《2024年自动控制题库答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024年自动控制题库答案（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章1开环控制和闭环控制的重要区分是什么？重要区分是有无输出量的反馈，将输出量和定值比较后形成差值反馈给对象的输入端，就是闭环控制，无此过程就是开环控制。2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U及炉内物体质量M的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为何？U是控制量，变化U能够控制温度的高低； M是扰动，它的增减对温度产生不希望的影响，即影响炉温的高低。3. 简述自动控制所起的作用是什么？作用是在人不直接参加的情况下，使某些被控量按指定规律变化。4恒值调整和随动调整的区分是什么？恒值调整的给定量为一常值，随动调整的给定量是个随时间变化的不能预知的量。5. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。1）
2、由热电偶测得炉温 2）和给定温度值比较 3）温度差不小于0，则减小电炉电压使炉温减少，反之则增大电压。6比较被控量输出和给定值的大小，依照其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为闭环控制。7简述控制系统由哪三大部分组成？测量，比较，控制1 反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈 答案a.负反馈2 反馈控制系统的特点是：答案 控制精度高、结构复杂3 开环控制的特点是：答案 控制精度低、结构简单4 闭环控制系统的基本步骤有：给定、比较、控制、对象、反馈5 自控系统各步骤的输出量分别为： 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。6 自控系统的数学模型重要有如下三种：微分方程、传递函数、频率特性7 实
3、际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的8 线性化是指在工作点附近用 替代曲线。 切线9 传递函数等于输出像函数比输入像函数。10 传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。11 惯性步骤的惯性时间常数越大，系统迅速性越差。12 二阶系统阻尼系数1，系统就不会出现过调。13 最佳阻尼系数0.707。14 小时间迟后步骤可近似为惯性步骤。15 分析某一时间的误差可用：a.终值定理 b.误差级数 c.拉氏反变换。16 赔偿控制特点是：可提升稳态精度，对暂态性能影响不大。17 高阶系统暂态性能取决于离虚轴最近的闭环极点。18 主导极点应满足：a. 离虚轴最近 b.5倍距离内
4、无其他零极点。19 线性系统稳定,其闭环极点均应在S平面的左平面。20 列举两个不可线性化的非线性步骤：间隙、死区。21 列举非线性系统相轨迹的常见形状特性。节点、焦点、鞍点、极限环。22 相轨迹趋向于极限环，系统出现周期振荡。23 相轨迹趋向于有限值，系统稳定。24 相轨迹趋向于无限远，系统不稳定。25 简述等倾线法：状态方程之比并令为一常数得等倾线方程，绘等倾线，从初始值开始按等倾线斜率不停改相轨迹走向直到最后。26 二阶非线性用相轨迹法；高阶非线性用描述函数法进行分析。27 描述函数是非线性步骤输入正弦与输出正弦基波分量之比。28 简述描述函数的求取步骤。求正弦输入下的输出函数，把输出函
5、数按傅利叶级数展开求出基波分量即可。29 等效频率特性不包围负倒相对描述函数，则非线性系统稳定。30 等效频率特性包围负倒相对描述函数，则非线性系统不稳定。31 负倒相对描述函数与等效频率特性相交，则非线性系统产生周期振荡。32 采样频率s2m（m连续信号最大频率），才是不失真采样。33 采样系统的动态过程用差分方程来描述。34 求解差分方程可借助Z变换。35 计算机解差分方程常用迭代法。36 由传函求脉冲传函的措施是：部分分式法展开，查经典函数Z变换表。37 F(z)对应的时间函数f（t）的终值（Z-1）F(Z)再令Z=1 38 采样系统稳定的充要条件是，闭环脉冲传函的所有极点均位于单位圆内
6、 39 双线性变换是令 Z=(W+1)/(W-1)40 采样系统通过W变换，就可用连续系统的分析措施进行分析了。41 采样周期越大，系统稳态误差越大。42 采样周期越大，系统稳定性越差。43 采样系统的主导极点是：a.靠虚轴最近 b.靠单位圆最近 的闭环极点。44 用数字程序实现校正的措施是：脉冲传函变成差分方程，由迭代法编程45 求采样系统差分方程的措施是：1按连续系统求传函2求脉冲传函3由迟后定理得差分方程46 在波德图上进行采样系统校正的两种近似措施为：1当作连续系统2采样保持器当作惯性步骤47 采样系统校正采取数字校正比较以便。48 写出误差级数中系数Cj 的计算公式。49 误差传函（
