西工大、西交大自动控制原理期末及考研试卷汇总.pdf
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西工大、西交大自动控制原理期末及考研试卷汇总
1、（8分）化简下图所示的系统结构图，求传递函数C(s)
2、（9分）下图是仓库大门自动控制系统原理示意图，试画出系统方框图，并说明系统自动控制大门开闭的工作原理。
3、（10分）设具有单位负反馈的随动系统开环传递函数为
G(s)=
（1）试求系统的静态误差系数Kp、Kv、
（2）试求当输入信号为r(t)=1(t)+2t+t
4、（12分）某控制系统如下图：
（1）α=0时，求调节时间ts、最大超调量σ%
（2）确定α值，使得闭环系统的阻尼比ζ=0.6，并确定此时调节时间ts，最大超调量σ%
5、（12分）已知系统特征方程为s3+2s2+3s+Ks
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西工大、西交大自动控制原理答案.ppt
4-14解：分别以分离点坐标代入特征方程中可得对应的K*值：0.536，7.464。 （6）产生纯虚根的K*值。 令s=jw带入特征方程中可得： K*=2， -0.732 2.732 4-17解： 负反馈时 0k*12时系统稳定 4-17) 4-17解： 正反馈时 极点：0，0，-2，-4，零点：-1 实轴上根轨迹：[-4，-2] ；[-1，∞] 渐近线：n-m=3条：夹角：±2π/3，2π。交点： (-4-2+1)/3=-5/3; 分离点： 试凑得：d=-3.08 4-17解： 正反馈时 系统始终不稳定 4-17) 5-2解： 求传递函数，然后用jw替换s即可。 注意：由单位阶跃
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理4.2 根轨迹绘制的基本法则1.pptx
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4 线性系统的根轨迹法
4.1 根轨迹法的基本概念
一、根轨迹
二、根轨迹与系统的性能
三、根轨迹法
四、闭环零、极点与开环零、极点的关系
五、根轨迹方程
3
根轨迹：当系统的某个参数由零到无穷大变化时，系统闭
环特征根(极点)在 平面上移动(变化)的轨迹。
复习
4
下列说法正确的有
根轨迹的前提条件通常是开环传递函数
根轨迹的前提条件通常是闭环传递函数
根轨迹表达的是开环极点的轨迹
根轨迹表达的是闭环极点的轨迹
A
B
C
D
提交
5
1、稳定性
以[例1]系统为例分析根轨迹与系统性能之间的关系
二、根轨迹与系统的性能
6
2、稳态性能
系统稳态误差的要求
二、
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理4.3 广义根轨迹.pptx
1
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4 线性系统的根轨迹法
4.2 根轨迹绘制的基本法则
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（1） 根轨迹的分支数
（2） 根轨迹的连续性和对称性
（3） 根轨迹的起点和终点
（4） 根轨迹的渐近线
（5） 实轴上的根轨迹
（6） 根轨迹的会合点和分离点
（7） 根轨迹的起始角（出射角）和终止角（入射角）
（8） 根轨迹与虚轴的交点
（9） 闭环特征根（闭环极点）的和与积
（10） 开环根轨迹增益 (或开环增益 )的求取
复习
4
系统的闭环特征方程
根轨迹方程
系统的闭环传递函数
幅值条件
相角条件
充要条件
复习
5
（7） 根轨迹的起始角（出射角）和终止角（入射角）
复习
6
（8） 根轨迹与虚轴的交点
法
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.4 高阶系统的时域分析.pptx
1;2;3;4;5;6;7;8;9;过阻尼二阶系统响应缓慢，通常不被采用
分析过阻尼二阶系统动态过程的意义：
在某些特殊情况下(如低增益、大惯性的温控系统)
在不允许出现超调而又希望响应速度较快的情况下
许多高阶系统可以用过阻尼二阶系统近似;过阻尼二阶系统的单位阶跃响应为：;12;二阶系统过阻尼单位阶跃响应为超越方程，求解困难。
可用近似公式来计算延迟时间：;这里的 定义为响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间。
利用近似公式：;过阻尼二阶系统的调节时间特性;16;解：系统闭环传递函数为：;调节时间需查表求取。先求T1，T2，T1/T2：;[例2] 若已知上一例中系统的
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.3 二阶系统的时域分析.pptx
自动控制原理0 回顾一阶线性定常系统时域分析控制信号时间响应数学模型一个实质：微分方程求解两个约定：零初始条件+典型输入信号三个性能分析：稳定性+阻尼性+快速性0 回顾一、 二阶系统的数学模型一般形式标准形式单选题1分某二阶系统的时间常数为1、比例系数为2，则其传递函数为：ABC提交0 回顾一、 二阶系统的数学模型特征方程及其根：可见，二阶系统的时间响应取决于 。0 回顾一、 二阶系统的数学模型1、负阻尼情况2、无阻尼情况3、欠阻尼情况4、临界阻尼情况5、过阻尼情况3.3 二阶系统的时域分析一、二阶系统的数学模型二、二阶系统的单位阶跃响应三、欠阻尼二阶系统的动态过程分析四、过阻尼二
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西工大与西安交大期末复习考研备考1.2 自动控制的一般概念2.pptx
1;2;3;1 前向通路：信号从输入端沿箭头方向到达输出端的传输通路。 ;3 主回路：前向通路与主反馈通路一起构成主回路 。 ;7 被控对象 ;10 控制量：与希望的预定规律（值）相对应的物理量。 ;【例】：转速控制系统 ;被控对象----电动机；
被控量----电动机的转速；
控制量----电压信号Ur；
干扰量----电动机所带的负载转矩及电源波动，主要是负载转矩；
外作用----有用信号和干扰量；
反馈量----测速发电机的电压。;可画出电动机转速控制系统的方块图为： ;11;本章基本要求;13;14;电风扇的控制系统;;17;18;19;20;21;22;23;24;25;26;27;
