自动控制系统的三个基本要求
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三、(8分)写出下图所示系统的传递函数 （结构图化简，梅逊公式均可）。
四、（共20分）设系统闭环传递函数 ，试求：
1、 ； ； ； 时单位阶跃响应的超调量 、调节时间 及峰值时间 。（7分）
2、 ； 和 ； 时单位阶跃响应的超调量 、调节时间 和峰值时间 。（7分）
3、根据计算结果，讨论参数 、 对阶跃响应的影响。（6分）
4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用、、
等方法。
5、设系统的开环传递函数为 ，则其开环幅频特性为，
相频特性为。
6、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。
7、最小相位系统是指。
二、选择题（每题 2 分，共20分）
1、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( )
试题四
一、填空题（每空 1 分，共15分）
1、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即：、和，其中最基本的要求是。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为 ，则该系统的开环传递函数为。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有、等。
五、已知系统开环传递函数为 均大于0，试用奈奎斯特稳定判据判断系统稳定性。(16分)［第五题、第六题可任选其一］
六、已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示。试求系统的开环传递函数。(16分)
七、设控制系统如图4，要求校正后系统在输入信号是单位斜坡时的稳态误差不大于0.05，相角裕度不小于40o，幅值裕度不小于10 dB，试设计串联校正网络。( 16分)
对自动控制系统的基本要求
自动控制系统的关键要求
自动控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
为了确
保系统的稳定性，提高生产效率，我们有必要对自动控制系统的基本
要求有一个清晰的认识。
首先，自动控制系统要求具备高度的可靠性
和可用性。
这意味着在系统的设计、实施和运行过程中，应该充分考
虑到各种可能的故障和异常情况，并采取相应的措施来保证系统的稳
定性和连续性。
其次，自动控制系统要求具备高度的灵活性和适应性。
现代生产环境的复杂性和多变性要求自动控制系统能够快速适应各种
生产需求和生产环境的变化，能够进行灵活的控制和调整。
此外，自
动控制系统还应该具备高度的可扩展性，可以方便地进行系统升级和
扩展，以适应不断变化的生产需求。
最后，自动控制系统要求具备高
度的智能化和自主化。
现代生产需要大量的数据处理和分析，自动控
制系统应该能够智能地进行数据采集、挖掘和分析，能够自主地进行
决策和控制。
只有具备了智能化和自主化的特点，自动控制系统才能
真正发挥作用，提高生产效率，降低生产成本，促进企业的可持续发展。
简述计算机控制系统的基本要求
简述计算机控制系统的基本要求计算机控制系统是指由计算机控制和管理的一种自动化控制系统，它通过对物理过程的感知和控制，实现工业生产和自动化操作。
在现代工业中，计算机控制系统已经成为了不可或缺的一部分，起到了提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和可靠性等重要作用。
要使计算机控制系统能够正常运行和满足实际需求，就需要具备一定的基本要求。
接下来将从以下四个方面进行简述。
一、稳定性要求计算机控制系统的稳定性是指系统的输出在输入和各种干扰作用下保持一定的稳定性和可靠性。
稳定性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.输入稳定性：输入信号应当稳定且无干扰，以确保计算机系统可以准确捕获和处理输入信号。
2.输出稳定性：控制系统的输出应当具有可靠性和稳定性，以确保系统的控制效果达到预期。
3.系统响应稳定性：系统的响应速度应当稳定，不能出现过度反应或迟滞现象，以确保系统可以快速、准确地进行响应和控制。
4.抗干扰能力：系统应当具备一定的抗干扰能力，可以抵御来自外界的各种干扰信号，并保持系统的稳定性和正常运行。
二、速度要求计算机控制系统的速度要求主要包括实时性和响应速度等方面。
实时性是指系统对输入信号的响应速度应当满足实际应用需求，特别是在需要快速控制和响应的场景下。
计算机控制系统的实时性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.硬件性能：计算机系统的硬件配置应当满足实时需求，包括处理器的主频、存储器容量和带宽等。
