第一章自动控制的一般概念

一． 是非题

1．开环控制是一种反馈控制（×）

2．开环控制的稳定性比闭环控制的稳定性要好（×） 3．线形系统的主要特点是具有齐次性和叠加性（√） 4．线性定常系统的各项系数是与时间有关的 （×）

5．闭环控制的控制精度在很大程度上由形成反馈的测量元件的精度决定的

（√）

6．自动控制就是采用控制装置使被控对象自动的按给定的规律运行，使被控

对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按给定的规律变化（√）

7．自动控制系统有两种最基本的控制形式即开环控制，闭环控制（√） 二．选择题

1．下述（D）不属于对闭环控制系统的基本要求。

（A）稳定性 （B）准确性 （C）快速性 （D）节能性

2．自动控制系统一般由（D）组成

（A）输入和输出 （B）偏差和反馈 （C）控制量和扰动

（D）控制器和被控对象

3． 在组成系统的元件中，（A），即为非线形系统 （A）只要有一个元、器件的特性是非线形的 （B）有且只有一个元、器件的特性是非线形的 （C）两个及两个以上的元、器件的特性是非线形的 （D）所有的元器件的特性都是非线形的 4．古典控制理论形成于（D）

（A）2000年前 （B）1000年前 （C）100年前 （D）20 世纪20-40年代

5．对于一个自动控制、系统的性能要求可以该概括为三个方面： （A）快速性和准确性

（A）稳定性 （B） 定常性 （C）振荡性 （D）抗干扰性 6．传递函数的概念除了适用于定常系统之外，还可以描述（A）系统 （A）线形时变 （B）非线性定常 （C） 非线形时变 （ D ）以上都不是

7．在控制系统中被控制的物理量是被控量，直接改变被变量的元件称为（A） （A）执行元件 （B）控制元件 （C）调节器 （D）测量元件 8．在通常的闭环控制系统结构中，系统的控制器和控制对象共同构成了（B） （A）开环传递函数 （B）前向通道 （C） 反馈通道 （D）闭环传递函数

9．下面数学模型中（D）是线形定常系统的外部描述

（A）传递函数 （B）微分方程 （C）频率特性 （D）前面三种都是

三．填空题

1．自动控制系统的两种最基本形式即开环控制 ，闭环控制 。 2. 闭环控制的实质，就是 利用负反馈的作用来减小系统的误差 。 3．随动系统又称伺服系统 。 4．自动调整系统又称恒值系统 。

5．能用线形常微分方程描述其输入与输出关系的称为 线形系统 。 6．线形系统的主要特点是具有 齐次性 ， 叠加性 。

7．线形常微分方程的各项系数都是与时间无关的常数，则为 线形定常系统 。 四．简答题

1．自动控制：即在不需要人直接参与的条件下，依靠控制器使受控对象按预定技术

要求进行工作，使被控量等于输入量（或使被控量与输入量保持某种函数关系）

2．控制系统：受控对象和控制器的总体，它能对受控对象的状态进行自动控制

3．开环控制方式：

开环控制方式是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。它可以分为按给定量控制和按扰动两种形式

4．闭环控制方式：

闭环控制是一种反馈控制，在控制过程中对被控制量（输出量）不断测量，并将其反馈到输入端与给定植（参考输入量）比较，利用放大后的偏差信号产生控制作用。

5．如题图1-2（a）、（b）所示两水位控制系统，要求 画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）； 分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。

答： .（1）题图1-2（a）中输出量为水池水位，给定输入量为Ug，扰动输入量为用水量。方块图如题图1-4所示。题图1-2（b）中输出量，扰动输入量同图1-2（a）。给定输入量为水位希望值，由浮球r、悬杆l、连杆两臂比及进水阀门等参数确定。

（2）题图1-2（a）中误差和扰动无关，即无差系统。图1-2（b）中误差与扰动有关。 6． 如题图1-3所示炉温控制系统，要求（1）指出系统输出量、给定输入量、扰动

输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图；（2）说明该系统是怎样得到消

除或减少偏差的。

答： 由题图1-3所示，给定毫伏信号是给定输入量；炉内加热物件和其他影响炉温的外界因素是扰动输入量

是系统被控对象；热电偶、电压放大器、功率放大器、减速器、自耦调压器以及产生给定毫伏信号的给定器构控制器；电压放大器和功率放大器是放大元件，可逆电动机和减速器执行机构；热电偶为测量元件。

热电偶将温度信号转换为电信号，反映炉温，其输出电势与给定毫伏信号之差为偏差信号。偏差经电压放大和功率放大后带动可逆电机旋转，并经减速器使自耦调压器的活动触点移动，从而改变加在加热器两端的电压。控制系统方块图如题图1-5所示，图中比较元件是由线路连接上实现的，连接方式是负反馈。

7．开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？

答：开环控制是在控制器与被控对象之间只有正向控制作用没有反馈作用， 系统的输出量对控制量没有影响。缺点：系统的精度取决与元器件的精度 和特性调整的精度。对系统的内扰和外扰影响调节作用不好

闭环控制是利用负反馈的作用来减小系统的误差，因此系统的输出量 对控制量有直接影响，具有自动修正被控量偏离给定值的作用，因而可以 抑制系统的内扰和外扰所引起的误差达到自动控制的目的

8．对自动控制系统基本的性能要求是什么？最主要的要求是什么？