自動(dòng)控制原理復(fù)習(xí)資料[共13頁]

1、第1章 ：1 閉環(huán)系統(tǒng)（或反饋系統(tǒng)）的特征：采用負(fù)反饋，系統(tǒng)的被控變量對(duì)控制作用有直接影響，即被控變量對(duì)自己有控制作用 。2 典型閉環(huán)系統(tǒng)的功能框圖。自動(dòng)控制 在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使被控對(duì)象或過程按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng) 由控制器和被控對(duì)象組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)的系統(tǒng)。被控制量 在控制系統(tǒng)中按規(guī)定的任務(wù)需要加以控制的物理量?？刂屏?作為被控制量的控制指令而加給系統(tǒng)的輸入星也稱控制輸入。擾動(dòng)量 干擾或破壞系統(tǒng)按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行的輸入量，也稱擾動(dòng)輸入或干擾掐入。反饋 通過測量變換裝置將系統(tǒng)或元件的輸出量反送到輸入端，與輸入信號(hào)相比較。反送到輸入端的信號(hào)稱為反饋信號(hào)。負(fù)反饋

2、反饋信號(hào)與輸人信號(hào)相減，其差為偏差信號(hào)。負(fù)反饋控制原理 檢測偏差用以消除偏差。將系統(tǒng)的輸出信號(hào)引回插入端，與輸入信號(hào)相減，形成偏差信號(hào)。然后根據(jù)偏差信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用，力圖消除或減少偏差的過程。開環(huán)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)的輸入和輸出之間不存在反饋回路，輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制又分為無擾動(dòng)補(bǔ)償和有擾動(dòng)補(bǔ)償兩種。閉環(huán)控制系統(tǒng) 凡是系統(tǒng)輸出端與輸入端存在反饋回路，即輸出量對(duì)控制作用有直接影響的系統(tǒng)，叫作閉環(huán)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制原理課程中所討論的主要是閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。復(fù)合控制系統(tǒng) 復(fù)合控制系統(tǒng)是一種將開環(huán)控制和閉環(huán)控制結(jié)合在一起的控制系統(tǒng)。它在閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上

3、，用開環(huán)方式提供一個(gè)控制輸入信號(hào)或擾動(dòng)輸入信號(hào)的順饋通道，用以提高系統(tǒng)的精度。自動(dòng)控制系統(tǒng)組成 閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖12所示。組成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)通常包括以下基本元件1給定元件 給出與被控制量希望位相對(duì)應(yīng)的控制輸入信號(hào)(給定信號(hào))，這個(gè)控制輸入信號(hào)的量綱要與主反饋信號(hào)的量綱相同。給定元件通常不在閉環(huán)回路中。2測量元件 測量元件也叫傳感器，用于測量被控制量，產(chǎn)生與被控制量有一定函數(shù)關(guān)系的信號(hào)。被控制量成比例或與其導(dǎo)數(shù)成比例的信號(hào)。測量元件的精度直接影響控制系統(tǒng)的精度應(yīng)使測量元件的精度高于系統(tǒng)的精度，還要有足夠?qū)挼念l帶。3比較無件 用于比較控制量和反饋量并產(chǎn)生偏差信號(hào)。電橋、運(yùn)算放大器

4、可作為電信號(hào)的比較元件。有些比較元件與測量元件是結(jié)合在一起的，如測角位移的旋轉(zhuǎn)變壓器和自整角機(jī)等。4放大元件 對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅值或功率的放大，以及信號(hào)形式的變換如交流變直流的相敏整流或直流變交流的相敏調(diào)制。5執(zhí)行元件 用于操縱被控對(duì)象，如機(jī)械位移系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、液壓伺服馬達(dá)、溫度控制系統(tǒng)中的加熱裝置。執(zhí)行元件的選擇應(yīng)具有足夠大的功率和足夠?qū)挼念l帶。6校正元件 用于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。根據(jù)被控對(duì)象特點(diǎn)和性能指標(biāo)的要求而設(shè)計(jì)。校正元件串聯(lián)在由偏差信號(hào)到被控制信號(hào)間的前向通道中的稱為串聯(lián)校正；校正元件在反饋回路中的稱為反饋校正。7被控對(duì)象 控制系統(tǒng)所要控制的對(duì)象，例如水箱水位控制系統(tǒng)中的水箱、房間