2.软件算法优化：系统的软件算法应当经过优化，提高系统的运行效率和速度，保证实时性能的达到。
3.通信速度：计算机控制系统中的通信速度也是影响实时性能的一个关键因素，合理选择和配置通信设备可以提高通信速度。
三、可靠性要求计算机控制系统的可靠性是指系统能够稳定、准确地工作，不出现故障和错误。
保证计算机控制系统的可靠性可以从以下几个方面进行考虑：1.硬件可靠性：选用高质量的硬件设备，减少硬件故障的概率，提高系统的可靠性。
第2章 自动控制系统的性能指标及要求
3. 等幅振荡过程 被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变， 这种情况称为等幅振荡过程，如图2-4（c）所示。 4. 发散振荡过程 被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，即偏离给定值 越来越远，这种情况称为发散振荡过程，如图2-4（d）所示。
图2-4 过渡过程的几种基本形式
2.4 自动控制系统的性能指标
在随动控制系统中，通常用超调量来描述被控变量偏 离给定值最大程度。在图2-5中超调量用B来表示。从图中 可以看出，超调量B是第一个峰值A与新稳定值C之差，即 B=A－C。
如果系统的新稳定值等于给定值，那么最大偏差A也 就与超调量B相等了。一般超调量以百分数表示，即
B 100% C
(2-2)
指标采用偏差积分性能指标的形式。 下列公式中，式中，J为目标函数值；e为动态偏差。
J f (e, t )dt
0
(2-5)
通常采用4种表达形式：
（1）偏差积分（IE）
f (e, t ) e, J edt
0
(2-6) (2-7)
（2）平方偏差积分（ISE）
f (e, t ) e 2 , J e 2 dt
图2-1 控制系统动态过程曲线
图2-2 控制系统动态过程
由于被控对象的具体情况不同，各系统对稳、快、准 的要求应有所侧重。而且同一个系统，稳、快、准的要求 是相互制约的。提高动态过程的快速性，可能会引起系统 的剧烈振荡，改善系统的平稳性，控制过程又可能很迟缓 ，甚至会使系统的稳态精度很差。分析和解决这些矛盾， 将是自动控制理论学科讨论的重要内容。
稳定是控制系统能够运行的首要条件，因此只有当 动态过程收敛时，研究系统的动态性能才有意义。控制 系统的过渡过程是衡量控制性能的依据。由于在多数情 况下，都希望得到衰减振荡过程，所以取衰减振荡的过 渡过程形式来讨论控制系统的性能指标。通常在阶跃函 数作用下，测定或计算系统的动态性能。一般认为，阶 跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶 跃函数作用下的动态性能满足要求，那么系统在其它形 式的函数作用下，其动态性能也是令人满意的。
对自动控制系统的最基本要求
对自动控制系统的最基本要求自动控制系统是一种能够自动地进行控制和调节的系统，它能够通过传感器和执行器的配合来实现对控制对象的精确控制。
在设计和应用自动控制系统时，有一些最基本的要求必须被满足。
以下是对自动控制系统的最基本要求的详细说明：1. 稳定性要求：自动控制系统的最基本要求之一是稳定性。
在控制系统中，稳定性表示当受控变量受到扰动时，控制系统能够快速地调整自身状态，以保持受控变量的稳定，以及防止系统失控。
因此，控制系统的设计必须考虑到系统的稳定性，以保证系统能够在受到扰动时仍能够保持稳定。
2. 精度要求：自动控制系统的另一个重要要求是精度。
这意味着控制系统必须能够精确地控制受控变量，以满足系统的要求。
例如，一个温度控制系统必须能够精确地控制温度，以保证温度在所需范围内波动。
3. 可靠性要求：一个自动控制系统必须具有足够的可靠性，以保证系统在长时间运行中不会出现故障。
这需要在系统的设计和实施中考虑到各种因素，如系统的鲁棒性、系统的冗余以及可靠的传感器和执行器的选择。
4. 灵敏度要求：一个自动控制系统必须具有足够的灵敏度，以便能够及时检测和响应受控变量的变化。
这是通过选择合适的传感器和执行器以及设计灵敏的控制算法来实现的。
5. 可调性要求：自动控制系统必须具有一定的可调性，以便能够根据不同的应用场景和要求进行适应性调整。
这需要设计灵活的控制算法以及可调节的参数和控制信号。
6. 实时性要求：自动控制系统必须能够快速地响应控制信号，并能够在实时性要求较高的应用场景中满足实时性要求。
这需要设计高速和实时的控制算法以及优化的控制器结构。
总之，对于自动控制系统，稳定性、精度、可靠性、灵敏度、可调性和实时性都是非常重要的基本要求。
通过满足这些要求，可以保证自动控制系统能够及时、准确、可靠地控制受控变量，以满足系统的要求。
第一章 自动控制系统的基本概念(修改) (2)
上篇自动控制原理第一章自动控制系统概述本章要点本章简要介绍有关自动控制的基本概念、开环控制和闭环控制的特点、自动控制系统的基本组成和分类以及对自动控制系统的基本要求。
第一节自动控制的基本概念自动控制是指在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。
