昆明理工大學自控復習題

1、昆明理工大學 2012-2013學期 自動控制原理 考試復習題一、填空（30分）1. 自動控制系統(tǒng)的功能和組成多種多樣，因而自動控制系統(tǒng)有多種分類方法。按其 可以分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，非時變系統(tǒng)和時變系統(tǒng)；按系統(tǒng)參考輸入變化規(guī)律可分為 、 和 等。2. 在工程控制系統(tǒng)中，反饋是指控制系統(tǒng)的 返回到輸入端，與參考輸入量信息進行綜合，系統(tǒng)利用綜合量進行自身調節(jié)。反饋有 和 之分。3. 自動控制系統(tǒng)的數學模型指的是描述系統(tǒng)運動特性的數學描述。我們學習的動態(tài)物理系統(tǒng)的數學模型有 、 和 等表達式描述形式，還有方框圖和 等圖形化描述形式。4. 描述函數法是分析非線性系統(tǒng)的 的圖解方法。應用描述函數法

2、可以分析某些非線性系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確定自振的頻率和振幅。但不能用于分析非線性系統(tǒng)的 。5. 校正裝置串聯(lián)在系統(tǒng) 中的連接方式稱為串聯(lián)校正。校正裝置接在系統(tǒng)的局部反饋通道中的連接方式稱為 。6. 已知無源校正裝置的傳遞函數為，可以判斷該校正裝置為 校正裝置。7. 系統(tǒng)結構圖的等效變換原則是： 。 8. 傳遞函數互為倒數的最小相位環(huán)節(jié)，其對數幅頻曲線關于 線對稱，對數相頻曲線關于 線對稱。 9. 極坐標圖中的 對應于對數坐標圖上的線。 相位穿越頻率是指在這一頻率處的相位為 。 相位裕量在 處測量。 10. 若開環(huán)系統(tǒng)的分母多項式最高次冪為，分子多項式最高次冪為，則可知在繪制閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡時，根軌跡

3、有條 ，對稱于實軸，根軌跡漸近線有 條。 11. 所謂 就是這樣的極點，該極點最靠近虛軸，其附近沒有閉環(huán)零點，且其它極點到虛軸的距離是該極點到虛軸距離的5倍以上 12. 已知階躍函數， 階躍幅度，其拉氏變換為： ，其變換為： 13. 對自動控制系統(tǒng)的基本要求可以概括為三個方面，即： 、快速性和 。 14. 控制系統(tǒng)的 稱為傳遞函數。一階系統(tǒng)傳函標準形式是，二階系統(tǒng)傳函標準形式是15. 在經典控制理論中，可采用、根軌跡法或 等方法判斷線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。16. 控制系統(tǒng)的數學模型，取決于系統(tǒng)和 , 與外作用及初始條件無關。17. 線性系統(tǒng)的對數幅頻特性，縱坐標取值為 ，橫坐標為 。18. 自動控

4、制系統(tǒng)的性能指標有 、 、 。19. 傳遞函數與系統(tǒng)的 有關，而與 的變化無關。20. 決定二階系統(tǒng)暫態(tài)性能的主要參數是 , 通常希望它的取值范圍為 。21. 減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有 、 、 22. 具有n個開環(huán)極點的系統(tǒng)有 條根軌跡，且這些根軌跡 于實軸23. 反饋控制又稱偏差控制，其控制作用是通過 與反饋量的差值進行的。24. 復合控制有兩種基本形式：即按 的前饋復合控制和按 的前饋復合控制。25. 兩個傳遞函數分別為G1(s)與G2(s)的環(huán)節(jié)，以并聯(lián)方式連接，其等效傳遞函數為，則G(s)為 （用G1(s)與G2(s) 表示）。26. 典型二階系統(tǒng)極點分布如圖1所示，則無阻尼自然頻率

5、，阻尼比 ，該系統(tǒng)的特征方程為 ，該系統(tǒng)的單位階躍響應曲線為 。27. 若某系統(tǒng)的單位脈沖響應為，則該系統(tǒng)的傳遞函數G(s)為 。根軌跡起始于 ，終止于 。二、 簡答題（每題6-7分，共40-45分）1. 求圖所示系統(tǒng)的傳遞函數。2. 減小或消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的措施與方法有哪些？3. 設系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數 ，試求： （1） ； ；時單位階躍響應的超調量、調節(jié)時間及峰值時間（2） ；和；時單位階躍響應的超調量、調節(jié)時間和峰值時間。（3） 根據計算結果，討論參數、對階躍響應的影響。（6分） 4. 寫出下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數（結構圖化簡，梅遜公式均可）。5. 設典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線如圖所示，試

6、確定系統(tǒng)的傳遞函數。6. 寫出下圖所示系統(tǒng)的傳遞函數（結構圖化簡，梅遜公式均可7. 設某線性系統(tǒng)的特征方程為: ，試判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。8. 已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數的一般表達式為： 其中，為開環(huán)傳遞函數的零點，為開環(huán)傳遞函數的極點，為根軌跡增益。試寫出根軌跡方程的幅值方程與相角方程。9. 已知某二型最小相位系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性如下圖所示。試判斷閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 10. 設開環(huán)離散系統(tǒng)如下圖所示，試求開環(huán)脈沖傳遞函數。(已知 11. 自動控制系統(tǒng)中常見的典型非線性特性有哪些？其中哪些是可利用的？ 三、 繪圖、分析及計算（兩題20-30分）1. 試繪制如下圖所示系統(tǒng)以為參變量的根軌跡。 2、已知某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為:（1）繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益Kr為變量的根軌跡（求出：漸近線、分離點、與虛軸的交點等）；（8分）（2）確定使系統(tǒng)滿足的開環(huán)增益的取值范圍。（7分）3、已知系統(tǒng)開環(huán)傳