2015年秋季学期《自动控制理论》总复习题及答案

《自动控制理论》总复习题

一、填空题

1、控制装置与受控对象之间时，称为开环控制，相应的控制系统称为开环控制系统。只有顺向作用而无反向联系

2、自动控制系统的、和反映了系统的输出量、输入量和内部各种变量间的关系，也反映了系统的内在特性。微分方程、传递函数、系统框图

3、频率特性又称频率响应，它是系统（或元件）对的响应特性。不同频率正弦输入信号

4、按给定信号的形式分，自动控制系统可以分为、和。恒值控制系统、随动系统、过程控制系统

5、系统的稳定性取决于，而与无关。固有的特性扰动信号

6、根据校正装置本身是否有电源，可分为和。无源校正装置、有源校正装置

7、自动控制系统的、和反映了系统的输出量、输入量和内部各种变量间的关系，也反映了系统的内在特性。微分方程、传递函数、系统框图

8、保持器是将采样信号转换成的装置，其转换过程恰好是采样过程的。连续信号、逆过程

9、根据校正装置在系统中所处位置的不同，一般可分为、、

和。串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正

10、保持器是将采样信号转换成的装置，其转换过程恰好是采样过程的。连续信号、逆过程

二、判断题

1、反馈控制系统中只能有负反馈。（×）

2、微分方程和传递函数不存在一一对应的数学关系。（×）

3、单位脉冲函数在现实中是不存在的，它只有数学上的意义。（√）

4、PD调节器提供了负的相位角，所以PD校正也称为超前校正。（×）

5、离散控制系统是一种断续控制方式。（√）

6、线性系统的特点是系统全部由线性元件组成。（√）

7、传递函数代表了系统的固有特性。（√）

8、系统的稳态误差由动态误差和静态误差两部分组成。（×）

9、PI调节器提供了正的相位角，所以PI校正也称为滞后校正。（×）

10、微分方程和传递函数不存在一一对应的数学关系。（×）

三、单项选择题

1、传递函数是在（ A ）基础上引入的描述线性定常系统或元件输入、输出关系的函数。

A.拉普拉斯变换

B.傅立叶变换

C.Z变换

D.等效变换

2、下述说法中错误的是（ D ）。

A. 最大超调量和振荡次数反映了系统的稳定性能。

B. 调整时间反映了系统的快速性。

C. 稳态误差反映了系统的准确度。

D. 振荡次数越多，系统稳定性能越好。

3、对于恒值系统，由于给定量是不变的，常用（ C ）衡量系统的稳态品质。

A. 静态误差

B. 输出误差

C. 扰动作用下的稳态误差

D. 扰动作用下的瞬态误差

4、频率特性对称于横轴的是（ D ）。

A.比例环节与惯性环节

B.积分环节与微分环节

C.比例微分环节与惯性环节

D.比例环节与微分环节

5、下述选项中（ D ）不是根据校正装置在系统中的不同位置对校正进行分类的。

A. 串联校正

B. 反馈校正

C. 顺馈补偿校正

D. 并联校正

6、下述选项中，描述积分环节传递函数的是（B）。

A.

B.

C.

D.

7、对于恒值系统，由于给定量是不变的，常用（C）衡量系统的稳态品质。

A. 静态误差

B. 输出误差

C. 扰动作用下的稳态误差

D. 扰动作用下的瞬态误差

8、之所以可以利用叠加法求系统的开环对数频率特性是因为系统的频率特性具有（B）。

A. 齐次性

B. 叠加性

C. 线性

D. 微分性

9、关于无源校正装置下述说法正确的是（A）。

A. 本身没有增益，只有衰减；输入阻抗低，输出阻抗高。

B. 本身有增益，并且有衰减；输入阻抗低，输出阻抗高。

C. 本身没有增益，只有衰减；输入阻抗高，输出阻抗低。

D. 本身有增益，并且有衰减；输入阻抗低，输出阻抗高。

10、在系统的反馈控制回路中加入（B）前馈补偿，可组成复合控制。

A. 顺馈补偿

B. 前馈补偿

C. 反馈补偿

D. 扰动补偿

五、简答题

1、自动控制理论中常用的数学模型有哪些？简单说明。

答：

时域数学模型：微分方程、差分方程、状态方程

复域数学模型：传递函数、结构图

频域数学模型：频率特性

2、控制系统阶跃响应的其动态性能指标是什么？

答：动态指标通常用上升时间()、最大超调量（）、调整时间()和振荡次数()来衡量。

①上升时间()：上升时间指输出量第一次到达稳态值所需的时间，它说明了系统的反映速度。

②最大超调量（）：最大超调量是输出量与稳态值的最大偏差与稳态值之比。即

最大超调量反映了系统的动态精度，最大超调量越小，则说明系统过渡过程进行得越平稳。

③调整时间()：调整时间是系统输出量进入并一直保持在稳态值的允许误差范围内所需要的时间，其误差范围一般定为。调整时间反映了系统的快速性。调整时间越短，系统快速性越好。

④振荡次数()：振荡次数是指在调整时间内，输出量在稳态值上下摆动的周期数，

即调整时间内系统响应曲线穿越稳态值次数的一半。振荡次数越少，系统稳定性能越好。

19、什么是系统校正？

答：当控制系统的稳态、静态性能不能满足实际工程中所要求的性能指标时，首先可以考虑调整系统中可以调整的参数；若通过调整参数仍无法满足要求时，则可以在原有系统中增添一些装置和元件，人为改变系统的结构和性能，使之满足要求的性能指标，我们把这种方法称为校正。增添的装置和元件称为校正装置或校正元件。系统中除校正装置以外的部分，组成了系统的不可变部分，称为固有部分。

3、什么是系统校正？

答：当控制系统的稳态、静态性能不能满足实际工程中所要求的性能指标时，首先可以考虑调整系统中可以调整的参数；若通过调整参数仍无法满足要求时，则可以在原有系统中增添一些装置和元件，人为改变系统的结构和性能，使之满足要求的性能指标，我们把这种方法称为校正。增添的装置和元件称为校正装置或校正元件。系统中除校正装置以外的部分，组成了系统的不可变部分，称为固有部分。

4、闭环控制系统有什么特点？

答：闭环控制系统有如下的特点：

1)由于系统的控制作用是通过给定量与反馈量的差值进行的，故这种控制常称为按偏差控制，又称反馈控制。

2)这类系统具有两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。

3)不论取什么物理量进行反馈，作用在反馈环内前向通道上的扰动引起的被控量的偏差值，都会得到减小或消除，使得系统的被控量基本不受该扰动的影响。反馈控制可以进行补偿，这是闭环控制的一个突出的优点。

5、控制系统的稳态误差是怎样分类的？怎样衡量恒值系统和随动系统的稳态品质？

答：为了分析方便，把系统的稳态误差按输入信号形式不同分为扰动稳态误差和给定稳态误差。对于恒值系统，由于给定量是不变的，常用扰动作用下的稳态误差衡量系统的稳态