自动控制原理试卷解析与答案

自动控制原理试卷及答案 本资源为一份自动控制原理试卷，共有两页，考试时间为100分钟。试卷包含填空题、选择题两部分，涵盖自动控制理论的多个方面，涉及控制系统的设计、分析和优化。 一、填空题 1. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过反馈量与期望值的差值进行的。反馈控制是一种常用的控制方法，通过检测系统的输出，并将其与期望值进行比较，从而产生控制信号，以实现系统的稳定运行。 2. 复合控制有两种基本形式：即按前馈复合控制和按反馈复合控制。前馈复合控制是指在系统中引入一个前馈信号，以补偿系统的干扰，而反馈复合控制是指在系统中引入一个反馈信号，以调整系统的输出。 3. 两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)=G1(s)G2(s)/(1+G1(s)G2(s))。这是在控制系统中常用的连接方式，用于实现系统的拆分和组合。 4. 典型二阶系统极点分布如图1所示，系统的特征方程为s^2+2ζωn s + ωn^2=0，无阻尼自然频率ωn，阻尼比ζ，该系统的单位阶跃响应曲线为一个指数衰减的函数。二阶系统是控制系统中常用的模型，用于描述系统的振荡和衰减行为。 5. 若某系统的单位脉冲响应为h(t)，则该系统的传递函数G(s)为Laplace变换的结果，即G(s)=∫[0∞)h(t)e^{-st}dt。单位脉冲响应是系统响应的一种，用于描述系统对脉冲信号的响应。 6. 根轨迹起始于开环极点，终止于闭环极点。根轨迹是控制系统中常用的分析工具，用于描述系统的稳定性和动态性能。 7. 设某最小相位系统的相频特性为φ(ω)，则该系统的开环传递函数为G(s)=e^{jφ(ω)}。最小相位系统是一种特殊的控制系统，用于描述系统的频率响应特性。 8. PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是u(t)=K[e(t)+1/T∫e(τ)dτ]，其相应的传递函数为G(s)=K(1+1/Ts)。PI控制器是一种常用的控制器，用于实现系统的稳定性和跟踪性能。 二、选择题 1. 采用负反馈形式连接后，则系统的稳定性可以提高，但不能保证系统一定稳定。负反馈是一种常用的控制方法，用于实现系统的稳定性和动态性能。 2. 下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果：增加开环零点。增加开环零点可以改变系统的频率响应特性，但不能提高系统的稳定性。 3. 系统特征方程为s^2+2ζωn s + ωn^2=0，则系统稳定。该特征方程是二阶系统的特征方程，用于描述系统的振荡和衰减行为。 4. 系统在输入信号下的稳态误差为零，说明系统是型别一的系统。型別一系统是一种常用的控制系统，用于描述系统的稳定性和跟踪性能。 5. 对于以下情况应绘制0°根轨迹的是：根轨迹方程（标准形式）为Δ(s)=1+G(s)。根轨迹是控制系统中常用的分析工具，用于描述系统的稳定性和动态性能。