7、S）=1/1+G0(S)50 劳斯阵列表第一列中某项为零，其他各项均不小于零，阐明什么？临界稳定第二章1. 由laplace变换的微分定理， 。2. 水位控制系统微分方程为，其中为进出口水流量，c和h为水池底面积和水位，和h分别是控制量和被控量。假如(k为常数)，试将此非线性方程在某个稳态工作点附近线性化。由 ，因此原方程变为（3分），用作为新的变量，重新写成后，方程成为（1分）。my(t)u(t)kr3. 如图质量、弹簧、摩擦系统，k和r分别为弹簧系数和摩擦系数，u(t)为外力，试写出系统的传递函数表示。牛顿第二定律（1分） 拉氏变换后（3分）23机电控制系统中电压u(t)，转速(t)分别为
8、输入、输出量，各部分运动关系的laplace变换为： 式中为力矩，为感应电动势，为感应电流，J、f、L、R、b、d为非零常数，试画出总的系统方框图。二个一阶惯性步骤，二个百分比步骤，一个比较步骤，可作合成框图（4分）4. 试列举二种子系统常用的连结方式，并画出示意图。并联（图略） 串联（图略）6.将步骤的输出信号作为步骤的输入信号，则总的系统传递函数为 7. 二个步骤和有相同输入，总的系统输出为二个步骤输出的代数和，则总的系统传递函数为 。8.已知系统信号流图如左，试画出它的传递函数方框图。G4G1G2G3D(S)u(S)y(S)U(s)ED(s)y1y(s)G1G4G2G311线性系统的齐次
9、性和叠加性是指什么？齐次性，叠加性2. 线性系统的特点是信号具备齐次性和叠加性。1. 凡是具备叠加性和齐次性的系统称为 线性系统 。13. 具备什么特性的系统是线性系统？具备齐次性和叠加性。1. 信号流图中，进入节点的信号有二个流出分支，则每个支路信号的大小是原信号的 原值 。13. 什么是定常系统？若输入u(t)时输出为y(t)，则对任意，有u(t+)时输出为y(t+)CQoQiRH23 如图液位系统， 为进出口水流量，R为出水管水阻，水池底面积为C，试建立液位系统的微分方程。 （3分）（1分）一、 求系统传递函数。（每题5分，共计 15分）1 求电路网络传递函数 G(S)=1/(LCS*S
10、+RCS+1) G(S)=LCS*S/(LCS*S+RCS+1) G(S)=RCS/(LCS*S+RCS+1) G(S)=(R1CS+1)/ (CR1S+1) =R2/(R1+R2 ) -R2/R1(R1CS+1) -1/(R1CS)2 化简方框图，求传递函数 3 试验测得系统幅频渐近线如下图，求对应的传递函数。4 某步骤的特性由关系式确定，求输入量R在0.25附近作微小变化时的线性化增量方程。 C=12.11R5 某步骤的特性由关系式确定，求输入量R在R。附近作微小变化时的线性化增量方程。 24. 求下列微分方程的Laplace变换：（3分）（1分）G4G1G2G3D(S)U(S)Y(S)2
11、5. 已知系统方框图如左，写出从U(s)到Y(s)的传递函数。前向通道为，反馈通道为（1分）（3分）12. 试阐明二个系统和是串联的。由的输出信号作为的输入，的输出为合成系统的输出，的输入为合成系统的输入。14. 倒立摆微分方程是非线性的，试阐明怎样在平衡点附近作线性处理？因为在附近的Talor展开为 因此，方程变为线性的：。15. 复杂方框图简化应注意哪些标准？（最少列出四项）主通道流出（汇出）的二个信号可互换先后次序。流入主通道某步骤入口的信号可先乘后流入出口。流入主通道某步骤出口的信号可先除以后流入入口。G4G1G2G3D(S)u(S)y(S)24. 已知系统框图如左，试画出它的信号流图
12、。U(s)ED(s)y1y(s)G1G4G2G31. 输入u(t)，输出y(t)的延时为的系统，t时刻输入u(t)得到t时刻输出为 。y(t+)2. 传递函数阶次为n的分母数次式的根被称为系统的 极点 ，共有 n 个。11. 试阐明二个系统和是并联的。和有相同的输入u，和的输出之代数和为合成系统的输出。13. 系统数学建模的重要步骤有哪四步？建立物理模型，列写原始方程，选定适宜的输入，输出及状态变量，以及试验验证。u(t)uc(t)LCi1R2.如图L-R- C电路，输入电压为u(t)，输出量为电容二端电压uc(t)，试确定其传递函数uc(s)/u(s)。利用回路电压和为0：（3分）Lapla
13、ce变换后（1分）12. 试阐明二个系统和是反馈联结的。输出作为的输入，的输出和某个参考信号进行比较后的误差信号反向传入的输入端，称为反馈联接。14. 什么是传递函数的零点，极点和传递系数？将传递函数写成，则分子多项式的m个根称为的零点，分母多项式的根称为的极点，kg称为的传递系数。14. 简述非线性函数在工作点附近线性化的过程。对某个工作点的Talor级数展开。忽视高阶无穷小，就有。因是常值，故和呈线性关系。15.串联校正步骤的电路图如右图，a.求校正步骤的传递函数。b.指出校正的类型(C1C2)。c.使用该校正步骤后对系统性能有何影响？ （5分） 超前校正（1分）全面改进暂态性能，稳态误差不变，抗高频干扰性能会受到某些影响。（2分）14. 在控制实践中，为何总能够把一个模型作线性化处理？一 一般工业控制都只考虑在某一稳态工作点附近变化的情况，通过
