华工2020《自动控制原理》随堂练习答案.docx

在自动控制原理中，闭环控制系统是一种重要的系统类型，它与开环控制系统的主要区别在于引入了反馈机制。闭环系统通过检测输出量并与期望的给定值进行比较，形成偏差信号，然后利用这个偏差来调整控制信号，以减少或消除偏差，从而提高系统的控制精度和适应性。在题目中，选项B "控制精度较低" 是闭环系统的特点不包含的，因为闭环系统通常能够实现更高的控制精度。 负反馈是闭环系统的核心组成部分，它将系统的输出反向连接到输入，形成一个闭合回路，有助于稳定系统并抑制扰动。例如，在火炮自动瞄准系统中，输入信号是目标的位置，系统需要被控量（即火炮的瞄准角度）精确跟随目标的运动，这就需要高精度的负反馈控制。 随动控制系统是一种典型的闭环控制系统，它的目标是使被控量迅速且准确地跟踪输入信号的变化，如题目中提到的火炮自动瞄准系统。这类系统对快速性和准确性有较高的要求，以确保被控量能及时响应输入信号的变化。 自动控制系统的性能通常通过稳定性、快速性和准确性来衡量。稳定性是指系统在受到扰动后能否恢复到平衡状态；快速性指的是系统响应输入信号的速度；准确性则是指系统达到期望输出的能力。这些性能可以通过调整系统参数、采用不同的校正元件（如PID控制器）来优化。 线性系统和非线性系统是描述控制系统动态特性的两种基本类型。线性系统遵循叠加性和齐次性原则，这意味着系统的输出是输入的线性组合。而非线性系统则不满足这些性质，其行为可能更加复杂，但可以通过线性化方法在某些特定工作点附近进行近似分析。 控制系统的数学模型是理解和设计控制策略的基础。微分方程、传递函数、频率特性以及结构图都是描述系统动态行为的工具。传递函数是在复域中表示系统动态特性的数学模型，通过拉普拉斯变换可以从微分方程得到。而根轨迹法和频域分析则分别用于时域和频域内研究系统的稳定性。 自动控制原理涉及了控制系统的分类、设计、分析和优化，涵盖了从基础概念如闭环控制、负反馈，到高级技术如系统建模、控制器设计等多个方面。这些知识点对于理解自动化工程中的各种控制问题至关重要。