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西工大与西安交大期末复习考研备考1.1 自动控制的一般概念1.pptx
1;2;概 述;自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制装置使被控对象自动的按预定的规律运行。;5;地位：工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。; 自动控制原理主要阐述的是有关反馈控制技术的基础理论，是一门理论性较强的工程科学，它从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计，它是与所有工程技术相关的技术基础课——工程中的数学。;8;9;10;11;12;13;从时间和理论特点上，自动控制理论分为两个阶段：经典控制理论、现代控制理论。;;;17;18;19;20;21;22;23;24;第一章 自动控制的一般概念;本章基本要求;27;28;29;30;31;32;33;;
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西工大、西交大自动控制原理 第一章 自动控制的一般概念_1_2.ppt
（2）对控制系统提出的基本要求 稳定性的要求：系统进行工作最基本、最首要的条件就是一定要稳定──“稳”； 动态性能的要求：系统的动态性能表现在快速性和阻尼性上──“快”； 稳态性能要求：稳态时系统输出要尽可能的复现输入，表现在稳态误差要小──“准”。 3 自动控制系统的研究内容和研究方法 研究内容 （1）对系统进行分析 已知系统的结构和参数，确定系统的性能指标，并讨论系统的性能指标与系统结构、参数之间的关系。 （2）对系统进行设计 已知系统要完成的控制任务及应达到的性能指标，确定系统的结构和参数。 系统分析 系统设计（频域） 线性系统 非线性系统 时域分
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西工大、西交大自动控制原理自动控制理论1-2章答案.ppt
Edit your company slogan 通过方框图变换，求如图所示系统的传递函数。 Edit your company slogan 通过方框图变换，求如图所示系统的传递函数。 Edit your company slogan 通过方框图变换，求如图所示系统的传递函数。 第二章 思考题： 对一个确定的自动控制系统， 它的微分方程、 传递函数和系统方框图的形式都将是唯一的。 这种说法对吗？为什么？ 系统的传递函数与输入有关吗？ 系统的传递函数与初始条件有关吗？ Edit your company slogan 第二章 2-4： 解：(a) (b)： Table 第二章 2-5：
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自动控制原理西工大讲.ppt
自动控制原理 绘制根轨迹法则小结 §4.2 绘制根轨迹的基本法则（20） §4.2 绘制根轨迹的基本法则（21） 自动控制原理 （第 15 讲） §4.3 广义根轨迹（0） §4.3.1 参数根轨迹（1） §4.3.1 参数根轨迹（2） §4.3.1 参数根轨迹（3） §4.3 零度根轨迹（0） 绘制零度根轨迹的基本法则 §4.3.2 零度根轨迹（1） §4.3.2 零度根轨迹（2） §4.3.2 零度根轨迹（3） §4.3.2
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.6 线性系统的稳态误差计算2+4.1 根轨迹法的基本概念.pptx
1;2;3;4;5;6;7;8;应用静态误差系数直接求系统稳态误差(终值)的注意点;;要使系统稳定，应满足必要条件：;[例2];;这是一个Ⅰ型系统， ；其静态误差系数为：;;用终值定理与静态误差系数法求稳态误差的局限 ;17;干扰信号 引起的系统误差：;干扰 作用下系统稳态误差(终值)的相关因素;进一步：当 时，;21;22;结论：
当干扰 为阶跃、斜坡或加速度函数时，
干扰 引起的系统稳态误差的终值 ，
只与：;24;A：增加开环
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.5 线性系统的稳定性分析1.pptx
1;2;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;14;15;16;17;18;19;20;1940年11月7日，一阵风引起了桥的晃动，而且晃动越来越大，直到……。;控制系统常遇到的扰动包括：;23;24;25;设线性系统初始条件为零，作用一个单位脉冲信号 , ;根据稳定性定义，当 ，脉冲响应 ;为常数 。;;;;;;34;35;36;设系统特征方程式的一般形式为：
将方程式中的系数排列成一个 n 阶行列式 ;定义各阶Hurwitz行列式为;Hurwitz稳定判据;[例1];41;林纳德－奇帕特稳定判据：系统稳定的充要条件为：
A:系统特征方程式各项系数符号相同
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.5 线性系统的稳定性分析2.pptx
1;2;3;;;系统稳定的必要条件：
特征方程式各项系数符号相同，且均不为零。;7;林纳德－奇帕特稳定判据：系统稳定的充要条件为：
A:系统特征方程式各项系数符号相同，且均不为零；
B:奇数阶（或偶数阶）Hurwitz 行列式均大于零。;9;;;;13;;;;;18;【例5】分析系统稳定性,系统特征方程为： ; 用因子 乘以原特征方程（ 为任意正数），然后对新特征方程用劳思判据判断。 ;21;新劳思表：; 用一个小正数 代替0，继续用劳思判据判断。 ; 所以：(1)第三行第一个元素小于0，系统不稳定;
(2)系统有两个右根。
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西工大与西安交大期末复习考研备考自动控制原理3.6 线性系统的稳态误差计算1.pptx
1;2;;;;;7;稳态性能：控制系统的另一个重要特性;9;10;A：从输出端定义;B：从输入端定义;非单位反馈则有： 或;的两个分量：暂态分量 稳态分量;若;;称由输入量 引起的误差为
称由其它输入或干扰量 引起的误差为;18;注意：使用终值定理的条件：;系统结构图为
当输入信号为 时，试求系统的稳态误差 。;[例1];求稳态误差：;23;24;25;26;27;28;29;30;31;32;33;34;35;36;37