5、溫度控制系統(tǒng)中的房間、火炮隨動(dòng)系統(tǒng)中的火炮、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中電機(jī)所帶的負(fù)載等。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，認(rèn)為被控對(duì)象是不可改變的，它的輸出即為控制系統(tǒng)的被控制量。8能源元件 為控制系統(tǒng)提供能源的元件，在方框圖中通常不畫出。對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求1穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的必要條件。2準(zhǔn)確性 要求過渡過程結(jié)束后，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度比較高，穩(wěn)態(tài)誤差比較小或者對(duì)某種典型輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。3快速性 系統(tǒng)的響應(yīng)速度快、過渡過程時(shí)間短、超調(diào)量小。系統(tǒng)的穩(wěn)定性足夠好、頻帶足夠?qū)挘趴赡軐?shí)現(xiàn)快速性的要求。第2章 ：1、建立系統(tǒng)的微分方程，繪制動(dòng)態(tài)框圖并求傳遞函數(shù)。3、傳遞函數(shù) 在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉氏變

6、換與輸入量的拉氏變換之比稱為傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)的概念適用于線性定常單輸入、單輸出系統(tǒng)。求傳遞函數(shù)通常有兩種方法：對(duì)系統(tǒng)的微分方程取拉氏變換，或化簡系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方框圖。對(duì)于由電阻、電感、電容元件組成的電氣網(wǎng)絡(luò)，一般采用運(yùn)算阻抗的方法求傳遞函數(shù)。4、結(jié)構(gòu)圖的變換與化簡 化簡方框圖是求傳遞函數(shù)的常用方法。對(duì)方框圖進(jìn)行變換和化簡時(shí)要遵循等效原則：對(duì)任一環(huán)節(jié)進(jìn)行變換時(shí)，變換前后該環(huán)節(jié)的輸人量、輸出量及其相互關(guān)系應(yīng)保持不變?；喎娇驁D的主要方法就是將串聯(lián)環(huán)節(jié)、并聯(lián)環(huán)節(jié)和基本反饋環(huán)節(jié)用一個(gè)等效環(huán)節(jié)代替?；喎娇驁D的關(guān)鍵是解除交叉結(jié)構(gòu)，即移動(dòng)分支點(diǎn)或相加點(diǎn)，使被簡化的環(huán)節(jié)中不存在與外部直接相連的分支點(diǎn)和相加點(diǎn)。

7、5、利用梅森(Mason)公式求傳遞函數(shù)。第i條前向通路傳遞函數(shù)的乘積。流圖的特征式= 1 - 所有回路傳遞函數(shù)乘積之和+每兩個(gè)互不接觸回路傳遞函數(shù)乘積之和-每三個(gè).=1-第三章：1、一階系統(tǒng)對(duì)典型輸入信號(hào)的輸出響應(yīng)。（單位）階躍函數(shù)（Step function）;（單位）斜坡函數(shù)（Ramp function）速度 ;（單位）加速度函數(shù)（Acceleration function）拋物線;（單位）脈沖函數(shù)（Impulse function） ;正弦函數(shù)（Simusoidal function）Asinut ，當(dāng)輸入作用具有周期性變化時(shí)。2、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)： 1.延遲時(shí)間：（Delay Time）

