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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:

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

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

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

 

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?

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