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1、自动控制原理(Automatic Control Principle )期未复习提纲,江西科技师范学院通信与电子学院 曾旺辉2010年12月,第一章 自动控制的一般概念,一、知识点：1、自动控制名词术语2、自动控制系统的分类、组成 3、自动控制系统典型外作用4、对控制系统的基本要求。 二、基本要求： 1、掌握自动控制的概念和作用2、自动控制系统的类型，开环、闭环控制的概念3、掌握反馈控制的基本原理4、根据系统工作原理图绘制方块图 。,三、自测题1自动控制是在人不直接 的情况下，利用外部装置使被控对象的某个参数（被控量）按 的要求变化。2由被控 和自动 按一定的方式连接起来，完成一定的自动控制任
2、务，并具有预定性能的动力学系统，称为自动控制系统。3闭环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间不仅有正向控制作用，而且还有 控制作用。此种系统 高，但稳定性较差。4开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间只有 作用，没有反馈控制作用。此种系统 低，但稳定性较高。5对控制系统的首要要求是系统具有 。 6开环控制的特征是（ ）。A.系统无执行环节 B.系统无给定环节 C.系统无反馈环节 D.系统无放大环节7对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：_、快速性和_。8直接对控制对象进行操作的元件称为放大元件。 （ ）9反馈控制系统是根据给定值和_的偏差进行调节的控制系统。,第一章 自动
3、控制的一般概念,第二章 自动控制的数学模型,一、知识点：1、控制系统动态微分方程的建立2、拉普拉斯变换法求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应3、运动模态的概念、 传递函数的定义和性质、4、典型元部件传递函数的求法5、系统结构图的绘制、等效变换6、梅森公式在结构图中的应用二、基本要求：1、了解线性系统的微分方程、非线性系统的线性化方法 2、利用复阻抗的概念建立无源网络的结构图3、熟悉控制系统常用元部件的传递函数4、掌握控制系统结构图的绘制方法及串联、并联、反馈三种基本等效变换 用等效变换方法5、应用梅森公式求系统传递函数,第二章 自动控制的数学模型,三、自测题1数学模型的形式很多，常用的有微
4、分方程、_和状态方程等。2线性定常系统的传递函数，是在_条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。3输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 。 4一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。 5传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关。 6某典型环节的传递函数是 ，则系统的时间常数是 。 7多个环节的并联连接，其等效传递函数等于各环节传递函数的_。8正弦函数sint的拉氏变换为_。函数的拉氏变换为_。,12梅逊公式可用来求系统的输入量到系统中任何内部变量的传递函数。（ ）13梅逊公式可用来求系统任意两个内部变量C1(s)到C2(s)之间的传递函数。（ ）13正弦函数
5、sin的拉氏变换是（ ）,14对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器。A.微分 B.相乘 C.加减 D.相除15当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ ）A.比例环节B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节16梅逊公式主要用来（ ）。A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹,10比较点从输入端移到输出端，“加倒数”；引出点从输入端移到输出端，“加本身”。（ ）11比较点从输出端移到输入端，“加本身”；引出点从输出端移到输入端，“加倒数”。（ ）,19引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出
6、线支路上并联越过的方块图单元的倒数。（ ）21由电子线路构成的控制器如图，它是（ ）A PI控制器 B PD控制器C PID控制器 D P控制器22PID控制器的传递函数形式是（ ）A5+3sB5+3/s C5+3s+3/s D5+1/(s+1),17已知系统的微分方程为 ，则系统的传递函数是（ ）。,A.,B.,C.,D.,18某环节的传递函数是,则该环节可看成由比例、惯性、微分环节串联而组成。（ ）,24终值定理的数学表达式为（）A BC D,25梅森公式为（）A B C D,26什么是数学模型？27. 什么是反馈元件?28. 什么是最大超调量?29. 什么是调节时间?,23 梅逊公式主要
7、用来（ ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹,例1求出下图所示电路的传递函数、比例系数和时间常数。,解：应用复阻抗法得,该系统称为比例积分环节。,其中，K=R2/R1称为比例系数，T=R1C称为积分时间常数。,例2求出下图所示电路的传递函数、比例系数和时间常数。,解：应用复阻抗法得,其中，K=R2/R1称为比例系数，T=R2C称为微分时间常数。,该系统称为比例微分环节。,第三章 时域分析法,一、知识点：1、控制系统时域动态性能指标的定义与计算 2、误差的定义与稳态误差的计算3、系统稳定性的定义与判断法则4、系统动态性能分析二、基本要求：1、一阶系统阶