8、響應(yīng)曲線第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的一半所需的時(shí)間，叫延遲時(shí)間。jklmno2.上升時(shí)間（Rise Time）響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%，所需的時(shí)間。5%上升到95%，或從0上升到100%，對(duì)于欠阻尼二階系統(tǒng)，通常采用0100%的上升時(shí)間，對(duì)于過阻尼系統(tǒng)，通常采用1090%的上升時(shí)間，上升時(shí)間越短，響應(yīng)速度越快。3.峰值時(shí)間（Peak Time）：響應(yīng)曲線達(dá)到過調(diào)量的第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間。4.調(diào)節(jié)時(shí)間 （Settling Time）：在響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)線上，用穩(wěn)態(tài)值的百分?jǐn)?shù)（通常取5%或2%）作一個(gè)允許誤差范圍，響應(yīng)曲線達(dá)到并永遠(yuǎn)保持在這一允許誤差范圍內(nèi)，所需的時(shí)間。5.最大超調(diào)量（Maxim

9、um Overshoot）：指響應(yīng)的最大偏離量h(tp)于終值之差的百分比，即 或評(píng)價(jià)系統(tǒng)的響應(yīng)速度；同時(shí)反映響應(yīng)速度和阻尼程度的綜合性指標(biāo)。評(píng)價(jià)系統(tǒng)的阻尼程度。3、 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析單位階躍響應(yīng) 單位階躍函數(shù)的拉氏變換為，則系統(tǒng)的輸出由式為 對(duì)上式取拉氏反變換，得 （3-4）注：R(s)的極點(diǎn)形成系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量。響應(yīng)曲線在時(shí)的斜率為，如果系統(tǒng)輸出響應(yīng)的速度恒為，則只要tT時(shí)，輸出c(t)就能達(dá)到其終值。如圖3-4所示。由于c(t)的終值為1，因而系統(tǒng)階躍輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：4、二階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算。典型傳遞函數(shù) 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)兩個(gè)正實(shí)部的特征根

10、不穩(wěn)定系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)為共扼復(fù)根，位于右半S平面，這時(shí)的系統(tǒng)叫做欠阻尼系統(tǒng)為兩個(gè)相等的根,臨界阻尼系統(tǒng)兩個(gè)不相等的根，過阻尼系統(tǒng)虛軸上，瞬態(tài)響應(yīng)變?yōu)榈确袷?，無阻尼系統(tǒng)欠阻尼情況 二階系統(tǒng)一般取 。其它的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，有的可用精確表示，如,有的很難用準(zhǔn)確表示，如,可采用近似算法。當(dāng)0時(shí)，特征根s1.2=, 時(shí)，亦可用 （上升時(shí)間） 一定，即一定， ,響應(yīng)速度越快 超調(diào)量在峰值時(shí)間發(fā)生，故即為最大輸出 調(diào)節(jié)時(shí)間的計(jì)算選取誤差帶 當(dāng)較小 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為C(t)=1-動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算公式為上升時(shí)間 峰值時(shí)間 其中Td是有阻尼振蕩周期，且Td=是有阻尼振蕩頻率。超調(diào)量 調(diào)整時(shí)間 振蕩次數(shù) N= （=

11、0.05）或 N= （=0.02）5、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析特征根必須全部分布在S平面的左半部，即具有負(fù)實(shí)部。已知系統(tǒng)的特征方程時(shí)，可采用Routh穩(wěn)定判據(jù)或Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。特征多項(xiàng)式各項(xiàng)系數(shù)均大于零(或同符號(hào))是系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件。Routh判據(jù)：由特征方程各項(xiàng)系數(shù)列出Routh表，如果表中第一列各項(xiàng)嚴(yán)格為正，則系統(tǒng)穩(wěn)定；第一列出現(xiàn)負(fù)數(shù)，則系統(tǒng)不穩(wěn)定，且第一列各項(xiàng)數(shù)值符號(hào)改變的次數(shù)就是正實(shí)部特征根的數(shù)目。Hurwitz判據(jù)：由特征方程各項(xiàng)系數(shù)構(gòu)成的各階Hurwitz行列式全部為正，則系統(tǒng)穩(wěn)定。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號(hào)的變化，去判別特征方程式根在S平面上的具體

