自动控制理论试题与解析

"自动控制原理试题库，来源于丽水学院工学院自动化专业，试卷涵盖全面" 自动控制原理是控制系统设计与分析的基础理论，它主要研究如何使系统在外界扰动或未知条件的影响下，仍能保持预定的运行状态。这份资源包含了一套2011年的自动控制理论试题，试题涵盖了填空题和选择题，涉及了自动控制的多个核心概念。 1. 反馈控制是自动控制的一种基本类型，它通过比较期望值（设定值）与实际输出（反馈量）的差值，即偏差，来调整控制器的输出，以减少这种偏差，实现系统的稳定。 2. 复合控制结合了前馈控制和反馈控制。前馈控制是基于对扰动的预测来补偿系统的响应，而按偏差的前馈复合控制则是根据系统的误差进行补偿。另一种是按扰动的前馈复合控制，直接针对预期的扰动进行控制。 3. 两个传递函数G1(s)和G2(s)并联连接的等效传递函数G(s)可以通过将它们相加得到，即G(s) = G1(s) + G2(s)。 4. 典型二阶系统的极点分布影响了系统的动态特性，如无阻尼自然频率wn和阻尼比ζ。极点的位置决定了系统的响应速度和稳定性。特征方程通常为s² + 2ζwns + wn² = 0，而单位阶跃响应曲线会呈现出过冲、振荡和调整时间等特征。 5. 单位脉冲响应与传递函数之间存在关系，可以通过拉普拉斯变换逆变换找到传递函数G(s)。 6. 根轨迹起始于开环增益为1的根，终止于闭环增益为0的根，它揭示了系统稳定性与增益的关系。 7. 相频特性与开环传递函数密切相关，通过相频特性可以反推开环传递函数的形式。 8. PI控制器结合了比例控制和积分控制，能够减少稳态误差，并提高系统的稳态性能。 选择题部分涉及了负反馈对系统性能的影响、稳定性改进策略、特征方程与系统稳定性的关系、稳态误差分析、根轨迹绘制条件、频域与时域性能指标的对应关系、幅频特性和系统稳定性的判断，以及相角裕度对系统性能的意义。 这些题目综合考察了考生对自动控制原理的理解，包括反馈控制机制、系统稳定性分析、控制系统的动态响应、前馈与反馈复合控制、传递函数、根轨迹分析、控制器设计以及性能指标的评估。通过解答这些题目，学生可以深入理解自动控制的基本概念和应用。