自动控制原理期末考试试题及答案解析

"自动控制原理期末考试题A卷包含了填空题、选择题、系统方框图分析、开环及闭环传递函数计算等多方面的内容，主要涉及控制系统的基础理论和应用。" 这篇文档是一个关于自动控制原理的期末考试试题集，涵盖了控制系统的基本概念和关键分析方法。以下是该文档涉及的主要知识点： 1. **控制系统基本构成**： - 受控对象与被控量：在水箱水温控制系统示例中，受控对象通常是水箱，被控量则是水的温度。 2. **控制系统性能要求**： - 稳定性、快速性和准确性是衡量自动控制系统性能的三个关键指标。其中，稳定性保证系统在扰动下能恢复到稳定状态；快速性指系统响应速度；准确性则关注系统达到期望值的精确度。 3. **闭环系统与根轨迹**： - 根轨迹起始于开环传递函数的极点，终止于开环传递函数的零点或无穷远，它揭示了闭环系统特征根（即闭环极点）随开环增益变化的路径。 4. **PID控制器**： - PID控制器是工业控制中最常用的控制器，其输入-输出关系时域表达式包含比例、积分和微分项，对应的传递函数也包括这些成分。 5. **香农采样定理**： - 定理规定，为了无失真恢复一个带限信号，采样频率至少应是信号最高频率的两倍，即满足奈奎斯特定理。 6. **选择题相关知识**： - 包含了系统的阻尼比计算、负反馈系统误差定义、伯德图的意义、最小相位系统识别以及开环增益的确定等。 7. **系统方框图与信号流图**： - 需要将给定的系统方框图转换为信号流图，并求解特定变量的传递函数。 8. **系统稳定性与静态误差**： - 确定使系统稳定的开环传递函数参数范围，并根据静态误差要求进一步约束参数。 9. **根轨迹分析**： - 涉及根轨迹的出射角计算、与虚轴的交点确定，以及通过绘制根轨迹图分析系统动态性能。 10. **对数幅频特性曲线**： - 通过对数幅频特性曲线，可以推导出系统的开环传递函数，并据此分析系统的频率响应特性。 这些题目涵盖了自动控制原理课程的主要内容，包括控制系统的建模、分析、设计和性能评估等多个方面。解答这些问题需要扎实的理论基础和一定的实践应用能力。