第一篇：自考(2306)自動控制理論試題答案總結
簡答
1、什么是開環控制：只有正向通道而無反饋，即輸出量對控置量無影響的控制方式。
2、家庭常用的衛生間馬桶的水位控制系統是開環控制還是閉環控制？
試說明其工作原理：該系統是閉環控制；水箱原來處于平衡狀態，q1(t)=q2(t)=0.如果打開閥門放水，完畢后關上閥門，h(t)發生變化，水位下降，Δh變大，通過浮子反饋到執行機構。機械杠桿帶動活塞打開，q1（t）變大，使Δh變小，浮子上浮，活塞也上升，直至達到新的平衡狀態。
3、若某系統開環穩定，則閉環穩定的充要條件是什么？ 開環Nyquist曲線不包圍（-1，j0)點。
4、若系統開環傳遞函數為 G(s)H(s), 試寫出繪制其根軌跡的幅角條件和幅值條件。GH幅值=1，GH相位=180（2q+1).5、自動控制系統的數學模型有哪幾種？ 微分方程、傳遞函數、差分方程、狀態方程等.6、試寫出 PID 控制器的傳遞函數：Kp+Ki/s+Kd*s
7、試寫出積分環節 的幅頻特性、相頻特性、實頻特性和虛頻特性：A(w)=1/w,phi(w)=-90,X(w)=1/w,Y(w)=0.8、根軌跡的若干條分支相交于一點時，交點表示特征方程有何性質？
根軌跡的若干條分支相交于一點時，交點表示特征方程在增益K為某一數值時有重根.9、對自動控制系統的性能主要有哪幾方面的要求？ 穩定性、快速性和準確性
10、為什么在控制系統分析中，常采用階躍函數作為典型輸入信號？
由于階躍函數輸入信號在起始時變化非常迅速，對系統來說是一種最不利的輸入信號形式。如果系統在階躍函數輸入下的性能滿足要求，則可以說，系統在實際輸入信號下的性能也一定能令人滿意。故常采用其作為典型輸入信號.11、試寫出微分環節 的幅頻特性、相頻特性、實頻特性和虛頻特性：A(w)=w,phi(w)=90,X(w)=w,Y(w)=0.12、在用勞斯判據判斷系統的穩定性時，如果勞斯表的某行所有元素均為0，說明什么問題？應該如何處理？
如果勞斯表的某行所有元素均為0，說明存在共軛虛根或共軛復數根。處理方法：以不為零的最后一行的元素為系數構造輔助多項式，其次數為偶數；求輔助多項式對s的導數；用求導后多項式的系數代替全零行繼續完成勞斯表.13、什么叫相對穩定性？一般用哪些指標衡量？
穩定性是指在擾動消失后，系統由初始偏差狀態恢復到原來平衡狀態的能力。相對穩定性是指穩定性的大小即穩定程度。衡量指標主要有相位裕度、幅值裕度等。
14、閉環控制系統有什么優缺點？ 閉環控制系統:優點——控制精度高；缺點——結構較復雜，成本高。
15、閉環頻率特性的性能指標主要有哪些？
諧振峰值、諧振頻率、帶寬頻率。
16、控制系統的校正方式一般有哪幾種？很少單獨使用的是哪一種？
控制系統的校正方式一般有串聯校正、并聯校正、局部反饋校正和前饋校正四種。前饋校正很少單獨使用。
17、單輸入單輸出系統的狀態空間描述為pX=[0 1;0-1]X+[0;1]u , Y=[1 0]X，試寫出系統的傳遞函數和特征方程。：1/[s(s+1)]，s（s+1)=0.18、若某系統開環穩定，則閉環穩定的充要條件是什么？：開環Nyquist曲線不包圍（-1，j0）點 名詞解釋：
1、什么叫諧振峰值？：閉環頻率特性曲線所能達到的最大值
2、負載效應：僅當由于負載的變化而引起輸出穩定量的變化的效應稱為負載效應。測量系統和被測對象之間、測量系統內部各環節之間互相聯接必然產生相互作用。接入的測量裝置，構成被測對象的負載；后接環節總是成為前面環節的負載，并對前面環節的工作狀態產生影響。兩者總是存在著能量交換和互相影響，以致系統的傳遞函數不再是各組成環節傳遞函數的疊加（如并聯時）或相乘（如串聯時）
3、超前校正：超前校正是控制系統中的一種校正方法,使用時需要獲得校正指標，一般用電阻和電容就可連接而成·超前校正的實質是通過對系統引入相位超前校正環節來改變系統的頻率特性。
4、根軌跡：根軌跡是開環系統某一參數從零變化到無窮大時，閉環系統特征根在s平面上變化的軌跡。可分成常義根軌跡和廣義根軌跡。根軌跡有180度、零度根軌跡和參量根軌跡。
