自动控制原理及其应用.docx
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自动控制原理及其应用
《自动控制原理及其应用》复习大纲
第一章概述
1.自动控制系统的概念及。
(P1)
2.自动控制系统的控制方式及特点。
(P2)
3.自动控制系统的分类。
(P5)
4.对控制系统的性能要求。
(P5)
第二章自动控制系统的数学模型
1.传递函数的定义。
(P13)
2.熟练传递函数的计算。
3.结构图的转换、化简及求解传递函数。
4.习题2-9、2-11。
(P36)
第三章时域分析法
1.常用的典型输入信号的类型。
(P38)
2.能够进行系统的稳态误差计算及性能分析。
第四章频率特性法
1.频率特性概念。
(P72)
2.能够进行相关计算和分析。
3.习题4—6、4-11(P108)
第五章控制系统的校正与设计
1.校正装置的作用。
(P110)
2.校正装置的类型、特点。
(P110)
3.能够根据已知要求条件设计校正装置。
4.习题5-4、5-5、5-6(P140)。
第六章采样控制系统分析
1.采样系统的基本结构。
(P143)
2.采样的过程。
(P144)
3.采样定理的内容及意义。
(145)
4.采样信号复现的含义及方法。
(P145)
5.保持器的作用与任务。
(P145)
6.掌握相关计算的方法(函数的Z变换、求脉冲传递函数、系统的稳态误差)
7.习题6-1、6-2、6-5、6-11、6-12.
《自动控制理论》复习资料
一、填空题
1.闭环控制是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的。
2、传递函数只取决于系统的结构和参数,而与系统的输入无关。
3.控制工程中常用的典型输入信号有阶跃信号、斜坡信号、抛物线信号、脉冲信号及正弦信号。
4.控制系统的稳态误差有两类,即给定稳态误差和扰动稳态误差。
5、线性定常系统在正弦信号作用下,其输出稳态值与输入稳态值之比定义为频率特性。
6、根据校正装置在系统中的位置划分,有串联校正和反馈校正;根据校正装置的构成元件划分,有无源校正和有源校正;根据校正装置的特性划分,有超前校正和迟后校正。
7.在采样开关输出端的信号以脉冲序列的形式出现。
8、为了实现采样信号的复现,采样角频率与被采样信号中最高次谐波角频率之间应符合
ωs≥2ωmax
二、选择题
1、比例环节的频率特性φ(ω)为(B)。
A、1800tB、00tC、900tD、-900t
2、线性定常二阶系统的闭环增益加大则(D)。
A、系统的快速度性越好B、越调量越大C、峰值时间提前D、对系统的动态性能没有影响
3、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比G(S)=
,则闭环特征为(B)。
A、N(S)=0tB、N(S)+M(S)=0tC、1+N(S)=0tD、与是否为单位反馈系统无关
4、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点(C)。
A、准确度越高B、准确度越低C、响应速度越快D、响应速度越慢
5、若两个系统的根轨迹相同,则有相同的(C)
A、闭环零点和极点B、开环零点C、闭环极点D、阶跃响应
A、B、C、D、
6.当系统的内扰和外扰影响不大时,并且控制精度要求不高时,可采用(A)。
A、开环控制B、闭环控制C、开环或闭环控制
7.控制系统的稳态误差反映了系统的( A)
A.稳态控制精度 B.相对稳定性C.快速性
8、校正装置可以是(D)的元器件。
A、电气的B、机械的C、其它物理形式D、ABC
9、超前校正主要是针对系统频率特性的(B)进行校正。
A、低频段B、中频段C、高频段D、整个频段
10、如果未校正系统不稳定,而对校正后系统的动态和稳态性能均有较高的要求,则宜采用(A)。
A、滞后—超前校正B、滞后校正C、超前校正
11、系统中的连续误差信号通过(B)转换器转换成数字量。
A、D/AB、A/D
12、采样定理指明了要使采样信号能够复现原信号,必须使用的()采样频率。
A、最低B、最高
三、已知控制系统的结构如图所示,求输入R(t)=3×1(t)时系统的输出C(t)。
四、试用结构图等效简化法或梅逊公式求出下图所示系统的传递函数
。
五、单位反馈系统的开环传递函数如下,求各静态误差系统和r(t)=1+2t+0.5t2时的稳态误差ess.。
六、根据如图所示转速、电流双闭环调速系统的原理图,画出系统的结构方框图。
七、简化下图中所示的系统方框图,并求出系统的传递函数。
R(s)++C(s)
-+
系统的传递函数为:
八、已知系统的开环传递函数为
试求出闭环稳定的临界增益K值。
解:
由
可知两个转折频率
令K=1,确定
所对应的角频率ωg,由相频特性表达式
得
则
根据系统伯德图可得
L(ωg)=-2.5dB,即对数幅频特性提高2.5dB,系统将处于稳定的临界状态,因此
为闭环系统稳定的临界增益值。
九、单位反馈系统的开环传递函数为
试设计迟后校正装置以满足下列要求:
(1)系统开环增益K=8;
(2)相角裕度γ=400。
解:
由开环系统的传递函数
可得:
校正前γ=-9.60
取θ=-1280处的ω=0.602rad/s为新的剪切频率,该处增益为21.1dB,故取β=11.3,
ω2=0.15rad/s,则
ω1=0.013rad/s,迟后校正装置的传递函数为:
当系统开环增益K=8时,校正后系统的开环传递函数为:
则:
γ≈400,ωC=0.602rad/s,满足系统要求。
十、设下列图中的运算放大器均为理想放大器,写出以u1为输入,为u2输出的传递函数。
a)
b)
十一、已知系统的开环传递函数
K=τ3K1,要求绘制系统的的根轨迹,并示其稳定临界状态的开环增益。
解:
系统的特征方程为
或
给定系统有三重的开环极点
,无开环零点。
根轨迹有三条分支,K1=0时,从开环极点出发,K1→∞时沿着渐近线趋向∞处。
渐近线的相角为
(q=0,1)渐近线与实轴的交点为
实轴上根轨迹存在于
至—∞之线段上。
根轨迹之分离点必须满足下列方程
由上式可见,分离点为
。
系统的根轨迹如图所示。
系统牌稳定临界状态时的开环增益为
jω
σ
三重极点
十二、简述什么是自动控制?
自动控制系统的类型有哪些?
自动控制系统的性能要求是什么?
2.何谓采样信号的复现?
保持器的作用与任务是什么?