自动控制原理试卷与答案解析

"这份文档包含了多套自动控制原理的试卷及其答案，适用于学习和复习自动控制理论的学生。试卷包括填空题、选择题等多种题型，涵盖了控制系统的基础概念、反馈控制、复合控制、传递函数、系统稳定性分析、根轨迹、PI控制器以及系统性能改善等内容。" 1. **反馈控制**：反馈控制是一种通过比较期望值（设定值）与系统实际输出（反馈量）的差值来调整控制作用的方法，目的是减小这个偏差，确保系统性能。 2. **复合控制**：复合控制结合了前馈控制和反馈控制，前馈控制基于预见性扰动补偿，而按偏差的前馈复合控制则根据系统的实际偏差进行补偿。 3. **传递函数并联**：两个传递函数G1(s)和G2(s)并联时，其等效传递函数G(s)为G1(s)+G2(s)。 4. **典型二阶系统**：无阻尼自然频率wn表示系统无阻尼时的固有频率，阻尼比ζ决定了系统的阻尼程度，特征方程一般为s² + 2ζwns + wn² = 0，单位阶跃响应曲线通常为过原点的衰减振荡。 5. **单位脉冲响应与传递函数**：一个系统的单位脉冲响应g(t)可以通过逆拉普拉斯变换得到系统的传递函数G(s)。 6. **根轨迹**：根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点，它们描绘了闭环特征方程的根在复平面上的变化路径。 7. **相频特性与开环传递函数**：由相频特性可以反推开环传递函数，比如当相频特性为-90°+kω时，对应的开环传递函数可能包含一个比例项和积分项。 8. **PI控制器**：PI控制器的输入-输出关系包括比例和积分两部分，能够减少稳态误差并改善系统稳态性能。 9. **选择题解答**： - D，负反馈不一定能稳定系统，需要调整参数。 - A，增加开环极点会降低系统稳定性。 - C，特征方程有重根，表明系统临界稳定。 - D，存在积分环节表明系统至少为一阶或以上类型。 - A，主反馈口为负号时应绘制0°根轨迹。 这些题目覆盖了自动控制原理的核心概念，对于理解和掌握控制系统的工作原理及其分析方法具有重要意义。通过解答这些题目，学生可以检验自己的理解，并深化对自动控制理论的学习。