程鹏版自动控制原理复习题详解与系统传递函数求解

自动控制原理是工程领域中的核心课程，它涉及到系统分析、设计和控制策略的理论基础。程鹏版的复习题集合了重要的知识点，旨在帮助学生更好地理解和掌握课程内容。以下是从提供的材料中提炼出的关键知识点： 1. 结构图等效化简与梅逊公式： - 结构图等效化简是一种简化控制系统传递函数的方法，通过合并或替代部分环节，使得复杂的系统可以用更简单的表达式表示。在图1中，通过等效化简，我们看到一个包含多个元件的系统被转化为单一的传递函数。 - 梅逊公式则是用于计算多输入多输出系统传递函数的工具，它考虑了系统的前向通路和回路的数量。在给出的示例中，图2-3有1个回路和2条前向通路，通过梅逊公式计算得出的传递函数反映了系统的动态特性。 2. 传递函数求解： - 对于图1和图2-3的系统，分别使用结构图等效变换和梅逊公式计算其传递函数，这展示了如何在实际问题中应用这两种方法。在图1中，有不同数量的前向通路和回路，每种情况下传递函数的表达式都有所不同。 3. 系统参数确定： - 在图2（a）的系统中，通过单位阶跃响应曲线推导出系统的闭环传递函数，并利用该函数确定系统参数。这涉及到了系统动态响应与传递函数之间的关系。 4. 二阶系统分析： - 图2所示的典型二阶系统，其单位阶跃响应提供了确定闭环传递函数的线索。通过对阶跃响应曲线的分析，可以计算出系统的极点位置，进而得到闭环传递函数的形式。 5. 稳定性与振荡频率： - 例5和例6涉及开环传递函数的分析，特别是在单位负反馈系统中。通过特征方程和劳斯判据，学生可以学习如何确定系统的稳定性条件以及如何调整参数以实现特定频率的稳态振荡，这对于理解闭环控制系统的稳定性至关重要。 这些题目不仅考察了基本的传递函数计算，还涵盖了系统分析的实践技巧，如判断系统稳定性和控制参数的设计。掌握这些知识点对于理解和解决实际控制系统的问题具有重要意义。