自动控制原理期末考试重点：选择题及解析

"该资源包含了自动控制原理的期末考试题目及其对应的答案，主要涉及系统分析、频率特性、控制系统元件的功能、系统模型等多个知识点。" 自动控制原理是控制系统理论的重要组成部分，它研究的是如何使系统自动地按照预定的规律运行。在试题中，我们可以看到以下几个关键知识点： 1. **系统分析**：题目提到了“系统分析”，这是指在系统和输入已知的情况下，研究输出的动态特性。这是控制理论中的基础任务，旨在理解系统的行为并预测其响应。 2. **频率特性**：惯性环节和积分环节的频率特性是控制系统分析的重要工具。频率特性通过幅频特性和相频特性来描述，题目中提到了幅频特性的斜率、最小幅值、相位变化率以及穿越频率，这些都是分析系统稳定性和性能指标的关键参数。 3. **控制系统元件**：题目中提到了比较元件、给定元件、反馈元件和放大元件，这些都是构成控制系统的最基本单元。其中，反馈元件负责将输出信号转化为反馈信号，与输入信号进行比较，以实现控制目的。 4. **系统模型**：延迟环节的频率特性极坐标图是分析系统动态行为的一种方法。题目中提到的圆、半圆、椭圆和双曲线分别对应不同类型的环节。 5. **系统类型识别**：电动机的例子说明了控制系统中不同环节的特性，如微分环节、积分环节和惯性环节。这里指出电动机在忽略电枢电感后的特性。 6. **开环增益**：开环传递函数的计算涉及到系统增益，题目给出了计算开环增益的具体例子。 7. **二阶系统**：二阶系统的特征在于其自然频率ωn和阻尼比ζ。根据题目，可以分析系统是欠阻尼、临界阻尼还是过阻尼，并讨论其动态性能。 8. **系统性能指标**：改变ζ和ωn对系统性能的影响，如上升时间、峰值时间和调整时间，这些是衡量系统响应速度和稳定性的关键指标。 9. **微分环节的相频特性**：一阶微分环节的相频特性是-90°，题目给出了当频率等于时间常数时的相频角。 10. **最小相位系统**：最小相位系统的开环增益与系统性能的关系，开环增益越大，稳态误差越小。 11. **系统稳定性**：特征方程的根决定了系统的稳定性，题目考察了如何判断特征方程对应的系统稳定性状态。 12. **临界稳定条件**：通过开环传递函数确定闭环系统的稳定性，题目给出了临界稳定的条件。 13. **特征方程与实部特征**：特征方程的解对应系统的动态特性，正实部特征意味着不稳定的系统行为。 14. **单位反馈系统**：这类系统中，反馈信号是输出的直接比例，对于系统分析和设计具有重要意义。 以上知识点涵盖了自动控制原理的基本概念、分析方法和系统性能评估，是学习和掌握自动控制原理的重要内容。通过解答这些题目，学生可以加深对控制系统理论的理解，并提升分析和设计控制系统的能力。