、擾動、控制裝置、參考輸入、反饋等。2知識點自動控制系統(tǒng)的組成、自動控制的基本控制方式、自動控制系統(tǒng)分類、對自動控制系統(tǒng)性能要求、控制系統(tǒng)工作原理分析等。二、思考題1自動控制定義（P1）2什么是反饋控制系統(tǒng)/閉環(huán)控制系統(tǒng)？（P2）3自動控制系統(tǒng)基本控制方式有哪些?（P5）4開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)各有什么優(yōu)缺點？（P5）5對自動控制系統(tǒng)性能基本要求是什么？最主要的要求又是什么？（P13-14）6自動控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)定性、快速性、準確性（P13）7一個控制系統(tǒng)至少包括控制裝置和受控對象。（P2）8反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控量和給定值的偏差進行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。（P2）9自動控制系統(tǒng)的分類：（1）根據(jù)自動控制系統(tǒng)是否形成閉合回路來分類，控制系統(tǒng)可分為：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）根據(jù)信號的結(jié)構(gòu)特點分類，控制系統(tǒng)可分為：反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)和前饋-反饋復合控制系統(tǒng)（3）根據(jù)給定值信號的特點分類，控制系統(tǒng)可分為：恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)（4）根據(jù)控制系統(tǒng)元件的特性分類，控制系統(tǒng)可分為：線性控制系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)（5）根據(jù)控制信號的形式分類，控制系統(tǒng)可分為連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)三、系統(tǒng)分析（1）、請在圖1中標示出a、b、c、d應怎樣連接才能成為負反饋系統(tǒng)？（2）、試畫出系統(tǒng)的方框圖，并簡要分析系統(tǒng)的工作原理。3例題1：圖1是一電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)工作原理圖：解：（1）a與d，b與c分別相連，即可使系統(tǒng)成為負反饋系統(tǒng)；（2）系統(tǒng)方框圖為：（3）系統(tǒng)的工作原理分析（略）。例題2：圖2是一電爐溫度控制系統(tǒng)原理示意圖。試分析系統(tǒng)保持電爐溫度恒定的工作過程，并指出系統(tǒng)的被控對象、被控量以及各部件的作用，最后畫出系統(tǒng)方塊圖。解：、系統(tǒng)工作過程及各部件的作用（略）；、被控對象：電爐；被控量：電爐爐溫；、系統(tǒng)方框圖為：ufuT給定ur放大器調(diào)壓器電阻絲電爐熱電偶電爐給定電壓電壓放大功放調(diào)壓裝置220V電阻絲熱電偶ufun給定ur放大器觸發(fā)器整流器電動機負載測速發(fā)電機KM+E給定ur放大器觸發(fā)器整流器電抗器電動機負載測速發(fā)電機abc+ufduan4第二章自動控制系統(tǒng)數(shù)學模型一、學習指導與要求1基本概念數(shù)學模型、傳遞函數(shù)的定義、方框圖、信號流圖2知識點數(shù)學模型的形式；系統(tǒng)微分方程、傳遞函數(shù)的求??；傳遞函數(shù)的性質(zhì)；典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及其響應（動態(tài)特性）；方框圖的連接形式及其等效變換（簡化）；方框圖的等效變換原則；信號流圖的繪制及利用信號流圖求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法。二、思考題1令線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分母多項式為零，則可得到系統(tǒng)的特征方程2系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（1）與輸入信號有關(guān)（2）與輸出信號有關(guān)（3）完全由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定（4）以上都不對3對復雜系統(tǒng)的方框圖，要求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以采用（1）終值定理（2）初值定理（3）梅森公式（4）拉氏反變換4線性控制系統(tǒng)的特點是可以應用疊加原理，而非線性控制系統(tǒng)則不能。5線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下，系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。6信號流圖中，節(jié)點可以把所有輸入支路的信號疊加，并把疊加后的信號傳送到所有的輸出支路。7采用負反饋連接時，如前向通道的傳遞函數(shù)為G(s)，反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)，則其等效傳遞函數(shù)為：8信號流圖中，支路表示了一個信號對另一個信號的函數(shù)關(guān)系，信號只能沿支路箭頭的方向傳遞。9從控制系統(tǒng)穩(wěn)定性要求來看，系統(tǒng)一般是具有負反饋形式。10組成控制系統(tǒng)的基本功能單位是環(huán)節(jié)。11系統(tǒng)方框圖的簡化應遵守信號等效的原則。12解釋“數(shù)學模型”，并列舉三種數(shù)學模型形式。13方框圖的基本連接方式有哪幾種?14傳遞函數(shù)。15寫出五個典型環(huán)節(jié)的名稱及其相應的傳遞函數(shù)表達式。16求下圖所示系統(tǒng)方框圖的輸入/輸出傳遞函數(shù)。G2G3G4H1H2R（s）C（s）G1）（）（）（sHsGsG15解：17求下圖所示系統(tǒng)方框圖的輸入/輸出傳遞函數(shù)。G2G3G4R（s）C（s）G1R（s）C（s）24313232143211HGGHGGGGGGGGGG2G4R（s）C（s）G111GH24331HGGGG4H2G2G3G4R（s）C（s）G111GHG4H2G2G3G4H1R（s）C（s）G124313232143211)(HGGHGGGGGGGGGsG6解：18求下圖所示系統(tǒng)方框圖的輸入/輸出傳遞函數(shù)。解：G1G2G3H1H2R（s）C（s）R（s）C（s）432143322143211GGGGGGGGGGGGGGR（s）C（s）411GG21211GGGG43431G