自动控制系统则是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体。
在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象；被控制的物理量称为被控量或输出量；决定被控量的物理量称为控制量或给定量；妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。
扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。
给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。
通常情况下，系统有两种外作用信号：一是有效输入信号（以下简称输入信号），二是有害干扰信号（以下简称干扰信号）。
输入信号决定系统被控量的变化规律或代表期望值，并作用于系统的输入端。
干扰信号是系统所不希望而又不可避免的外作用信号，它不但可以作用于系统的任何部位，而且可能不止一个。
由于它会影响输入信号对系统被控量的有效控制，严重时必须加以抑制或补偿。
第二节开环控制和闭环控制自动控制有两种基本的控制方式：开环控制和闭环控制。
与这两种控制方式对应的系统分别称之为开环控制系统和闭环控制系统。
一、开环控制系统开环控制系统是指系统的输出端和输入端不存在反馈关系，系统的输出量对控制作用不发生影响的系统。
这种系统既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到输入端与输入量进行比较，控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没有反向联系。
电加热系统的控制目标是，通过改变自耦变压器滑动端的位置，来改变电阻炉的温度，并使其恒定不变。
因为被控制的设备是电阻炉，被控量是电阻炉的温度，所以该系统可称为温度控制系统，如图1-1所示。
开环控制系统的优点是系统结构和控制过程简单，稳定性好，调试方便，成本低。
自动控制原理试题
试题三一、填空题（每空 1 分，共20分）1、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 。
2、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 。
3、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。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 ，Z 是指 ，R 指 。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 。
%σ是 。
8、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 。
9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
二、判断选择题(每题2分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )A 、 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ；B 、 稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()ss s s R s e G s H s →=+；C 、 增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；D 、 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。
A 、单输入，单输出的线性定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的定常系统；D 、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关4、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 =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。
中南大学自动控制原理期末试卷
一、填空题（每空 1 分，共20分）1、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 。
2、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 。
3、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。
4、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。
