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2021年江苏大学电气信息工程学院833自动控制理论考研核心题库之简答题精编

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本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写,涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案,针对性强,考研复习首选资料。

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【答案】炉温的动态调节过程为:炉内温度经热电偶测量转变为电信号,当炉内温度小于

设定的温度时,即,产生偏差信号u,经放大环节后,驱动电动机正向转动,经减速器调整自耦变压器的动点位置,从而提高加热电压,使炉内稳定升高,直到,此时电动机停止转动;反之亦然;

该系统的输入量为给定电压,输出量为炉温,偏差信号为u,被控对象为电炉,框图如图所示。

2.为什么二阶欠阻尼系统,阻尼比通常选择在0.4?0.8范围内工作。

【答案】因为系统阻尼比过小,系统反应迅速,超调量大;阻尼比过大,虽然超调量小,但系统反应缓慢,阻尼比选择在0.4?0.8基本能保证快速性和超调量不太大的要求。

3.何谓自动控制?开环控制和闭环控制各具存什么样的特点?

【答案】自动控制:在无人直接参与下,利用控制装置操纵被控对象,使被控量等于给定量。

开环控制特点:开环控制是按给定值控制,控制方式比较简单,但控制精度受到原理上的限制。

闭环控制特点:闭环控制为偏差控制,可以使反馈回路中的干扰信号得到抑制,因而控制精度较髙,但闭环控制有可能使系统不稳定。

4.若某系统的闭环传递函数为,则系统的单位阶跃响应一定无超调,这个说法正确吗?请说明理由。

【答案】这个说法不正确。本来应该是二阶过阻尼系统,无超调的,这里因为系统有闭环零点,且十分靠近虚轴,会削弱系统阻尼比,因而该系统可能有超调。

5.画出负反馈控制系统的组成框图,并说明各环节的作用。

【答案】负反馈控制系统的组成框图如图所示。

定值环节:产生参考输入或设定值。

比较环节:用于产生偏差信号用来控制。

放大环节:使偏差信号有足够大的幅值和功率。

校正环节:改善控制系统的性能,使系统能正常工作。

执行环节:偏差的控制作用驱动被控对象。

测量环节:测量被控量和控制量。

6.如图所示,要求:

(1)指出系统的输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象以及自动控制器的各部分组成,并画出原理方框图。

(2)说明该系统的基本工作原理。

【答案】(1)被控对象:电炉;

输出量:炉温;

给定信号:给定电压信号;

扰动量:外界环境温度。

自动控制系统部分包括:电位计、放大器、电机、减速器以及自耦调压器、热电偶。系统原理方框图如图所示:

(2)工作原理:当电炉温度低于设定值时,热电偶输出电压减小,偏差信号,经电压放大、功率放大后驱动电机正向转动,经减速器调整自耦变压器的动点位置,提高加热器的供电电压,使炉温升高。当炉温达到设定值时,,,电机停止转动,维持炉温为设定值。反之亦然。

7.如图所示,某负反馈系统,由线性元件G(s)和非线性元件N(A)组成,G(s)在右半平面没有极点。试从G(s)和的极坐标图判断说明a,b,c,d,e点中,哪些是稳定的极限环,哪些是不稳定的极限环?

【答案】曲线包围的复平面下部区域为系统不稳定区域,当曲线离开不稳定区域时产生的极限环是稳定的,即a,c,e点是稳定的极限环;当曲线进入不稳定区域时产生的极限环是不稳定的,即b,d点是不稳定的极限环。

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