12、分布，過程如下： 如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在S的左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號(hào)有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在S的右半平面上的個(gè)數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。在應(yīng)用勞斯判據(jù)時(shí)，有可能會(huì)碰到以下兩種特殊情況。勞斯表某一行中的第一項(xiàng)等于零，而該行的其余各項(xiàng)不等于零或沒有余項(xiàng)，這種情況的出現(xiàn)使勞斯表無法繼續(xù)往下排列。解決的辦法是以一個(gè)很小的正數(shù)來代替為零的這項(xiàng)，據(jù)此算出其余的各項(xiàng)，完成勞斯表的排列。勞斯表中出現(xiàn)全零行則表示相應(yīng)方程中含有一些大小相等符號(hào)相反的實(shí)根或共軛虛根。這種情況，可利用系數(shù)全為零行的上一行系數(shù)構(gòu)造一個(gè)輔助多項(xiàng)式，并以

13、這個(gè)輔助多項(xiàng)式導(dǎo)數(shù)的系數(shù)來代替表中系數(shù)為全零的行。完成勞斯表的排列。6、 穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算令系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 誤差系數(shù)類型靜態(tài)位置誤差系數(shù) 速度加速度 0型K00型K0型K 輸入類型 0型型0型00第3章 ：知識(shí)點(diǎn)1、根軌跡中，開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）H(s)的標(biāo)準(zhǔn)形式是 2、根軌跡方程是 相角條件：繪制根軌跡的充要條件幅值條件：3、 根軌跡法的繪制規(guī)則。4、 能用根軌跡法分析系統(tǒng)的主要性能，掌握閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)與動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)之間的關(guān)系。能定性分析閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)以外的零、極點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響。第4章 ：知識(shí)點(diǎn)1、 頻率特性基本概念和其幾何表示法。頻率特性的定義如下：穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，其對(duì)正弦函數(shù)輸入的

14、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為頻率響應(yīng)。輸出與輸入的振幅比，稱為系統(tǒng)的幅頻特性。它描述了系統(tǒng)對(duì)不同頻率的正弦函數(shù)輸入信號(hào)在穩(wěn)態(tài)情況下的衰減(或放大)特性；輸出與輸入的相位差，稱為系統(tǒng)的相頻特性。相頻特性描述了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出對(duì)不同頻率的正弦輸入信號(hào)在相應(yīng)上產(chǎn)生的相角遲后（對(duì)應(yīng)（） 0或相角超前（對(duì)應(yīng)）的特性；幅頻特性及相頻特性，或者說，在正弦輸入下，線性定常系數(shù)或環(huán)節(jié)、其輸出的穩(wěn)態(tài)分量的復(fù)數(shù)比、稱為系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性，記為，用式子表示 頻率特性與傳遞函數(shù)間的關(guān)系 圖形表示法 工程上常用圖形來表示頻率特性，常用的有1 極坐標(biāo)圖 也稱奈斯特(Nyquist)圖、幅相頻率特性圖2伯德(Rode)圖 伯德圖又稱為數(shù)頻

15、率特性圖、它由兩張圖組成：張是對(duì)數(shù)幅頻圖，另一張是對(duì)數(shù)相頻圖，兩張圖的橫向坐標(biāo)相同，表示頻率2、 典型環(huán)節(jié)的頻率特性和開環(huán)系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)分解及其頻率特征曲線的繪制。3、 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性繪制 極坐標(biāo)圖伯德圖4、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)這一判據(jù)可表示為：函數(shù)在右半s平面內(nèi)的零點(diǎn)數(shù)對(duì)-1+j0點(diǎn)順時(shí)針包圍的次數(shù)函數(shù)在右半s平面內(nèi)的極點(diǎn)數(shù)如果P不等于零，對(duì)于穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，必須或，這意味著必須反時(shí)針方向包圍-1+j0點(diǎn)P次。如果函數(shù)在右半s平面內(nèi)無任何極點(diǎn)，則。因此，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，的軌跡必須不包圍-1+j0點(diǎn)。 伯德圖 設(shè)N為對(duì)數(shù)幅頻特性曲線在0dB以上的頻段內(nèi)，對(duì)數(shù)相頻特性對(duì)-180度線正.負(fù)穿越次數(shù)

