自动控制原理的各章重点考题与解析

第一章的概念只做参考

、典型的反馈控制系统基本组成框图：

2、自动控制系统基本控制方式：(1)、反馈控制方式；(2)、开环控制方式；

(3)、复合控制方式。

3、基本要求的提法：可以归结为稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）。

第二章要求:

1、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法；

2、牢固掌握传递函数的概念、定义和性质；

3、明确传递函数与微分方程之间的关系；

4、能熟练地进行结构图等效变换；

5、明确结构图与信号流图之间的关系；

串连补偿

元件

放大

元件

执行元

件

被控对

象

反馈补偿元件

测量元件

输出量

主反馈

局部反馈

输入量

－－

6、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数；

例1 某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数

:

)

(

)

(

,

)

(

)

(

1

2

1

1

s

R

s

C

s

R

s

C

，

)

(

)

(

,

)

(

)

(

2

1

2

2

S

R

S

C

s

R

s

C

。

4

3

2

1

3

2

1

1

2

4

3

2

1

1

1

1

1

)

(

)

(

,

1

)

(

)

(

)

(

G

G

G

G

G

G

G

s

R

s

C

G

G

G

G

s

G

s

R

s

C

-

-

=

-

=

例2某一个控制系统动态结构图如下，试分别求系统的传递函数：

)

(

)

(

,

)

(

)

(

,

)

(

)

(

,

)

(

)

(

s

N

S

E

s

R

s

E

s

N

s

C

s

R

s

C

。

例3：

1

()

i t2()

i t

1

()

u t

()

c t

()

r t

1

R2R

1

C

2

C

(s)H(s)

(s)G

G

1

(s)

(s)G

G

R(s)

C(s)

2

1

2

1

+

=

(s)H(s)

(s)G

G

1

(s)

G

-

N(s)

C(s)

2

1

2

+

=

例4、一个控制系统动态结构图如下，试求系统的传递函数。

X r ）

例5 如图RLC 电路，试列写网络传递函数 U c (s)/U r (s).

解: 零初始条件下取拉氏变换：

作业2-9；2-10；2-17（a ）、（b ）、（e ）；2-22（a ）、（b ）

(t)

U )()()()(2

2t u t u dt

t du RC dt t u d LC r c c c =++1

1

)()()(2++=

=RCs LCs s U s U s G r c )

()()()(2

s U s U s RCsU s U LCs r c c c =++=∆k K

K P 1

第三章 本章要求：

1、稳定性判断

1）正确理解系统稳定性概念及稳定的充要条件。

闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或者说，闭环传递函数的极点均分布在 平面的左半部。

2）熟练运用代数稳定判据判定系统稳定性，并进行分析计算。

2、稳态误差计算

1）正确理解系统稳态误差的概念及终值定理应用的限制条件。 2）牢固掌握计算稳态误差的一般方法。

3）牢固掌握静态误差系数法及其应用的限制条件。

3、动态性能指标计算

1）掌握一阶、二阶系统的数学模型和典型响应的特点。 2）牢固掌握一阶、二阶系统特征参数及欠阻尼系统动态性能计算。 3）掌握典型欠阻尼二阶系统特征参数、极点位置与动态性能的关系。

:

. ,

)/(40.5, ,1.n 解性能指标试求系统的动态信号时当输入信号为单位阶跃秒弧度其中二阶系统如图所示例==ωξ

%

3.16%100%100 )

(91.0 t

)(60.0 t 46

.35.0141 )

(05.1602

5.015.02

12

2

2

2

p 46

.31p

46.305

.11r 22d 5

.05.011=⨯=⨯===

=====-=-=====----

------π

ξξπ

σξωωβπ

ξωππξωβ

πξ

ξe e arctg

arctg

n n n 秒秒弧度ο