2011自控复习

自控原理复习资料

各章考试题型

第一章 自动控制的一般概念 基本概念

第二章 控制系统的数学模型 第三章 线性系统的时域分析法 第二、三章考试题型： 一个大题考察全部内容：

1.建模与模型化简。给出一个结构图，要求化简(可能需要用到梅森公式）得到系统的传递函数。或者给出一个物理系统求系统的微分方程或传递函数。

2.稳定性问题。根据求得的传递函数利用劳斯判据判断系统的稳定性及特征根分布，说出系统动态过程的特点。或者说出能使系统稳定的参数选择范围。或者相对稳定性。 3.求解时间响应。如果系统稳定，求系统的的响应（包括输入作用和扰动作用同时存在时）

4.计算稳态误差。求系统在输入作用下的稳态误差（注意正弦信号输入怎么求稳态误差）和扰动作用下的稳态误差。

5.定性讨论。说出减小系统稳态误差的措施(针对输入和扰动两种情况）。

注：第3点，（求系统的单位阶跃响应或者脉冲响应较多。）（如果是高阶系统可能不需要求，但有可能讨论主导极点） 第四章 线性系统的根轨迹法 第四章考试题型 题型一

1.给定系统的开环传递函数，绘制系统的根轨迹

2.根据稳定性或者稳态误差的要求，确定更轨迹增益的取值或取值范围。进而确定响应的闭环极点。

3.讨论改善系统性能的举措（添加零极点等） 题型二

1.给定系统的开环传递函数，绘制根轨迹图。

2.进一步给定系统的动态性能要求（比如阻尼比），利用主导极点的概念确定系统的闭环极点，和所对应的根轨迹增益。 题型三 参数根轨迹绘制

注：以上题型不会单独出，往往会结合第二章和第三章的题一起出。 第五章 线性系统的频域分析法 第五章考试题型 题型一 1.建模。

2.求出系统的传递函数。

3.写出系统的频率特性，画出系统开环奈奎斯特图、bode图（画图注意事项，并注意区分最小相位系统和非最小相位系统）。

4.用奈奎斯特稳定性判据或者对数稳定判据判断系统的稳定性。 5.系统稳定时，求系统的稳定裕度（相角裕度、幅值裕度）。 6.求闭环系统的频率特性（怎么从等M圆上看出谐振峰值）。

7. 根据三段频理论，定性讨论系统的各种性能，如稳态误差、响应的快速性、抑制扰动的能力等，以及改进措施。 题型二

1.由系统的开环奈奎斯特图或者bode图，反求系统的开环传递函数。 2.由图判断系统的稳定性及稳定裕度。 第六章 线性系统的校正方法 基本概念

理解PID控制律与基本表达式 超前校正装置设计 滞后校正装置设计

第七章 线性离散系统的分析与校正 基本概念 香农采样定理

带有零阶保持器和采样开关的系统传递函数求取 第八章 非线性控制系统分析 基本概念 非线性系统的特点 相平面法 描述函数法

习题 （一） 填空

1.反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2.复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。

3.根轨迹起始于 ，终止于 。

4.设某最小相位系统的相频特性为?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(T?)，则该系统的开环传递函数为 。

5.PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，

其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。

6.稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 。

7.复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。

8.传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。

9.设系统的开环传递函数为

K(?s?1)，则其开环幅频特性为 ，相频特性

s2(Ts?1)为 。

10.对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 。

11.控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。 12.在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。

13.PI控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达式是 。

14.设系统的开环传递函数为

K，则其开环幅频特性为 ，相频特

s(T1s?1)(T2s?1)性为 。

15.PID控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 。 16.最小相位系统是指 。

17.线性系统的主要特点是具有_______性和齐次性。

18.线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、________________、___________________、____________________。

19.对自动控制的性能要求可归纳为___________、____________和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的__________，而稳态误差体现的是___________________________。

20.香农采样定理指出：如果采样器的输入信号e( t )具有有限宽带，并且有直到ωh 0频率分量，则使信号e( t ) 完满地从采样信号e*( t ) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：_____________________。

21.对于给定的阻尼比，二阶系统的峰值时间和调整时间均与系统的谐振频率成_____比。 22.非线性系统的描述函数N（A）定义为非线性环节的输出___________与输入正弦量的复数比。非线性系统如其线性部分的传递函数为G（s），则系统产生自激振荡的条件为G（jω）=____________； 如G(s)是最小相位系统，若G（jω）曲线不包围____________曲线，则系统是稳定的。

23.已知一系统单位脉冲响应为

__________________。

g(t)?3e?1.25t，则系统的传递函数为

24.?从0变化到＋?时，惯性环节的频率特性极坐标图在 象限，形状为 半圆 。

25. 校正方式一般可分为串联校正、并联校正、局部 校正和前馈校正。

26. 实现把连续信号转换为离散信号的装置称为 。

27．采样系统中，分析与设计的一个重要数学工具是 。 28. 非线性系统的运动过程可能出现稳定、不稳定或 三种情况。 29．开环对数幅频特性曲线的 频段反映了系统的稳定性和 。 30．如果控制系统闭环特征方程的根都在s平面的 平面，则该系统稳定。

31．闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 32．

乃氏稳定判据是根据系统的 频率特性曲线判断闭环系统的 。

33.控制系统稳定的充分必要条件是系统闭环特征方程所有根的实部为 。

34.反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 35.一般将??0.707时的二阶系统称为 二阶系统。

（二） 单选

1.系统特征方程为 D(s)?s?2s?3s?6?0，则系统 ( )

A、稳定； B、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C、临界稳定； D、右半平面闭环极点数Z?2。 2.开环频域性能指标中的相角裕度?对应时域性能指标( ) 。

A、超调?% B、稳态误差ess C、调整时间ts D、峰值时间tp 3.非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )

A、 E(S)?R(S)?G(S) B 、E(S)?R(S)?G(S)?H(S) C 、E(S)?R(S)?G(S)?H(S) D、E(S)?R(S)?G(S)H(S)

4.若某串联校正装置的传递函数为

3210s?1，则该校正装置属于( )。

100s?1A、超前校正 B、滞后校正 C、滞后-超前校正 D、不能判断

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