16、之差，則z=P-2N.z=0時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。5、 穩(wěn)定裕度1.）穩(wěn)定裕度相角裕度為 2.）幅值裕度為6、閉環(huán)系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)的轉(zhuǎn)換。自測題第一章 自動(dòng)控制的一般概念1自動(dòng)控制是在人不直接 的情況下，利用外部裝置使被控對(duì)象的某個(gè)參數(shù)（被控量）按 的要求變化。2由被控 和自動(dòng) 按一定的方式連接起來，完成一定的自動(dòng)控制任務(wù)，并具有預(yù)定性能的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)。3閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在控制器與被控對(duì)象之間不僅有正向控制作用，而且還有 控制作用。此種系統(tǒng) 高，但穩(wěn)定性較差。4開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在控制器與被控對(duì)象之間只有 作用，沒有反饋控制作用。此種系統(tǒng) 低，但穩(wěn)定性較高。5在經(jīng)

17、典控制理論中，廣泛使用的分析方法有_和_。6溫度控制系統(tǒng)是一種 控制系統(tǒng)，一般對(duì)系統(tǒng)的 指標(biāo)要求比較嚴(yán)格。7對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求可以概括為三個(gè)方面：_、快速性和_。8火炮跟蹤系統(tǒng)是一種 控制系統(tǒng)，一般對(duì)系統(tǒng)的 指標(biāo)要求較高。9反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)給定值和_的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。第二章 自動(dòng)控制的數(shù)學(xué)模型1數(shù)學(xué)模型的形式很多，常用的有微分方程、_和狀態(tài)方程等。2線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在_條件下，系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換的比。3傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的 參數(shù)，與外作用無關(guān)。4根據(jù)歐拉公式和拉普拉斯變換的線性法則，可以示出的拉氏變換為 ，的拉氏變換為 。5根據(jù)拉普拉斯

18、變換的定義，單位斜坡函數(shù)t的拉普拉斯變換為 ，指數(shù)函數(shù)的拉普拉斯變換為 。6二階振蕩環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)是 。7多個(gè)環(huán)節(jié)的并聯(lián)連接，其等效傳遞函數(shù)等于各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的_。8正弦函數(shù)sint的拉氏變換為_。函數(shù)的拉氏變換為_。9利用_公式可以根據(jù)復(fù)雜的信號(hào)流圖直接求出系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)。10比較點(diǎn)從輸入端移到輸出端，“加倒數(shù)”；引出點(diǎn)從輸入端移到輸出端，“加本身”。（ ）11比較點(diǎn)從輸出端移到輸入端，“加本身”；引出點(diǎn)從輸出端移到輸入端，“加倒數(shù)”。（ ）12梅遜公式可用來求系統(tǒng)的輸入量到系統(tǒng)中任何內(nèi)部變量的傳遞函數(shù)。（ ）13梅遜公式可用來求系統(tǒng)任意兩個(gè)內(nèi)部變量C1(s)到C2(s)之間的傳遞函數(shù)

