《控制工程基础》练习题.doc

1 《自动控制原理》练****题一、填空题 1 、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时, 称为开环控制系统; 当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统。 2 、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 3、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 稳定性、快速性和准确性。 4 、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。 5 、两个传递函数分别为 G 1 (s) 与G 2 (s) 的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 G(s) ,则 G(s) 为G 1 (s) +G 2 (s) 。 6 、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为( ) G s ,则该系统的开环传递函数为( ) G s 。 7 、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据; 在频域分析中采用奈奎斯特判据。 8 、奈奎斯特稳定判据中, Z=P-R ,其中 P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数,Z 是指闭环传函中具有正实部的极点的个数,R指奈氏曲线逆时针方向包围(-1, j0) 整圈数。 9 、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 10 、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法,叫系统的数学模型, 在古典控制理论中系统数学模型有、等。 11 、最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。二、简答题 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小,请从时域指标和频域指标两方面说明该系统会有什么样的表现?并解释原因。答: 如果二阶控制系统阻尼比小, 会影响时域指标中的超调量和频域指标中的相位裕量。 2. 说明开环控制系统和闭环控制系统的主要优缺点? 2 三、建立如图 1 所示电路的动态微分方程,并求传递函数。图1 解: 1 、建立电路的动态微分方程根据 KCL 有2 00i1 0i)t(u )]t(u)t( d[u )t(u)t(uRdt CR ????即)t(u )t(du )t(u)( )t(du i2 i21021 021Rdt CRRRRdt CRR???? 2 、求传递函数对微分方程进行拉氏变换得)(U)(U)(U)()(U i2i21021021sRs Cs RRsRRs Cs RR????得传递函数 2121 221i 0)(U )(U)(RR Cs RR R Cs RRs ssG?????四、写出下图所示系统的传递函数( ) ( ) C s R s 。 3 解:传递函数 G(s): 根据梅逊公式 1 ( ) ( ) ( ) n i i iP C s G s R s ??? ??? 4 条回路: 1 2 3 ( ) ( ) ( ) L G s G s H s ??, 2 4 ( ) ( ) L G s H s ??, 3 1 2 3 ( ) ( ) ( ), L G s G s G s ?? 4 1 4 ( ) ( ) L G s G s ??无互不接触回路。特征式: 4 2 3 4