8、跃响应的求法、一阶系统动态性能指标的计算公式推导2、典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系改善二阶系统动态性能指标的方法 3、代数稳定判据及其应用4、静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算5、扰动引起的误差的定义与计算方法6、减小和消除稳态误差的方法,三、自测题1线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的_和系统的特性，与输入信号施加的时间无关。2一阶系统1/（TS+1）的单位阶跃响应为 。3二阶系统两个重要参数是 ，系统的输出响应特性完全由这两个参数来描述。4二阶系统的主要指标有超调量MP%、调节时间ts和稳态输出C()，其中MP%和ts是系统的 指标，C()是系统的 指
9、标。5在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess=_。6时域动态指标主要有上升时间、峰值时间、最大超调量和_。7线性系统稳定性是系统_特性，与系统的_无关。8时域性能指标中所定义的最大超调量Mp的数学表达式是_。9系统输出响应的稳态值与_之间的偏差称为稳态误差ess。10二阶系统的阻尼比在_范围时，响应曲线为非周期过程。11在单位斜坡输入信号作用下，型系统的稳态误差ess=_。12响应曲线达到过调量的_所需的时间，称为峰值时间tp。13在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=_。,14二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_。15引入附加零点，可以改
10、善系统的_性能。16如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系统的稳态精度将提高，相对稳定性将_。17为了便于求解和研究控制系统的输出响应，输入信号一般采用_输入信号。18若二阶系统的调整时间长，则说明系统的稳定性差。 （ ）19对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的充分必要条件。（ ）20系统型次越高，稳定性越好，稳态误差越小。 （ ）21在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是减小增益。（ ）22已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为0 （ ）23系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的充分必要条件
11、。 （ ）24当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为1/k/。 （ ）,1控制系统的上升时间tr、调整时间ts等反映出系统的( )A.相对稳定性 B.绝对稳定性C.快速性 D.平稳性2时域分析中最常用的典型输入信号是（）A.脉冲函数B.斜坡函数C.阶跃函数D.正弦函数3一阶系统G(s)=K/(TS+1)的放大系数K愈小，则系统的输出响应的稳态值（ ）A.不变B.不定 C.愈小 D.愈大4一阶系统G(s)= K/(TS+1)的时间常数T越大，则系统的输出响应达到稳态值的时间( )A越长B越短 C不变 D不定5二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是（ ）A.上升时间
12、B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量6当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时，系统的阻尼比为（）A0B0 C01D17以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ ）。A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为0,8若一系统的特征方程式为(s+1)2(s2)2+30，则此系统是（）A稳定的B临界稳定的 C不稳定的D条件稳定的9一般讲，如果开环系统增加积分环节，则其闭环系统的相对稳定性将( )A.变好 B.变坏 C.不变 D.不定10控制系统的稳态误差ess反映了系统的（）A稳态控制精度 B相对稳定性 C快速性D平稳性11已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为 ，该系统闭环系统是（ ）A稳定的B条件稳定的 C临界稳定的D不稳定的12下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ）A.劳斯判据B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据D.根轨迹法13已知系统的特征方程为(s+1)(s+2)(s+3)=s+4，则此系统的稳定性为（ ）A稳定B临界稳定 C不稳定 D无法判断14为了保证系统稳定，则闭环极点都必须在（ ）上。A.s左半平面 B.s右半平面 C.s上半平面 D.s下半平面,