19、。（ ）13正弦函數(shù)sin的拉氏變換是（ ） 14傳遞函數(shù)反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，它與下列哪項(xiàng)因素有關(guān)？（）A.輸入信號(hào)B.初始條件 C.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù) D.輸入信號(hào)和初始條件15當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)的電樞電感后，以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為輸出變量，電樞電壓為輸入變量時(shí)，電動(dòng)機(jī)可看作一個(gè)（ ）A.比例環(huán)節(jié)B.微分環(huán)節(jié) C.積分環(huán)節(jié) D.慣性環(huán)節(jié)16對(duì)復(fù)雜的信號(hào)流圖直接求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以采用( )A.終值定理 B.初值定理 C.梅森公式 D.方框圖變換17采用系統(tǒng)的輸入、輸出微分方程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述是（）A.系統(tǒng)各變量的動(dòng)態(tài)描述 B.系統(tǒng)的外部描述C.系統(tǒng)的內(nèi)部描述 D.系統(tǒng)的內(nèi)部和外部描述18拉氏變換將時(shí)間

20、函數(shù)變換成（ ）A正弦函數(shù)B單位階躍函數(shù)C單位脈沖函數(shù)D復(fù)變函數(shù)19線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，是在零初始條件下（ ）A系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比 B系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比C系統(tǒng)輸入信號(hào)的拉氏變換與輸出信號(hào)的拉氏變換之比D系統(tǒng)輸出信號(hào)的拉氏變換與輸入信號(hào)的拉氏變換之比20方框圖化簡時(shí)，并聯(lián)連接方框總的輸出量為各方框輸出量的（ ）A乘積B代數(shù)和 C加權(quán)平均 D平均值21由電子線路構(gòu)成的控制器如圖，它是（ ）A PI控制器 B PD控制器 C PID控制器 D P控制器22PID控制器的傳遞函數(shù)形式是（ ）A5+3s B5+3/s C5+3s+3/s D5+1/(s+1)23PID控制器中，積分控

21、制的作用是（ ）A克服對(duì)象的延遲和慣性B能使控制過程為無差控制C減少控制過程的動(dòng)態(tài)偏差D使過程較快達(dá)到穩(wěn)定24終值定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（）A BC D25梅森公式為（）A B C 26函數(shù) 的拉氏變換是（） 例1求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、比例系數(shù)和時(shí)間常數(shù)。例2求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、比例系數(shù)和時(shí)間常數(shù)。例3求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、分度系數(shù)和時(shí)間常數(shù)。解：應(yīng)用復(fù)阻抗法得例4求出下圖所示電路的傳遞函數(shù)、分度系數(shù)和時(shí)間常數(shù)。 第三章 時(shí)域分析法三、自測題1線性定常系統(tǒng)的響應(yīng)曲線僅取決于輸入信號(hào)的_和系統(tǒng)的特性，與輸入信號(hào)施加的時(shí)間無關(guān)。2一階系統(tǒng)1/（TS+1）的單位階躍響應(yīng)為 。3二階系

22、統(tǒng)兩個(gè)重要參數(shù)是 ，系統(tǒng)的輸出響應(yīng)特性完全由這兩個(gè)參數(shù)來描述。4二階系統(tǒng)的主要指標(biāo)有超調(diào)量MP%、調(diào)節(jié)時(shí)間ts和穩(wěn)態(tài)輸出C()，其中MP%和ts是系統(tǒng)的 指標(biāo)，C()是系統(tǒng)的 指標(biāo)。5在單位斜坡輸入信號(hào)的作用下，0型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。6時(shí)域動(dòng)態(tài)指標(biāo)主要有上升時(shí)間、峰值時(shí)間、最大超調(diào)量和_。7線性系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)_特性，與系統(tǒng)的_無關(guān)。8時(shí)域性能指標(biāo)中所定義的最大超調(diào)量Mp的數(shù)學(xué)表達(dá)式是_。9系統(tǒng)輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值與_之間的偏差稱為穩(wěn)態(tài)誤差ess。10二階系統(tǒng)的阻尼比在_范圍時(shí)，響應(yīng)曲線為非周期過程。11在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。12響應(yīng)曲線達(dá)到過調(diào)量的_所需的

