自動(dòng)控制復(fù)習(xí)題

1、、單選題1、卜列指標(biāo)中不屬于控制系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)的是（D)。 P63A、峰值時(shí)間；B、超調(diào)量；C、調(diào)節(jié)時(shí)間;D、恢復(fù)時(shí)間。2、卜列指標(biāo)中屬于控制系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)的是（)。P643、時(shí)間函數(shù)r（t）=2t的拉氏變換1R(s)是( c 1A )。"P292序號(hào)422A、2 ；B、2 ；C、；D、 °ssss4、超調(diào)里（%是一階系統(tǒng)重要的性能指標(biāo)之一,它由下列哪個(gè)因素有美?A、con ；B、 E ；C、r(t);D、A 。C、動(dòng)態(tài)降落;A、D、穿越頻率是指（A )。5、上升時(shí)間；B、超調(diào)量;穩(wěn)態(tài)誤差。(B ) P73,3-25 式A、C、6、A、對(duì)應(yīng)于 G（jw）H （jw） =

2、 1時(shí)的頻率；對(duì)應(yīng)于開環(huán)頻率特性相角為 -180°時(shí)的頻率; 下列指標(biāo)中不屬于控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的是（B、系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的頻率;D、對(duì)應(yīng)于虛頻特性為零時(shí)的頻率。7、A、穩(wěn)態(tài)誤差；B、上升時(shí)間;C、恢復(fù)時(shí)間;D、A）。 P64超調(diào)量。-2t時(shí)間函數(shù)f（t）=e 的拉氏變換F（s）是（參考P292序號(hào)8s+ 2B、s+ 2C、1s- 2D、2°(s+ 2)第 3 頁共 8 頁二、判斷題1、傳遞函數(shù)不但取決于系統(tǒng)（或）元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與外加信號(hào)的大小和形式有關(guān)。（V）2、傳遞函數(shù)能夠反映非零初始條件下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程。（X）3、對(duì)于比例環(huán)節(jié)來說，信號(hào)的傳遞是沒有慣

3、性的。（V）4、非最小相位系統(tǒng)不一定是不穩(wěn)定系統(tǒng)。（V）5、振蕩環(huán)節(jié)是二階的，因此完全能夠跟蹤階躍輸入和斜坡輸入信號(hào)。（X）6、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與系統(tǒng)的輸入無關(guān)。（X）7、提高系統(tǒng)的型別可改善其穩(wěn)態(tài)精度，因此控制系統(tǒng)的型別越高越好。（V）8、超調(diào)量（%是二階系統(tǒng)重要的性能指標(biāo)之一，其大小由E和面確定。（X）P73,3-25式9、傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)。（X）10、微分環(huán)節(jié)的輸出量反映的是輸入量的變化率，不反映輸入量本身大小，可用來改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。（V）11、綜合考慮二階系統(tǒng)的平穩(wěn)性和快速性，E應(yīng)盡可能取小，.應(yīng)盡可能取大。（，）12、擾動(dòng)信號(hào)引起的穩(wěn)態(tài)誤差只與擾動(dòng)信

4、號(hào)本身的形式和大小有關(guān)。（V）13、最小相位系統(tǒng)-一定是穩(wěn)定系統(tǒng)。（X）三、簡答題1、自動(dòng)控制系統(tǒng)有哪些基本控制方式？P2-P4開環(huán)和閉環(huán)2、什么是自動(dòng)控制？P1在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對(duì)象，使得表征受控對(duì)象物理特征的被控量等于給定值或按給定信號(hào)變化規(guī)律變化的過程3、控制系統(tǒng)性能的三個(gè)基本要求是什么？P7-P8快速穩(wěn)定準(zhǔn)確4、簡述積分環(huán)節(jié)的特點(diǎn)。P24,倒數(shù)輸出量與輸入量對(duì)時(shí)間的積分成正比。用；輸出積累一段時(shí)間后，即便輸入為 輸出才反向積分而下降3行，（頻率特性參考P148）若輸入突變，輸出值要等時(shí)間T之后才等于輸入值，滯后作0,輸出也不會(huì)變，即有記憶功能。只有當(dāng)輸入反向時(shí)

5、,5、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖等效變換的原則是什么?P36被變換部分的輸入量和輸出量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，在變換前后保持不變6、簡述勞斯穩(wěn)定判據(jù)。P85,7行勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)閉環(huán)特征方程式的各項(xiàng)系數(shù)，按一定的規(guī)律排列成所謂勞斯表，然后根據(jù)表中第一列系數(shù)正負(fù)號(hào)的變化情況來判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（特征方程各項(xiàng)系數(shù)都大于0,且勞斯表中第列元素為正值，則所有的特征根均位于S左半平面，系統(tǒng)穩(wěn)定；否則系統(tǒng)為不穩(wěn)定或臨界穩(wěn)定）第一列元素符號(hào)改變次數(shù)等于該特征方程的正實(shí)部根的個(gè)數(shù)7、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的基本構(gòu)成是什么？P30,倒數(shù)3行信號(hào)線綜合點(diǎn)方框引由點(diǎn)四、化簡題已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖（a）、（b）、（c）所示，用結(jié)構(gòu)圖等效變換法求