5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。
6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 ，Z 是指 ，R 指 。
7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 。
%σ是 。
8、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 。
9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
二、判断选择题(每题2分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )A 、 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ；B 、 稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()ss s s R s e G s H s →=+；C 、 增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；D 、 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。
2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。
A 、单输入，单输出的线性定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的定常系统；D 、非线性系统。
3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。
A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关4、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 =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。
自动控制系统的基本要求
自动控制系统的基本要求一、自动控制系统的基本要求（1）自动控制系统的结构应牢固稳定，控制介质的流量、压力及其分布应符合设计要求，设备的运行状态要达到设计误差的要求。
（2）自动控制系统要具备可靠性，能够按照调节系统的要求，在正常情况和异常情况下，不受外界干扰，稳定地运行，并可以自动恢复正常运行状态。
（3）自动控制系统应具有良好的预测能力，具备调节系统，能够准确判断系统运行状态，根据测量信号和内部参数，对现场电气运行进行有效的调控。
（4）自动控制系统应具有良好的安全性，能够自检及时发现系统的故障，自动处理故障，降低系统故障发生的频率。
（5）自动控制系统应具有可操作性，要能够迅速地响应参数的改变，以适应系统的改进、变更要求，使调节系统更加灵活，受控物体的控制准确度更高。
（6）自动控制系统具有较高的节能效率，节能控制必须把系统的可调参数和控制不确定性配合到一起，就能够根据受控物体需求的变化，实时调整节能控制的参数，有效的实现节能。
（7）自动控制系统应具有可靠的信息处理功能，应能够正确地接收、处理外界信号，使受控物体运行在指定的工作状态。
（8）自动控制系统应具有可靠的远程控制和监测功能，可以根据控制中心的要求，通过网络，调节系统运行状态。
（9）自动控制系统应具有可靠的高精度度，以确保受控物体的控制准确，让受控物体的运行状态具有可控独立性和可自动控性。
（10）自动控制系统应具有高效能的信号处理能力，能够快速实时的采集、处理信号，快速灵敏地响应复杂的变化。
二、自动控制系统的安装需求（1）自动控制系统设备要安装在合理的位置，以免受潮湿、灰尘、振动、温度变化等影响，保证受控物体的稳定性。
（2）自动控制系统设备安装要符合要求，以便进行检查、保养及维护，确保系统可靠工作。
（3）自动控制系统应按照要求进行安装，并严格要求电源的绝缘、接线的安全及设备的稳定性。
（4）自动控制系统安装空调与紧固设备时，要求电缆、软管、连接件等应被正确安装，能够保证系统运行稳定可靠。
机械工程自动控制系统的基本要求
机械工程自动控制系统的基本要求一、引言机械工程自动控制系统作为一种关键技术，广泛应用于各个领域，为生产和生活带来了巨大的便利和效益。
本文将从不同层次和角度来探讨机械工程自动控制系统的基本要求，包括技术要求、性能要求和安全要求等。
二、技术要求1. 控制精度要求机械工程自动控制系统的一个基本要求就是控制精度的要求。
控制精度的高低将直接影响到系统的稳定性和工作效果。
为了达到较高的控制精度，需要注意以下几个方面：•选用高精度的传感器和执行器•采用适当的控制算法和策略•合理设计控制系统的参数和结构•进行精确的系统校准和误差补偿2. 响应速度要求机械工程自动控制系统需要具备较高的响应速度，即能够快速地对外界信号进行反应并做出相应的控制。
