自动控制原理复习题习题答案

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1、自动控制原理复习题一、填空1、自动控制系统有两种最基本的形式，即开环控制和闭环控制。2、对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性、准确性。3、按给定值的变化规律不同，系统可划分为定值系统、随动系统、程控系统三种。4、时域动态性能指标主要有上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。5、闭环零点是由前向通道的零点和反馈通道的极点构成。6、线性连续控制系统稳定的条件是所有特征根均位于S平面的左半部。7、用曲线表示系统（或环节）的频率特性，常使用奈奎斯特曲线、伯德图、尼柯尔斯图三种方法。8、最小相位系统

2、Bode曲线的低频段特性反映系统的（静态）性能；中频段特性反映系统的（动态）性能；高频段特性反映系统的（抗干扰）性能。9、线性离散控制系统稳定的条件是所有特征根均位于Z平面的单位圆（内）。二、简答题1、自动控制系统的组成主要有那些环节？画出简单控制系统的方框图。自动控制系统是由被控对象和控制装置两大部分组成。工业过程控制中，控制装置包括检测原件、变送器、控制器、执行机构等。自动控制系统方框图如下：2、系统在给定值单位阶跃扰动时输出响应形式为衰减振荡过程，试在阶跃响应曲线上标出系统的主要性能指标调节时间、峰值时间和超

3、调量。（“高等教育出版社自动控制原理P68图3-3）（“重庆大学出版社自动控制原理P52图3.5）3、什么是控制系统的频率特性？控制系统的频率特性有哪些表示方法？频率特性又称频率响应，它是系统对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性。在稳态时，系统的输出是和输入同频率的正弦函数，其振幅和相位与输入量不同，它们随着输入信号频率的变化而变化。对于开环系统常用对数频率特性和幅相频率特性表示，对于闭环系统常用尼科尔斯图表示。4、试分别写出下述典型环节的传递函数：比例环节、积分环节、一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节。比例

4、环节积分环节一阶惯性环节一阶微分环节二阶振荡环节5、试说明给定前馈和扰动前馈各自的作用。增加前馈信号是否改变原线性控制系统的稳定性？给定前馈提高系统测量值跟踪给定值的能力；扰动前馈提高系统抗干扰的能力。前馈作用不改变系统的稳定性。四、计算题1.某系统方框图如下图所示，求：(1)以为输入，分别以为输出的闭环传递函数、、；(2)以为输入，分别以为输出的闭环传递函数、、。答案：2.已知闭环系统特征方程式如下：（1）;(2)试确定参数K的取值范围确保闭环系统稳定。解：①根据特征方程写出劳斯表115K20214.9KK系统稳

5、定的充分必要条件为06.593.某单位反馈系统结构如图所示，已知输入信号。试判断该系统的稳定性，并求出作用时的稳态误差。解：①判断系统的稳定性开环传递函数为闭环特征方程为三阶系统各系统为正，且，系统稳定。②r(t)作用时的稳态误差，，系统为Ⅰ型。，4.最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如下图所示，试求：（1）系统的开环传递函数；（2）绘出对应的对数相频特性的大致形状；解：（1）由图可以看出，该系统是由二个积分环节，一个一阶微分环节和一个惯性环节组成。典型环节表达式由

6、图知，，而K=0.1所以，开环传递函数为（2）图略