6、系統(tǒng)傳遞函數(shù)五、計(jì)算題1、試建立圖所示電路的動(dòng)態(tài)微分方程。圖P54,2-1（b）圖（2）P54,2-1（a）圖（1）解：確定輸入變量Ui,輸出變量u。，中間變量i、ii、i2,如圖所示列各部分微分方程，R22dlL消除中間變量，式（2）、（3）、（4）代入（1）得,生-'1=cRR1d_udt+壇R(6)由式（4）、（5）、（6）日+1+整理得,1u。Ui(或)RC*+(RR2C+L)o+(R)+R2)u。=R2uii、i1、i2,如圖所小。圖（2）解：確定輸入變量Ui,輸出變量u。，中間變量列各部分微分方程，©+U-I+1234XI?ouuzkdcXI?ou代入(1)得,2

7、)、(3)、(4)消除中間變量，式(第 7 頁 ，共 8 頁U -i U oRUo_八d(u廠u0-C+R2dt由式(5)整理得，duoRRC+dt(R+R)u=0RRC詈+Ru2、某控制系統(tǒng)如圖(d)所示。其中控制器采用增益為Kp的比例控制器，即Gc(s)=Kpo試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的Kp值范圍。"RsHG(sHs(0.1s+1)(O.2s+1)圖(d)參考P86,例3-7解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，小(s尸CS)二G1SR(s)s(0.1s1)(0.2s1)Gc(s)系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為，D(s)=s(0.1s+1)(0.2s+1)+Kp=0.02s3+0.3s2+s+Kp列勞斯表，3

8、ss20.020.3s10.3?10.02?K0pKp0.3KP根據(jù)勞斯穩(wěn)定判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定充要條件是,Kp>00.3X10.02XKp>0使系統(tǒng)穩(wěn)定的&值，0<Kp<153、已知系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為c(t)=1+0.2e60t-1.2e-10t，試求:(1)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)；P112,3-6(1)，參考P292序號(hào)8(2)系統(tǒng)的阻尼比E和無阻尼自然振蕩頻率conoP112,3-6(2)解：系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)拉氏變換，、10.21.2600C(s)=+=ss+60s+10s(s+60)(s+10)C(s)=G(s)R(s)1R(s)=一sG(s)=C(s)R(s)

9、6002s+70s+6002?wn=600?Wn=24.5a一；I.一?2xwn=70?x=1.434、已知單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二(0.1s+ 1)(0.2s+ 1)20試求系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)Kp、靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv和靜態(tài)加速度誤差系數(shù)Ka,并確定輸入信號(hào)為r(t)=t)、2t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。P113,3-16(a)解：Kp = lim G(s)H =lims 0s 020(0.1s+ 1)(0.2s+ 1)=20Kv = limQ sG(s)H (s) = g20s(0.1s+ 1)(0.2s+ 1)2 _Ka = lim s G(s)H (s) = lim

10、220s2(0.1s+ 1)(0.2s+ 1) 1r(t)= e(t)時(shí)，ess=- 1+ Kp121r(t)=2t 時(shí),第 11 頁共 8 頁5、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s) =Ks(s+ 4)( s+ 10)試確定系統(tǒng)用I定時(shí)的K值范圍。P112,3-12(1)解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，小(s)=Ks(s 4)(s 10) K11414 ? 40 K14K40K系統(tǒng)的閉環(huán)特征式為,D(s)=s(s+4)(s+10)+K32.一一=s+14s+40s+K列勞斯表，3s2s1s0s根據(jù)勞斯穩(wěn)定判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定充要條件是,|K>0114X40K>0使系統(tǒng)11定的K值，0&l

11、t;K<5606、已知單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)二200s(s+2)(s+10)試求系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差系數(shù)Kp、靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv和靜態(tài)加速度誤差系數(shù)Ka,并確定輸入信號(hào)為r(t)=t)、2t時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。P113,3-16(b)解：Kp=limG(s)H(s)=lims0s0200s(s+2)(s+10)Kv=limsG(s)H(s)=lim200s=10s0s0s(s+2)(s+10)c20s2Ka=limsG(s)H(s)=lim=0s?0s?0s(s+2)(s+10)1cr(t)=e(t附，ess=01+Kpr(t)=2t時(shí)，ess7、若某系統(tǒng)在階躍輸入作用r(t)=4t)時(shí)，系統(tǒng)在零初始條件下的輸出響應(yīng)為c(t)=1-e-2t+e-t,試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。參考P112,3-6(1)解：系統(tǒng)在零初條件下階躍響應(yīng)拉氏變換,C(s)=：2s+4s+2s+2s+1s(s+2)(s+1)C(s戶G(s)R(s)G(s)=Rs)=2s+4s+2(s+1)(s+2)六、分析題已知某最小相位系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性圖如圖(e)所示，試確定此系統(tǒng)傳