自动控制原理试题解析与控制系统详解

"这份文档包含了《自动控制原理B》的一份期末考试试题及部分答案，主要涉及自动控制系统的概念、性能指标、系统分析以及控制方式等内容。试题涵盖单项选择题、简答题，测试了学生对控制系统稳定性、快速性、准确性理解和建模能力，以及开环与闭环控制的理解。" 知识点详解： 1. **传递函数**：传递函数是描述线性定常系统动态特性的重要工具，它只适用于线性系统，且与系统的结构参数有关，但不直接受输入和扰动的影响。传递函数通常为复变量S的真分式，其极点位置决定了系统的稳定性。 2. **一阶系统与阶跃响应**：一阶系统的阶跃响应特点是在时间常数较大时无超调，而时间常数较小时，系统响应速度加快，可能产生超调。 3. **稳态误差**：对于输入为单位斜坡函数的系统，如果稳态误差为无穷大，说明系统无法达到精确跟踪，这类系统属于0型系统。 4. **控制系统性能要求**：包括稳定性、快速性和准确性。稳定是系统的基础，快速性指系统响应输入的速度，准确性则是指系统跟踪输入的能力。 5. **控制方式**：基本的控制方式分为开环控制和闭环控制，开环控制不考虑反馈，而闭环控制通过反馈来改善系统性能。 6. **开环与闭环传递函数**：开环传递函数是前向通路的传递函数乘以反馈通路的传递函数，闭环传递函数则在开环传递函数基础上加入控制器的比例因子K。 7. **欠阻尼二阶系统**：随着阻尼比减小，系统响应中的最大超调量会增大。 8. **串联传递函数**：多个系统串联时，其等效传递函数是各部分传递函数的乘积。 9. **系统建模**：同一控制系统可以用不同的数学模型表示，如传递函数、微分方程、状态空间模型等。 10. **控制系统的实践应用**：在水温控制系统中，通过温度传感器、控制器和执行机构（如蒸汽阀门）构成闭环控制，以维持热水温度的期望值。冷水流量变化作为干扰量，通过反馈补偿实现稳定控制。 11. **系统参数设计**：题目中提到的系统要求一定的性能指标，如稳态误差（5%），需要通过调整控制器参数（K1, K2）来满足。 总结来说，这份资料涵盖了自动控制原理中的基础理论与应用，包括传递函数、系统性能分析、控制策略设计等方面，适合于期末复习或自我检测学习效果。