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连接点有采样开关,其等效传递脉冲函数为G1(z)G2(z);
连接点没有采样开关,其等效传递脉冲函数为G1G2(z)。
28、根据系统的输出量是否反馈至输入端,可分为开环控制系统与闭环控制系统。
29、家用空调温度控制、电梯速度控制等系统属于闭环控制系统;
30、经典控制理论的分析方法主要有时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法。
二、基本知识2
1、开环控制系统的的特征是没有()
A.执行环节B.给定环节
C.反馈环节D.放大环节
2、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的()
A、低频段B、中频段C、高频段D、均无关
3、若系统的开环传递函数为
,则它的开环增益为()
A.5B.10C.50D.100
4、已知系统的开环传递函数为
,则该系统的开环增益为()。
A、50B、25C、10D、5
5、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
C、调整时间
D、峰值时间
6、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为()
A.0~15B.15~30C.30~60D.60~90
7、若系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点,则该系统称作()
A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统
8、关于传递函数,错误的说法是()
A传递函数只适用于线性定常系统;
B传递函数不仅取决于系统的结构与参数,给定输入和扰动对传递函数也有影响;
C传递函数一般是为复变量s的真分式;
D闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
9、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果()。
A、增加积分环节B、提高系统的开环增益K
C、增加微分环节D、引入扰动补偿
10、某系统的传递函数是
,则该可看成由()环节串联而成。
A.比例、延时B.惯性、导前C.惯性、延时D.惯性、比例
11、某系统的传递函数是
,则可等效为()环节串联。
A.比例、积分B.积分、惯性C.惯性、微分D.微分、比例
12、为了消除存在稳态误差的系统的误差,可采用串联()进行校正。
A.比例校正装置B.比例微分校正装置
C.微分校正装置D.比例积分校正装置
13、若某最小相位系统的相角裕度
,则下列说法正确的是()。
A、不稳定;
B、只有当幅值裕度
时才稳定;
C、稳定;
D、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
14、最小相位系统的开环增益越大,其()
A.振荡次数越多B.稳定裕量越大
C.相位变化越小D.稳态误差越小
15、稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为()
A.
B.
C.
D.
16、若某串联校正装置的传递函数为
,则该校正装置属于()。
A、超前校正B、滞后校正C、滞后-超前校正D、不能判断
17、对于离散控制系统,下例说法错误的是()
A.计算机控制系统是离散控制系统的一种形式B.脉冲传递函数与采样开关的位置有关
C.Z变换是拉普拉斯变换的一种特殊形式D.零阶保持器是信号采样装置
18、对于离散控制系统,下例说法错误的是()
A.脉冲传递函数与采样开关的位置有关B.零阶保持器是信号复现元件
C.拉普拉斯变换的定理不适用于Z变换D.采样定理又称香农定理
19、.当输入为单位斜坡且系统为单位负反馈时,对于II型系统其稳态误差为()
A.0B.0.1/kC.1/kD.
20、II型系统的对数幅频特性的低频段渐近线斜率为()
A.–60(dB/dec)B.–40(dB/dec)C.–20(dB/dec)D.0(dB/dec)
21、某串联校正装置的传递函数为
,当
>
1时,该装置为()校正装置。
A.相位超前B.相位滞后C.相位滞后-超前D.参数量过少,无法判定
22、开环频域性能指标中的相角裕度
对应时域性能指标()。
23、若某最小相位系统的相角裕度
24、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果()。
A、增加开环极点;
B、在积分环节外加单位负反馈;
C、增加开环零点;
D、引入串联超前校正装置。
25.最小相位系统的开环增益越大,其()
A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小
26.稳态误差ess与误差信号E(s)的函数关系为()
27.一阶微分环节
,当频率
时,则相频特性
为()
A.45°
B.-45°
C.90°
D.-90°
28.主要用于产生输入信号的元件称为()
A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件
29.某典型环节的传递函数是
,则该环节是()
A.比例环节B.积分环节C.惯性环节D.微分环节
30.在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的()
A.是一种相位超前校正装置B.能影响系统开环幅频特性的高频段
C.使系统的稳定性能得到改善D.使系统的稳态精度得到改善
三、读图分析能力
1、从工作原理角度来说,闭环控制系统由哪些元件或装置组成?
指出图示闭环控制系统中1-7各部件分属什么元件或装置?
闭环控制系统中的信号有哪些?
指出图示闭环控制系统中信号a-e分属什么信号?
(参考分析例题:
教材书第5页)
2、衡量一个自动控制系统的性能指标有哪些?