23、時(shí)間，稱為峰值時(shí)間tp。13在單位斜坡輸入信號(hào)作用下，I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess=_。14二階閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是該系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式的系數(shù)_。15引入附加零點(diǎn)，可以改善系統(tǒng)的_性能。16如果增加系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)，則閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度將提高，相對(duì)穩(wěn)定性將_。17為了便于求解和研究控制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，輸入信號(hào)一般采用_輸入信號(hào)。18當(dāng)系統(tǒng)的輸入具有突變性質(zhì)時(shí)，可選擇階躍函數(shù)為典型輸入信號(hào)。（ ）19暫態(tài)響應(yīng)是指當(dāng)時(shí)間t趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。（ ）20在欠阻尼01情況下工作時(shí)，若過小，則超調(diào)量大。（ ）21遠(yuǎn)離虛軸的極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的影響很小。（ ）22當(dāng)系統(tǒng)的輸入是隨時(shí)

24、間增長變化時(shí)，可選擇斜坡函數(shù)為典型輸入信號(hào)。（ ）23穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是指系統(tǒng)從剛加入輸入信號(hào)后，到系統(tǒng)輸出量達(dá)到穩(wěn)定值前（ ）24閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)所有特征根必須位于S平面的左半平（ ）25若要求系統(tǒng)快速性好，則閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)靠近虛軸。（ ）1控制系統(tǒng)的上升時(shí)間tr、調(diào)整時(shí)間ts等反映出系統(tǒng)的( )A.相對(duì)穩(wěn)定性 B.絕對(duì)穩(wěn)定 C.快速性 D.平穩(wěn)性2時(shí)域分析中最常用的典型輸入信號(hào)是（）A.脈沖函數(shù)B.斜坡函數(shù) C.階躍函數(shù) D.正弦函數(shù)3一階系統(tǒng)G(s)=K/(TS+1)的放大系數(shù)K愈小，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值（ ）A.不變B.不定 C.愈小 D.愈大4一階系統(tǒng)G(s)= K/(TS+1)

25、的時(shí)間常數(shù)T越大，則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間( )A越長B越短 C不變 D不定5二階系統(tǒng)當(dāng)01時(shí)，如果增加，則輸出響應(yīng)的最大超調(diào)量將Mp（ ）A.增加B.減小 C.不變 D.不定6當(dāng)二階系統(tǒng)特征方程的根為具有負(fù)實(shí)部的復(fù)數(shù)根時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為（）A0B0 C0z1p10，則實(shí)軸上的根軌跡為（）A.（-，-p2,-z1,-p1 B.(- ,-p2 C.-p1,+ ) D.-z1,-p19實(shí)軸上根軌跡右端的開環(huán)實(shí)數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的個(gè)數(shù)之和為（ ）A零B大于零 C奇數(shù) D偶數(shù)10當(dāng)二階系統(tǒng)的根分布在右半根平面時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比為（ ）A0 B=0 C0111當(dāng)二階系統(tǒng)的根分布在根平面的虛軸上時(shí)，系統(tǒng)的

26、阻尼比為（）A0B=0C01D112開環(huán)傳遞函數(shù)為 , 其根軌跡的起點(diǎn)為()A0，-3B-1，-2 C0，-6D-2，-413開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，則根軌跡上的點(diǎn)為( )A-6+j B-3+j C-j Dj14設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s) ， 其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為（）A0 B1 C2 D315開環(huán)傳遞函數(shù)為 的根軌跡的彎曲部分軌跡是（）A半圓B整圓 C拋物線D不規(guī)則曲線16.、開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，其根軌跡漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)為（）A-5/3 B-3/5 C3/5 D5/317設(shè)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= ，在根軌跡的分離點(diǎn)處，其對(duì)應(yīng)的k值應(yīng)為（ ）A1/4 B1/2 C1 D4第五章 頻率分

