自动控制原理考试详解与关键知识点

自动控制原理试卷是一份重要的专业考试材料，涵盖了自动控制理论的基础知识和概念。本试卷分为两部分，共计100分，包括填空题和选择题。 **一、填空题（每空1分，共15分）** 1. 反馈控制的核心在于通过测量系统的输出（反馈量）与期望输出之间的偏差，并据此调整控制输入，实现对系统状态的精确控制。 2. 复合控制根据补偿动作的不同，可分为前馈-反馈复合控制和前馈-动态前馈复合控制，前者针对未来干扰，后者则关注当前过程变量的变化。 3. 并联环节的等效传递函数可以通过将G1(s)和G2(s)简单相加来计算，即G(s) = G1(s) + G2(s)。 4. 由图1所示的二阶系统极点分布，无阻尼自然频率可通过极点位置计算得出；阻尼比由虚部与实部的比例确定；特征方程决定了系统的动态行为，单位阶跃响应曲线反映系统响应速度和衰减特性。 5. 单位脉冲响应给出了系统的动态响应特性，传递函数G(s)可通过拉普拉斯变换恢复出系统的动态关系。 6. 根轨迹描绘了闭环控制系统中根的轨迹，起始于开环零点，终止于开环极点。 7. 最小相位系统的相频特性决定其频率响应的稳定性，开环传递函数可以通过相频特性反推。 8. PI控制器是一种常用的控制器，其输入-输出关系具有比例(P)和积分(I)两个特性，引入积分环节可以改善系统的稳态精度和抗积分误差能力。 **二、选择题（每题2分，共20分）** 1. 负反馈虽然能提高系统稳定性，但不一定能保证闭环系统稳定，也不一定提升动态性能，且可能无法完全消除干扰，需要权衡各项因素。 2. 增加开环极点通常会降低系统稳定性，而B选项增加负反馈、C选项增加开环零点和D选项串联超前校正可以提高稳定性。 3. 特征方程分析表明，系统是否稳定取决于根分布，具体选项需结合方程分析判断。 4. 稳态误差大小反映了系统动态特性的类型和性能，不同的误差水平对应不同的系统特征。 5. 0°根轨迹的绘制条件通常与系统反馈结构有关，A、B和C选项描述的具体情况下可能需要绘制0°根轨迹。 6. 相角裕度是评估系统抗高频噪声和瞬态响应能力的关键指标，与开环传递函数密切相关。 总结来说，这张自动控制原理试卷主要考察学生对基础概念的理解，如反馈控制、复合控制、系统传递函数、根轨迹、相频特性、控制器设计等，并通过填空题和选择题的形式检验学生的理论应用能力和分析能力。理解并掌握这些知识点对于理解和解决实际工程问题至关重要。