华南理工大学自动控制原理历年考研真题 - 图文 - 下载本文

华南理工大学自动控制原理历年考研真题

一.填空

1.控制系统从信号传送的特点或结构形式来看,可分为 开环控制 和 闭环控制 系统。 2.闭环控制系统,对主反馈而言,只有按 负反馈 原理组成的闭环控制系统才能实现自动控制。因为这种系统能使 偏差越来越小,甚至被消除。

3.工程上把控制性能的要求归纳为 稳定性 快速性 和 准确性 三个方面。

4.利用Routh判据判断闭环系统稳定的充分必要条件是 系统特征方程的全部系数(不缺项)均为正数 ,且 Routh表第一列元素都是正数。

5.二阶系统,其阻尼系数等于1时,单位阶跃响应是 单调衰减 过程,若阻尼系数大于零小于1,单位阶跃响应是 衰减的振荡 过程。

6.减小或消除控制系统的稳态误差,通常可以通过增大 系统的开环放大系数 或 增加 前向通道积分 环节个数来达到,但往往又会使系统的 动态性能 变差,甚至导致系统 不稳定。 二.简答题

1.线性定常系统的传递函数定义是什么?传递函数与什么有关?

答:线性定常系统,在初始条件为0的条件下,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比,称为该系统的传递函数。传递函数表达式中各系数的值完全取决于系统的结构和参数。 2.自动控制系统稳定的定义是什么?系统稳定性与闭环极点有何关系?

答:假设系统处于某一起始的平衡状态,在外作用的影响下它离开了平衡状态,当外作用消失后,经过足够长的时间它能回复到原来的平衡状态,则称该系统是稳定的。系统稳定的充要条件是:系统的闭环极点均为负实数或(和)具有负实部的共轭复数,即系统所有闭环极点均位于复平面的虚轴左半部。 2006年 一.填空

1.在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信号称为 反馈信号 。

2.若前向通道的传递函数为 ,反馈通道的传递函数为 ,则开环传递函数为 。

3.齿轮副中,以主动轮角速度 为输入,以被动轮转角 为输出,则这个装置为 积分 环节。 4.若环节的传递函数为 ,则其对数幅频特性 在零分贝点处的频率数值为 K 。 5.Bode图中对数相频特性图上的-180°线对应于奈奎斯特图中的 负实轴 。

6.自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是 瞬态响应 ,另一个是 稳态响应 。

7.函数 的拉氏变换式是。

8.积分环节的传递函数表达式为。

9.在斜坡函数的输入作用下,Ⅱ 型系统的稳态误差为0。

10.惯性环节的传递函数为 ,它的幅频特性的数学式是 ,它的相频特性的数学式是 二.简答题

1.何谓自动控制?开环控制和闭环控制各具有什么特点?

答:自动控制是指:在没有人直接参与的情况下,通过自动控制装置(控制器)使生产过程或工作机械(控制对象)自动地按预先规定的规律运行,或使它的某些物理量(被控量)按照预定的要求产生变化。开环控制具有以下特点:无反馈回路,输出量对控制作用无影响,

系统没有抵御外部干扰的能力,控制精度较低。闭环系统具有以下特点:具有反馈回路,由偏差产生控制作用;当干扰出现时能自动的减弱其影响,若参数不当有可能出现不稳定情况。 2.什么叫传递函数?它有什么性质?

答:线性定常系统,在初始条件为0的条件下,输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比,称为该系统的传递函数。它具有以下性质:仅适用于线性定常系统;传递函数中各系数取决于系统结构和参数;一个传递函数只能表示一个输入量和一个输出量的关系。 2007年 一.填空

1.写出控制系统的三种典型输入信号: 、 、

2.线性系统的传递函数取决于系统本身的 结构和参数。

3.最小相位系统的重要特征在于:其相频特性与对数幅频特性之间存在着 一一对应 的关系。

4.比例-积分-微分(PID)控制规律的传递函数为

5.按输入信号变化规律不同,系统可分为 程序控制系统 、随动(伺服)系统。 6.控制系统的基本控制方式为 开环控制 、闭环控制。 7.振荡环节的传递函数为 ,则其幅频特性为 ,相频特性为 8.系统的加速度误差系数定义为

9.开环稳定的系统,其闭环 不一定 稳定,开环不稳定系统,其闭环 不一定 稳定。 10. 两个二阶系统阶跃响应的超调量相等,则两个系统具有相同的 阻尼系数 。 二.简答题

1.反馈控制系统的主要组成部分有哪些?对于自动控制系统的性能要求有哪三个方面? 答:反馈控制系统的主要组成部分:测量反馈元件、比较元件、放大元件、校正元件、执行原件、控制对象。对于控制系统性能的要求是:稳定性、快速性、准确性。 2.PI及PD各属于什么性质的校正?各具有什么特点?

答:PI属于串联滞后校正,其特点是:增加了系统型别,可以在对系统稳定性影响不大的情况下,有效的改善系统的稳态性能。PD属于串联超前校正,其特点是:可以提高系统的快速性,能够抑制过大超调量,改善系统的稳定性。

3.系统开环对数幅频特性曲线的三个频段一般如何划分?各个频段对于系统的性能有何影响?

答:低频段通常是指 渐近线在第一个转折频率之前的区段,这个区段的特性体现系统的稳态性能,由系统的型别及开环放大系数决定,为保证系统的稳态精度,应具有较高的分贝数。中频段是指 截止频率附近的区段,这段特性集中反映系统的动态性能, 应以-20dB/dec的斜率穿过零分贝线,且具有一定中频段宽度。高频段是指中频段以后的区段,这部分特性由时间常数较小的环节决定,为保证具有较高的抗高频干扰能力,应具有较低的分贝值。 2008年 一.填空

1.系统在 作用下的稳态误差 ,说明系统的型别为 0型或Ⅰ型。

2.闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的 中频段特性。 3.适合应用传递函数表述的系统是 线性定常系统。

4.若两个系统的根轨迹相同,则它们有相同的 闭环极点。 5.系统的稳定性取决于系统的 结构和参数。

6.在S平面右半部 没有开环极点和开环零点 称为最小相位传递函数。 7.已知系统的传递函数为 ,其幅值特性 为 。

8.一阶系统的闭环极点越靠近原点,响应速度 越慢 。

9.线性定常二阶系统的闭环增益加大,则系统的动态性能 不变。 10积分环节的幅频特性,其幅值与频率成 反比关系。

11.已知单位反馈系统的开环传递函数为 ,则其幅值裕量 等于 无穷大。

12.用频率法设计串联校正装置时,采用串联滞后校正网络是利用其 高频衰减 特性。 二.简答题

1.简述PID调节器参数对控制系统性能的影响。

答:PID调节器的传递函数为: 。比例参数的作用是加快系统的响应速度、提高系统的调节精度。积分参数的作用是消除系统的稳态误差。微分参数的作用是改善系统的动态性能。 2.简述恒值控制系统、随动系统、程序控制系统的特点。 答:恒值控制系统输入信号为某一常数。随动系统的输入信号是预先不知道的随时间任意变化的函数。程序控制系统的输入信号按预先知道的时间函数变化。