川農網路教育《自動控制原理 專科 》16年12月考試複習題

2022-12-02 00:09:03 字數 2547 閱讀 4949

《自動控制原理》複習題

一、通過結構圖化簡,試求下圖所示系統的閉環傳遞函式。

二、根據下圖所示的rc電路原理圖,寫出該系統以ui為輸入量,uo為輸出量的微分方程。

三、通過結構圖化簡,試求下圖所示系統的閉環傳遞函式。

四、控制系統中的效能指標分為動態效能指標與靜態效能指標。動態指標中用--------評價系統的阻尼程度,用和評價系統的響應速度,用同時反映響應速度和阻尼程度。靜態指標用描述,它反映了系統的

五設單位反饋系統開環傳遞函式為,①試繪製相應的閉環根軌跡圖;②若對該系統增加開環零點,則根軌跡圖會如何變化;③若增加該系統的開環極點,則根軌跡圖如何變化。

六已知系統開環傳遞函式為,試畫出系統的對數幅頻特性曲線圖和對數相頻特性曲線圖。

七簡述奈氏穩定判據。

八自動控制系統從控制的基本方式看可分為哪三種控制?並分別介紹每種控制。

九已知一單位反饋系統的開環傳遞函式為,試計算其動態效能指標(σ%,tp ,tr和ts)。

十已知系統的閉環特徵方程s4+2s3+3s2+4s+5=0,試用勞斯判據分析系統的穩定性。若系統不穩定,指出不穩定根的個數。

十一簡述線性系統的兩個重要特性,並利用該特性計算下圖所示輸出量的拉氏表示式。(已知r(s)=1/s,n(s)=1/s2)。

十二已知開環傳遞函式為,若輸入訊號為 r(t)=4+6t+3t2,求穩態誤差。

十三簡述控制系統穩態誤差的含義,並給出其常有的兩種定義方法。

十四試舉出在控制系統中,常用的典型輸入訊號有哪幾種。

十五簡述系統的幅頻特性、相頻特性和頻率特性的含義。

十六簡述經典控制論的含義。

十七試寫出比例環節、慣性環節、積分環節的傳遞函式。

十八簡述開環控制和閉環控制的含義,並分別說出其特點。

十九簡述自動控制系統的三大效能要求。

二十設單位反饋系統開環傳遞函式為,試繪製相應的閉環根軌跡圖。

二十一已知最小相位系統的對數幅頻特性曲線如下,寫出其傳遞函式表示式。

二十二試畫出積分環節的對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線

二十三試畫出比例環節k的對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線

二十四試畫出慣性環節的對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線

二十五.簡述增加開環零極點對根軌跡有什麼影響。

二十六.已知控制系統結構圖如下圖所示,試求系統傳遞函式。

二十七. 簡述頻率特性的含義,並寫出慣性環節的頻率特性表示式。

參***12

34①超調量σ% ② 上公升時間tr ③峰值時間 tp ④調節時間ts ⑤穩態誤差ess ⑥控制精度(或抗干擾能力)

5 ①實軸上為(-∞,-5)和(-2,0)段,根軌跡與虛軸交點為±3.33j,漸進線與實軸交點為-2.3,分離點為-0.

88。②增加開環零點,根軌跡圖向左彎曲或移動,開環零點越接近原點,系統的效能越好。③增加開環極點,根軌跡圖向右彎曲或移動,開環極點越接近原點,系統的效能越差。

6轉折頻率前斜率為0db/dec,轉折頻率之後為-20db/dec。相角變化範圍為0到-90度,並關於-45度對稱(具體圖形略)

7控制系統穩定的充要條件為,奈氏曲線逆時針包圍臨界點的週數n,等於在s右半平面上開環極點的個數p.當系統開環穩定(即p=0)時,則閉環系統穩定的充要條件為,奈氏曲線不包圍臨界點(-1,j0).如果n不等於p,則意味著閉環系統不穩定,這時分布在右半平面上的閉環極點個數為:

z = p - n

8開環控制、閉環控制和復合控制。開環控制是指系統輸出端與輸入端之間並不存在反饋迴路。閉環控制是指系統輸出端與輸入端之間有反饋迴路。復合控制是開環和閉環相結合的一種方式。

910不穩定,有兩個正實部根

11線性系統的重要特性:疊加性和齊次性。疊加性即當系統同時存在幾個輸入量作用時,其輸出量等於各輸入量單獨作用時所產生的輸出量之和。

齊次性即當系統的輸入量增大或縮小若干倍時,系統輸出量也按同一倍數增大或縮小

12 十三穩態誤差是描述系統穩態效能的效能指標。

輸入端定義:輸入訊號與反饋訊號之差為作用誤差。

輸出端定義:理想輸出值與實際輸出值的差值

為系統誤差。

十四階躍函式、斜坡函式、加速度(拋物線)函式、脈衝函式、正弦函式

十五 幅頻特性:定義穩態輸出量的幅值與輸入量的幅值之比

相頻特性:定義穩態輸出與輸入的相位差。

頻率特性:在正弦訊號輸入下,系統輸出的穩態分量與輸入量的復振幅之比

十六以傳遞函式為系統的數學模型,採用頻率響應法和根軌跡法為分析方法,來研究「單輸入-單輸出」線性定常控制系統的分析和設計。

十七分別是k、i/1+ts、1/ts

十八開環控制系統:控制量與輸出量間僅有前向通路,而無反饋通路。控制精度取決於元器件的精度,控制精度不高

閉環控制系統(反饋控制系統):系統的輸出量(被控量)對控制作用有直接影響。控制精度較高,但採用元件多,線路較複雜。穩定性較差

十九穩定快速準確

二十二十一

二十二二十三

二十四二十五新增位於左半平面的開環極點,將使根軌跡向右半平面移動,系統的穩定性能降低。

新增位於左半平面的開環零點,將使根軌跡向左半平面移動,系統的相對穩定性得到改善。

二十六二十七在正弦訊號輸入下,系統輸出的穩態分量與輸入量的復振幅之比。

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