为了提高响应速度，需要考虑以下几点：•减小信号传输和处理的延迟•选用快速响应的执行器和控制器•优化传感器和控制算法的设计•增强控制系统的实时性和并行处理能力3. 可靠性要求机械工程自动控制系统需要具备较高的可靠性，以保证系统的正常工作和长期稳定性。
为了提高可靠性，需要注意以下几点：•选用高品质的元器件和设备•进行全面的系统测试和质量控制•采用冗余设计和备份措施•配备合理的故障检测和自动修复机制三、性能要求1. 动态性能要求机械工程自动控制系统的动态性能是评价系统优劣的一个重要指标。
良好的动态性能能够使系统更加灵活、稳定和高效。
为了改善动态性能，需要考虑以下几个方面：•减小惯性和摩擦等负载干扰•优化控制环节和信号处理策略•提高执行器的控制精度和响应速度•设计合理的反馈和前馈控制环节2. 稳定性要求机械工程自动控制系统的稳定性是系统正常工作的基础。
在设计和运行过程中，需要注意以下几个方面：•控制系统的极点和零点应位于稳定区域•控制器的增益和相位裕度要合理选择•防止系统出现振荡和不稳定的现象•对系统进行定期的检测和调整3. 鲁棒性要求机械工程自动控制系统的鲁棒性是衡量系统抗干扰和模型不确定性能力的重要指标。
对自动控制系统的最基本要求
对自动控制系统的最基本要求1. 引言自动控制系统是现代工业化生产环节中重要的组成部分。
它将传感器、执行机构、控制器等多个元件结合在一起，通过一定的控制策略，实现对生产过程的稳定控制。
自动控制系统的应用范围非常广泛，涉及到了制造业、交通运输、能源消耗、环保治理等不同领域。
而要使得自动控制系统能够顺利地运行并实现预定的控制效果，就需要符合一些基本的要求。
2. 稳定性要求自动控制系统中最基本的要求是稳定性。
即使在外部干扰、负载变化等情况下，也要能够保持系统的稳定运行。
不稳定的自动控制系统不仅会导致生产异常，甚至可能会引发事故和安全事故。
稳定性要求需要从系统的多个方面进行考虑，例如控制器的可靠性、执行机构的动作范围、传感器的精度和准确性等。
3. 灵敏度要求灵敏度是自动控制系统的另一个基本要求。
在实际的生产过程中，系统不仅需要保持稳定运行，还需要及时响应外部因素的变化。
例如，当温度、湿度、压力等参数发生变化时，系统应当能够及时地自动地进行调节，使生产过程能够顺利进行。
对于某些高精度、高灵敏的自动控制系统，任何一点微小的波动都可能会对系统的性能产生影响，因此系统的灵敏度要求尤为重要。
4. 精度要求与稳定性和灵敏度要求相似，精度要求也是自动控制系统的基本要求之一。
无论是机械、电气、控制系统还是其他领域的自动控制系统，都需要符合一定的精度要求，以确保其正常的运行。
例如，工业生产的自动控制系统需要保证产品的精度和稳定性，否则不合格产品甚至产品提前报废的情况就经常会出现。
而在公共事业领域，如交通、电力、通信等，自动控制系统的精度要求同样非常重要，这关系到大众生活中的公共安全。
5. 协调要求自动控制系统的协调性也是重要的考虑因素之一。
在自动控制系统中，通常需要多个机械、电气、传感器元件进行协调工作。
如果各个元件之间没有良好的协调性，则可能影响系统的工作效率和准确性。
因此，在自动控制系统的设计和运行中，需要特别注意各个元件之间的协调性，以确保系统的正常运行。
对自动控制系统的最基本要求
对自动控制系统的最基本要求
1.稳定性要求：自动控制系统中，系统的稳定性是最基本的要求之一。
系统的稳定性要求系统输出在一定时间内达到稳态，并且不发生不可控制的波动。
为了保证系统的稳定性，需要对系统进行合理的设计和控制参数的调整。
2. 可靠性要求：自动控制系统是一种高可靠性的系统，其运行过程中不能出现故障。
因此，要求系统在各种不同的工作环境下都能够正常工作。
要实现这个目标，需要对系统进行充分的考虑和设计，以保证系统的可靠性。
3. 灵活性要求：自动控制系统应该具有一定的灵活性，以满足不同的需求。
灵活性要求系统能够适应不同的工作环境和工作模式，使得系统能够具有更好的适应性和应用性。
4. 精度要求：自动控制系统的精度是非常关键的，其输出结果需要达到一定的精度和准确性。
这需要系统具有高质量的传感器和执行器，并且能够进行精确的数据处理和控制。
5. 维护性要求：自动控制系统在运行过程中需要进行维护和修理。
维护性要求系统能够方便进行维护和修理，并且能够快速定位故障，以确保系统的正常运行。
总之，对自动控制系统的最基本要求是稳定性、可靠性、灵活性、精度和维护性。
只有在这些方面都具备了良好的性能，系统才能够正常工作，并为各种不同的应用提供有效的支持。
- 1 -。
1.3 自动控制系统的方案确定与运行解析
1 仪表基本误差 100 % 1.0% 100 0
测温范围为0～40℃的仪表，其基本误差为：
1 仪表基本误差 100 % 2.5% 40 0
仪表的精确度是按国家统一规定的允许误差大小 划分成几个等级。某一类仪表的允许误差是指在规 定的正常情况下，这类仪表所允许具有的最大的仪 表基本误差。如精度等级为1.5级的仪表，其允许 误差不超过1.5%。 常用仪表的精度等级有0.35、1.0、1.5、2.5等。 0.35级以下的仪表可以当作标准仪表。仪表的精度 等级常以圆圈内的数字标在仪表的面盘上或写在说 明书里，如1.0级仪表以1.0表示。
