自动控制原理期末考试重点回顾：构成、分析与稳定性判定

自动控制原理期末考试题涵盖了自动控制领域的关键知识点，旨在检验学生对理论和实践的理解程度。以下是考试中的主要内容： **填空题（30分）** 1. **控制系统方框图构成**：题目要求学生列举控制系统方框图的基本组成形式，这通常包括开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。 2. **控制系统分析方法**：涵盖了频率响应分析（如根轨迹分析）和时域分析（如阶跃响应或冲激响应分析）等常用方法。 3. **根轨迹绘制依据**：涉及到绘制根轨迹的两个主要条件，即幅值条件和相位条件。 4. **频域特性表示方法**：题目提到的图形表示可能指的是Bode图（幅频特性和相频特性）和Nyquist图。 5. **稳定性判据**：涉及两种常见的频域稳定性判据，如奈奎斯特图判据（Nquist criterion）和根轨迹判据，它们本质上都关注闭环系统的稳定性。 **选择题（12分）** - 欠阻尼二阶系统极点位置的要求：需掌握系统阻尼比与幅值稳定性的关系。 - 开环传递函数闭环化：考察系统闭环传递函数的计算，通过一阶加法原理或闭合回路法则。 - **闭环根轨迹对称性**：理解根轨迹图在复平面上的对称性，实轴或虚轴的对称性。 - **增益裕量定义**：理解增益裕量的概念，它通常与幅值裕度和相角裕度相关。 - **传递函数和系统性质**：判断传递函数仅适用于线性定常系统这一基本概念。 - **信号流图**：了解信号流图的唯一性或非唯一性。 **名词解释（9分）** 1. **线性定常系统**：强调系统的线性性和时间不变性特点。 2. **根轨迹**：描述闭环系统在复平面上的动态响应特性。 3. **最小相位系统**：与系统相位特性相关的概念，通常与系统稳定性相关。 **简答题（20分）** 1. **自动控制系统概述**：解释系统的目标、组成、作用和工作原理。 2. **性能指标**：列出时域指标（如上升时间、衰减率、超调量）和频域指标（如奈氏曲线、相频特性）及其含义。 3. **稳定系统定义**：阐述稳定系统的概念，以及系统稳定的必要和充分条件。 4. **频域分析**：解释其在控制理论中的地位，包括频率响应、奈奎斯特图分析在评估系统稳定性中的应用。 **计算题（24分）** 1. **梅森增益公式**：涉及传递函数的计算，通常应用于数字信号处理中的Z变换。 2. **特征方程稳定性判断**：利用劳斯判据和赫尔维茨判据来分析系统的稳定性。 3. **伯德图绘制**：要求根据给定的开环传递函数，画出开环系统的频率响应特性图。 这些题目全面覆盖了自动控制原理的核心概念，包括系统结构、分析方法、稳定性判断、性能指标和设计实践，旨在考察学生的理论基础和问题解决能力。