下图为某自动控制系统启动时的动态曲线,估算出它们的动态指标。
教材书第95页,实验二、实验三)
(1)
(2)
(3)
(4)
3、自动控制系统实物装置的定性分析。
(1)指出系统的被控量、给定量、扰动量、反馈量、偏差量;
(2)分析其工作原理;
(3)从给定量或扰动量变化开始,结合各环节功能与参数变化趋势,分析系统如何自动调节。
教材书第10页,例1-5)
四、计算与作图
1、数学模型的建立与分析
(考核内容:
数学模型的建立、实验电路的构建、系统框图作图、伯德图的绘制)
2、建立下图电路的数学模型、系统框图、伯德图
(R0=100KΩ、R1=1MΩ、R2=200KΩ、C1=2uF、C2=0.25uF)
3、系统的传递函数
,试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode图。
4、系统误差分析,已知某负反馈系统的输入r(t)=2+4t,计算系统的稳态误差。
(参考:
教材书第151-153页,本系统输入信号可分解为一个阶跃信号与一个斜坡信号的叠加,分别计算两个信号的误差,再相加即为总误差。
注意本系统为非单位负反馈)
5、系统结构如图,其中
,
,H(s)=2,又设r(t)=2t,d(t)=0.5•1(t),求系统的稳态误差。
分别计算给定误差与扰动误差,再相加即为总误差。
本系统为非单位负反馈)
五、系统分析题
1、已知最小相位系统的开环对数幅频特性
和串联校正装置的对数幅频特性
如下图所示,原系统的幅值穿越频率为
:
1、写出原系统的开环传递函数
并求其相角裕度
,并判断其稳定性;
2、写出校正装置的传递函数
;
3、写出校正后的开环传递函数
,画出校正后系统的开环对数幅频特性
。
2、
3、某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线
如图所示:
1、写出该系统的开环传递函数
2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。
3、求系统的相角裕度
4、若系统的稳定裕度不够大,可以采用什么措施提高系统的稳定裕度?
《自动控制原理》复习参考资料部分题目参考答案
二、选择题:
1-5,CBACA;
6-10,CBBCC;
11-15,BDCDB;
16-20,BDCAB
四、计算题:
1、[解] 系统框图如下图所示:
(1)图中
为比例系数可调的比例积分(PI)调节器,其传递函数
由图可见,此运放反馈回路取样电压不是
,而是
经3.3K
电位器与300
电阻分压后的
。
反馈电压的减小,相当反馈电阻增大为
倍,因此其增益为
其时间常数
s
(2)
为比例环节
(3)
为比例微分环节
,式中
(4)
为惯性环节
(5)
为积分环节
(6)由于
均为反相输入端输入,
中均应带一负号,由于书中约定,为简化起见,一般将此负号省略,最终极性有实际状况确定。
此处由五个(奇数)环节,所以极性应变号,因此,此为负反馈。
其反馈系数
由分压电路可知
2、系统由比例环节、积分环节、惯性环节串联,形成单位负反馈,单独计算各环节
计算过程略,系统框图略,伯德图参考如下
3、解:
系统有一比例环节:
(1.5分)
积分环节:
(1分)
惯性环节:
转折频率为1/T=10(1.5分)
20LogG(jω)
40
20[-20]
00.1110ω
-20[-40]
-40
∠G(jω)
00.1110ω
-450
-900
-1350
-1800
四、系统分析题
第1题
解:
1、从开环波特图可知,原系统具有比例环节、一个积分环节、两个惯性环节。
故其开环传函应有以下形式
由图可知:
处的纵坐标为40dB,则
得
故原系统的开环传函为
求原系统的相角裕度
由题知原系统的幅值穿越频率为
对最小相位系统
不稳定
2、从开环波特图可知,校正装置一个惯性环节、一个微分环节,为滞后校正装置。
故其开环传函应有以下形式
3、校正后的开环传递函数
为
画出校正后系统的开环对数幅频特性
起始斜率:
-20dB/dec(一个积分环节)(1分)
转折频率:
(惯性环节),
(一阶微分环节),
(惯性环节)
第2题
答:
(1)
(2)
在式中
此为PI调节器。
其电路图所示。
若选取
则
(取
)
由
有,
(取
(3)
第3题
故其开环传函应有以下形式
得
(2分)
故系统的开环传函为
2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性:
开环频率特性
开环幅频特性
开环相频特性:
幅值穿越频率
临界稳定
4、可以采用以下措施提高系统的稳定裕度:
增加串联超前校正装置;
增加串联滞后校正装置;
增加串联滞后-超前校正装置;
增加开环零点;
增加PI或PD或PID控制器;
在积分环节外加单位负反馈。
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