自动控制理论试题解析：反馈控制与系统分析

"哈工大自动控制原理试题库1包含了自动控制理论的相关考试题目，涉及反馈控制、复合控制、传递函数、二阶系统极点分布、单位脉冲响应、根轨迹、相频特性、PI控制器等多个核心概念。" 这篇资料是关于自动控制理论的一份试题集，主要涵盖以下几个知识点： 1. 反馈控制：反馈控制是一种基于偏差的控制方式，其基本原理是将系统的输出与期望值（设定值）进行比较，形成偏差，然后根据偏差调整控制器的输出，以减少或消除这个偏差。 2. 复合控制：复合控制包括按偏差的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。按偏差的前馈控制是指利用控制器的输出和设定值的偏差来补偿系统的静态误差，而按扰动的前馈控制则是针对外界扰动直接进行补偿。 3. 传递函数的并联连接：两个传递函数G1(s)和G2(s)并联时，等效传递函数G(s)为G1(s)+G2(s)，这是传递函数组合的基本规则。 4. 典型二阶系统极点分布：图示可能描绘了两个极点在左半平面的分布，无阻尼自然频率wn决定了系统的固有频率，阻尼比ζ影响系统的响应速度和稳定性。特征方程一般为s^2 + 2ζwns + wn^2 = 0，单位阶跃响应曲线通常表现为过阻尼、临界阻尼或欠阻尼的形式。 5. 单位脉冲响应与传递函数的关系：通过单位脉冲响应gt(t)可反推出系统的传递函数G(s)，在本例中，G(s)可以通过拉普拉斯变换得到。 6. 根轨迹：根轨迹是开环传递函数的根随其参数变化的轨迹，起始于开环极点，终止于开环零点。 7. 相频特性与开环传递函数：相频特性为1/tg(ωT)，对应的开环传递函数可以通过相频特性推导得到。 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，能有效改善系统的稳态性能和动态性能。 9. 系统稳定性与动态性能：负反馈并不一定保证系统稳定或提高动态性能，但可以通过调整系统参数来改善性能。增加开环零点通常有助于提高稳定性，而增加开环极点或不恰当的校正可能导致稳定性下降。 10. 系统响应与稳态误差：根据稳态误差，可以判断系统类型、是否存在积分环节，以及系统对不同输入的响应能力。 试题集还包含了一些选择题，涉及了负反馈的效果、系统稳定性的影响因素、特征方程分析、系统响应的稳态误差含义、根轨迹的绘制条件以及开环频域性能指标等概念。这些题目旨在检验学生对自动控制理论的深入理解和应用能力。