27、析法1線性定常系統(tǒng)在正弦信號(hào)輸入時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位移隨頻率而變化的函數(shù)關(guān)系稱為_。2積分環(huán)節(jié)的幅相頻率特性圖為 ；而微分環(huán)節(jié)的幅相頻率特性圖為 。3一階慣性環(huán)節(jié)G(s)=1/(1+Ts) 的相頻特性為()=_ _，比例微分環(huán)節(jié)G(s)=1+Ts的相頻特性為()=_ _。4常用的頻率特性圖示方法有極坐標(biāo)圖示法和_圖示法。5頻率特性的極坐標(biāo)圖又稱_圖。6利用代數(shù)方法判別閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有_和赫爾維茨判據(jù)兩種。7設(shè)系統(tǒng)的頻率特性為，則稱為 。8從0變化到+時(shí)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標(biāo)圖在_象限，形狀為_圓。9頻率特性可以由微分方程或傳遞函數(shù)求得，還可以用_方法測定。100型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻

28、特性低頻段漸近線的斜率為_dB/dec，高度為20lgKp。11型系統(tǒng)極坐標(biāo)圖的奈氏曲線的起點(diǎn)是在相角為_的無限遠(yuǎn)處。12積分環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線是一條直線，直線的斜率為_dBdec。13慣性環(huán)節(jié)G(s)1/(Ts+1)的對(duì)數(shù)幅頻漸近特性在高頻段范圍內(nèi)是一條斜率為20dBdec，且與軸相交于_的漸近線。14設(shè)積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(s)=K/s，則其頻率特性幅值M()=（ ）A. K/ B. K/2 C.1/ D. 1/2 15從0變化到+時(shí)，遲延環(huán)節(jié)頻率特性極坐標(biāo)圖為（）A.圓 B.半圓C.橢圓 D.雙曲線 16二階振蕩環(huán)節(jié)的相頻特性()，當(dāng)時(shí) ，其相位移()為( )A-270B-180

29、C-90D017某校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)Gc(s)= ，則其頻率特性的奈氏圖終點(diǎn)坐標(biāo)為（ ）A.(0,j0)B.(1,j0) C.(1,j1) D.(10,j0)18利用奈奎斯特圖可以分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)態(tài)性能B.動(dòng)態(tài)性能 C.穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能D.抗擾性能19若某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)= K/(Ts+1) ，則其頻率特性的實(shí)部R()是（ ）A B- C D-20設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= ，則其頻率特性奈氏圖起點(diǎn)坐標(biāo)為( )A(-10，j0) B(-1，j0) C(1，j0)D(10，j0)21設(shè)微分環(huán)節(jié)的頻率特性為G(j) ，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，其極坐標(biāo)平面上的奈氏曲線是（）A正虛軸

30、B負(fù)虛軸 C正實(shí)軸 D負(fù)實(shí)軸22設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+1)，則其頻率特性的實(shí)部（）A B C D. 23設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為G(j)=10/(j+1) ，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，則其幅相頻率特性曲線是一個(gè)半圓，位于極坐標(biāo)平面的（）A第一象限B第二象限 C第三象限 D第四象限20設(shè)某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)= ，則其頻率特性奈氏圖起點(diǎn)坐標(biāo)為( )A(-10，j0) B(-1，j0) C(1，j0)D(10，j0)21設(shè)微分環(huán)節(jié)的頻率特性為G(j) ，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，其極坐標(biāo)平面上的奈氏曲線是（）A正虛軸B負(fù)虛軸 C正實(shí)軸 D負(fù)實(shí)軸22設(shè)某系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)=10/(s+1)，則其頻率特性的實(shí)部（）A B C D23設(shè)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為G(j)=10/(j+1) ，當(dāng)頻率從0變化至?xí)r，則其幅相頻率特性曲線是一個(gè)半圓，位于極坐標(biāo)平面的（）A第一象限B第二象限 C第三象限D(zhuǎn)第四象限242型系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為（）A60dBdecB40dBdec C20dBdec D0dBdec251型系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性