把相同的两个压力表，都通入同样的微小压力，其中一只表 的指针不动，另一只表的指针转动，那么后者比前者要灵敏。 灵敏度越高，越能感觉被测参数的微小变化。
2）灵敏限
仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被 测参数变化的最小限度，也称灵敏度界限或分辨力。 仪表的精确度越高，灵敏度越高，灵敏限就越小； 但灵敏度高的仪表，易受噪声、振动等外界条件的 影响而使精确度降低。因此，应在仪表的灵敏度和 精度之间加以协调。
3.自动化仪表的选择
Hale Waihona Puke 1、确定仪表的种类 2、考虑仪表的控制规律 3、根据是否要求自动记录与指示等功能 来确定仪表的类型 4、应考虑仪表的量程、精度等级及其它 方面的具体要求 5、最后确定所需仪表的具体方案。
1.3.2控制设备的选择
1.自动化仪表的分类
自动化仪表和元件按其功能不同，大致可分为检 测仪表、显示仪表、控制仪表和执行器四类。按其 结构不同可分为基地式仪表和单元组合式仪表两大 类。
基地式仪表一般以指示或记录仪表为主体，附带 将控制系统中的其余部分(常见的是控制部分)也装在 仪表壳内，构成一个整体，使仪表具有指示、记录 和控制功能，这类仪表常用于简单的控制系统。 单元组合式仪表则是根据自动控制系统组成部分的 各种功能和要求，将整块仪表分为若干能独立完成某 项功能的典型单元（如变送单元、转换单元、运算单 元、给定单元、控制单元、辅助单元和执行单元等）， 各单元之间的联系都采用统一的标准信号（气动仪表 采用0.02～0.1MPa气压信号，电动仪表采用0～10mA 直流电信号）。
自动控制基础学习知识原理期末试题3套及规范标准答案一套
自动控制理论 （A/B 卷 闭卷）一、填空题（每空 1 分，共15分）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、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω ，阻尼比=ξ ，该系统的特征方程为 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 ，终止于 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。
8、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。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则 ( )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、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。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，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2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；B 、系统不稳定；C 、 输入幅值过大；D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
1.5 对自动控制系统性能的基本要求
1.5 对自动控制系统性能的基本要求
稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。
稳定性：对恒值系统要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。
对随动系统，被控制量始终跟踪参据量的变化。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。
稳定性，通常由系统的结构决定与外界因素无关。
快速性：对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。
稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但如果目标变动迅速，而炮身行动迟缓，仍然抓不住目标。
准确性：用稳态误差来表示。
如果在参考书如信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。
显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。
由于被控对象具体情况的不同，各种系统对上述三方面性能
要求的侧重点也有所不同。
