2024自动控制原理经典考题67个

【自动控制原理经典考题解析】 自动控制原理是电气工程及其自动化、机械工程等相关专业的核心课程，本考题集来自北京航空航天大学，主要用于考研复习。以下是根据题目内容解析的一些关键知识点： 1. 控制系统的数学模型包括：传递函数、状态空间模型、频率响应函数和 simulink 模型。这些模型在分析和设计控制系统时起着至关重要的作用。 2. 控制系统性能的基本要求是稳定性、快速性（上升时间）、准确性（稳态误差）和抗干扰能力。 3. 系统输出响应的稳态分量由输入信号决定，瞬态分量则由闭环传递函数的极点位置决定。极点的位置影响了系统的动态响应。 4. 对于二阶系统的最佳阻尼比 ξ=0.7，改善系统性能的措施通常包括增加阻尼比或调整自然频率 ωn。这样可以平衡系统稳定性和响应速度。 5. 系统的开环对数频率特性的低频段影响稳态性能，中频段影响系统的稳定性和快速性，高频段影响系统的抗干扰能力。 6. 连续控制系统稳定的充要条件是所有闭环特征根位于S平面的左半平面；采样（脉冲）控制系统稳定的条件是所有闭环特征根位于Z平面的单位圆内。 7. 采样开关的数学表达式通常用离散时间信号表示，零阶保持器的传递函数为1/(1-z^-1)，用于保持采样前的状态。 8. 一阶后向差分和二阶后向差分是数值积分方法，用于近似连续信号的导数。 9. 香农采样定理指出，为了不失真地恢复一个带限信号，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍，即奈奎斯特定理。 10. 采样脉冲幅值 f(kT)与时间序列 z^-k 相关联，表示在不同采样时刻的信号值。 11. 二阶微分系统中，ξ是阻尼比，ωn是无阻尼自然频率。ξ>1表示过阻尼，0<ξ<1表示欠阻尼，此时ωd代表阻尼频率。 12. PD、PI和PID调节器分别是比例-微分、比例-积分和比例-积分-微分校正装置，分别用于改善系统的响应速度、稳态误差和动态性能。 13. 采样定理表明采样频率与信号最高频率的关系，其中采样周期Ts和奈奎斯特频率fs是关键参数。 14. 积分环节、微分环节和惯性环节的传递函数分别对应不同的动态特性，如积分器负责消除稳态误差，微分器提高系统响应速度，惯性环节模拟物理系统的惯性。 15. 系统的稳定裕量γ和相位裕量γ衡量系统的稳定性和响应速度。 判断题部分涉及到了线性定常系统、开环增益、系统稳定性的条件、校正方法的影响等，强调了理论知识的应用。 题目还包含绘制传递函数、判断系统稳定性、设计校正装置等问题，这些都是自动控制原理学习中的重要实践操作。 通过解答这些题目，学生可以深入理解控制系统的数学描述、性能分析、稳定性判据以及控制器设计的基本概念，为后续的系统设计和控制策略优化打下坚实基础。