自动控制原理-清华大学-课后习题答案.pdf

《自动控制原理》是自动化、电子工程等相关专业的重要课程，主要研究如何使系统在无人直接干预的情况下，通过控制装置使被控对象按照预期的方式运行。本篇内容涉及到的知识点包括自动控制的基本概念、控制系统的类型以及性能要求。 1. 自动控制定义： 自动控制是指在没有人直接参与的情况下，通过控制装置（如控制器）来调整被控对象（如机械、设备或生产过程）的工作状态或参数（被控量），使其自动地按照预设规律运行。给定量是期望系统输出按照的输入，即控制目标。扰动量则是对系统输出产生不利影响的因素，如外部环境的变化。 2. 控制系统类型： - 开环控制：控制装置与被控对象之间只有单向作用，输出量不会反馈到输入端，不能自我校正。 - 闭环控制：基于偏差进行控制，当被控量偏离期望值时，系统会自动调整，使两者趋于一致。 - 复合控制：结合了开环和闭环控制，既有预设的控制作用，又有根据偏差进行的反馈修正。 - 恒值控制：给定量恒定，目标是维持被控量不变，扰动发生时能快速恢复。 - 随动控制：给定量是未知的时间函数，要求输出跟随其变化。 3. 控制系统性能要求： - 稳定性：系统必须能够稳定运行，避免振荡或失稳。 - 快速性：响应速度快，能在短时间内达到期望状态。 - 准确性：控制精度高，输出尽可能接近给定值。 4. 传递函数与系统性能： 传递函数是控制系统理论中的关键概念，描述了系统输入与输出之间的关系。题目中涉及了多种传递函数的表示和计算，如2.1(a)至17. 传递函数5122334451224451225，这些都是分析系统动态特性和设计控制器的基础。 通过解答课后习题，学生可以深入理解自动控制原理，掌握系统建模、稳定性分析、性能指标计算等核心技能，为实际工程应用打下坚实基础。在学习过程中，应注意理论与实践相结合，通过具体问题的解决加深对概念和方法的理解。