例如随动系统对快速性和稳态精度的要求较高，而恒值系统一般侧重于稳定性能和抗扰动的能力。
在同一个系统中，上述三方面的性能要求通常是相互制约的。
例如为了提高系统的动态响应的快速性和稳态精度，就需要增大系统的放大能力，而放大能力的增强，必然促使系统动态性能变差，甚至会使系统变为不稳定。
反之，若强调系统动态过程平稳性的要求，系统的放大倍数就应较小，从而导致系统稳态精度的降低和动态过程的缓慢。
由此可见，系统动态响应的快速性、高精度与动态稳定性之间是一对矛盾。
自动控制原理习题与答案解析
1、绘制该系统以根轨迹增益Kr为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（8分）
2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K的取值范围。（7分）
六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为 ，试：
1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）
4、 ； ； ；衰减振荡
5、 ；
6、开环极点；开环零点
7、
8、 ； ；稳态性能
二、判断选择题(每题2分，共 20分)
1、D 2、A 3、C 4、A 5、D 6、A 7、B 8、C 9、B 10、B
三、(8分)建立电路的动态微分方程，并求传递函数。
解：1、建立电路的动态微分方程
根据KCL有 (2分)
即 (2分)
3、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。
4、控制系统的数学模型，取决于系统和, 与外作用及初始条件无关。
依题意： ， （3分）
得 （2分）
故满足稳态误差要求的开环传递函数为
3、满足稳态误差要求系统的相角裕度 ：
令幅频特性： ，得 ， （2分）
， （1分）
相角裕度 ： （2分）
试题三
一、填空题（每空 1 分，共Байду номын сангаас0分）
1、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。
2、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。
开环相频特性： （1分）
3、求系统的相角裕度 ：
求幅值穿越频率，令 得 （3分）
（2分）
（2分）
对最小相位系统 临界稳定
4、（4分）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。
自动控制系统基本要求
自动控制系统基本要求
自动控制系统是用来控制某种工业过程或机器设备的系统，其基本要求包括以下方面：
1.稳定性：自动控制系统应保持稳定的工作状态，能够平衡主要参数（如温度、压力、流量等），避免因失控带来的危险或损失。
2.准确性：自动控制系统必须精确地控制设备的工作状态，包括精确控制的参数、时
间和速度等，保证工业过程的品质和效率。
3.可靠性：自动控制系统必须具备高度的可靠性，以确保重要设备如自动机器等的正
常工作，避免系统出现故障，导致金钱、时间等的损失。
4.自适应性：自动控制系统应能适应工作环境和变化，通过掌握相应的动态特性，保
证自动化应用的灵活性。
5.安全性：自动控制系统应考虑安全问题，确保操作安全性，遵循标准操作规程，以
及制定必要的安全措施。
6.易用性：自动控制系统应为操作人员提供简单易用的界面和易于理解的控制功能，
让操作人员不需要深入了解控制系统的细节，就能实现简单的控制操作。
以上这些是自动控制系统基本要求，为了让自动控制系统能够保持优良的性能和稳定
的工作状态，需要进行全方位的监测和调节，确保该系统能够实现最佳的效果。
自动控制
系统的开发和使用是一个复杂的过程，需要涉及机械、电气、电子、计算机科学等多个领
域的知识，需要密切合作团队的配合，才能为企业带来最大的收益。
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自动控制系统的三个基本要求
自动控制系统是一种重要的应用，能够自动实现应用系统的控制，从而使系统获得最佳的控制性能。
因此，要想更好地利用自动控制系统，必须具备三个基本要求。
首先，要想达到良好的控制效果，必须要求自动控制系统具有收敛，稳定和鲁棒性。
自动控制系统收敛指在一定时间内，可以把系统从初始状态调节到其稳定态上。
这样，在调节过程中就可以使系统始终处于稳定的状态，从而达到最佳的控制效果。
其次，自动控制系统还要求精确度，即控制系统实现控制时，调节到的值要接近设定的目标值。
如果精度不够，控制效果就会受到影响，从而导致系统运行受限。
最后，自动控制系统要求具备较强的鲁棒性，即系统在外部参数发生变化时仍能按较好的性能运行，从而避免了系统调节因外部参数变化而受限。
综上所述，设计一个良好的自动控制系统，就必须满足收敛、稳定、鲁棒性和精确度这四个要求。
只有满足这些要求，自动控制系统才能发挥出应用的最大效率，为相关应用提供最佳的控制性能。