自动控制原理试卷及答案D

《自动控制原理》是一门研究自动控制系统运行机制和设计方法的学科，主要涉及控制系统的设计、分析和优化。试卷中的题目涵盖了自动控制原理的基础概念、系统分析以及系统设计的关键点。 填空题涉及到的知识点包括： 1. 控制系统类型：恒值系统、随动系统和程序控制系统是按照输入量变化规律的三种基本类型。 2. 开环传递函数定义：它是闭环系统的反馈信号与偏差信号的拉普拉斯变换之比。 3. 二阶系统工程最佳参数：通常指的是阻尼比和自然频率，这两个参数对系统的响应速度和稳定性至关重要。 4. 系统稳态误差的影响因素：与系统的结构参数和控制信号形式有关。 5. 根轨迹起点和终点：根轨迹的起点是开环系统的极点，终点是开环系统的零点。 问答题部分涉及了： 1. 极点对二阶系统根轨迹和性能的影响：增加极点可能导致系统根轨迹右移，降低稳定性。 2. 幅相频率特性终点：通常为零，除非系统极点数等于或小于零点数，此时终点不为零。 3. 最小相位系统相位裕量：通过确保对数幅频特性在-20dB/十倍频处有足够宽的中频宽度来保证。 4. 采样器对开环系统脉冲传递函数的影响：有采样器时，总脉冲传递函数为各环节传递函数的乘积；无采样器时，则需先计算各环节传递函数再进行Z变换。 计算题部分考察了： 1. 有源网络传递函数的计算，需要利用电路理论和拉普拉斯变换解决。 2. 劳斯判据用于确定闭环系统的稳定性，通过计算劳斯阵列的系数来确定K值范围。 3. 传递函数的求解通常需要对系统结构进行分析，找出输入和输出之间的关系。 4. 系统稳态误差的计算，需要考虑输入信号类型和系统类型，对于I型系统，不同类型的输入会得到不同的稳态误差。 作图题要求： 1. 绘制根轨迹图，需要分析系统极点分布，判断系统稳定性，并讨论改善稳定性的方法，如调整控制器参数等。 2. 写出最小相位系统的开环对数幅频特性对应的相频特性，并确定相位裕量，这需要理解频率域分析的基本概念。 这些题目综合考察了考生对控制系统理论的理解，包括时间域和频率域分析，稳定性判断，传递函数计算以及系统设计优化等方面的能力。通过解答这些问题，考生可以深化对自动控制原理的掌握，并提升解决实际问题的技能。