5、諧振頻率：諧振頻率就是電路發生諧振時電量的頻率。在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯，可能出現在某個很小的時間段內：電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。而在另一個很小的時間段內：電容的電壓逐漸降低，而電流卻逐漸增加；與此同時電感的電流卻逐漸減少，電感的電壓卻逐漸升高。電壓的增加可以達到一個正的最大值，電壓的降低也可達到一個負的最大值，同樣電流的方向在這個過程中也會發生正負方向的變化，此時我們稱為電路發生電的振蕩。
6、截止頻率：即帶寬頻率，系統閉環幅頻特性幅值為初值的0.707倍時的頻率值。
7、反饋：反饋又稱回饋，是現代科學技術的基本概念之一。一般來講，控制論中的反饋概念，指將系統的輸出返回到輸入端并以某種方式改變輸入，進而影響系統功能的過程，即將輸出量通過恰當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程。反饋可分為負反饋和正反饋。在其他學科領域，反饋一詞也被賦予了其他的含義，例如傳播學中的反饋，無線電工程技術中的反饋等等。
8、閉環控制系統：一個控制系統，如果在其控制器的輸入信號中包含來自受控對象輸出端的被控量的反饋信號，則稱為閉環控制系統。
9、最大超調量：動態響應曲線偏離穩態值的最大偏差值。
10、開環控制：一個控制系統，如果在其控制器的輸入信號中不包含受控對象輸出端的被控量的反饋信號，則稱為開環控制系統。
11、調整時間：響應曲線達到接近穩態值的+-5%之間所需要的時間。
非最小相位系統：對于閉環系統，如果它的開環傳遞函數極點或零點的實部小于或等于零，則稱它是最小相位系統。
12、穩定性：穩定性，系統受到擾動后其運動能保持在有限邊界的區域內或回復到原平衡狀態的性能。穩定性問題是自動控制理論研究的基本問題之一。穩定性分為狀態穩定性和有界輸入-有界輸出穩定性。
13、不接觸回路：兩個回路互不接觸，也就是兩個回路沒有公共點，沒有公共邊，沒有共用的前向通道或反饋畫出信號流圖，若圖中有兩個回路互不接觸，也就是兩個回路沒有公共點，沒有公共邊
14、狀態變量：能確定系統運動狀態的最少數目的一組變量。
15、輸入節點：只有輸出支路的節點。
混合節點：既有輸入支路又有輸出支路的節點叫混合節點。
16、穩態誤差：控制系統在典型輸入信號的作用下，響應的穩態值與希望的給定值之間的偏差。當系統從一個穩態過度到新的穩態，或系統受擾動作用又重新平衡后，系統可能會出現偏差，這種偏差稱為穩態誤差。
17、自環：從某節點出發，不經過其他節點又回到該節點形成的回路
18、閉環控制系統有什么優缺點？：優點——控制精度高；缺點——結構較復雜，成本高。填空
1、二階系統的階躍響應曲線為單調上升過程時，阻尼比ξ為(大于1)
2、傳遞函數G(s)=EXP(-Ts)的環節稱為(滯后)環節。3、1型系統對于斜坡輸入的穩態誤差為(常數)4、1型系統對于拋物線輸入的穩態誤差為(無窮大)
5、線性定常系統的傳遞函數，是在(零初始)條件下，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。
6、若系統的狀態方程為pX=[0 1;0-1]X+[0;1]u，則該系統的特征根為(0,-1)
7、若兩個環節的傳遞函數分別為G1和G2，則它們串聯后的等效傳遞函數為（G1G2）
8、在單位斜坡輸入信號作用下，Ⅱ型系統的穩態誤差為(0)
9、滯后-超前校正裝置奈氏圖的形狀為一個（圓）。
10、一階系統的時間常數T越小，則輸出達到穩態值的時間越（短）。
計算題
1、單位反饋系統的開環傳遞函數為
試確定參數K、a 的取值范圍，使系統穩定。
答： ,φ(ωx)=-0.8ω-arctanω，令φ(ωx)=-0.8ωx-arctanωx=-180°，得ωx=2.45s-1。根據奈氏判據，要使系統穩定，應有，即，則K2.65。所以a>0|0
2、求圖示RC網絡的單位脈沖響應答： sCR1R2|sCR1R2+R2+R1
3、單輸入單輸出系統的狀態空間描述為試寫出系統的傳遞函數和特征方程。答：C|sI-A|B|D|0
第二篇：自考自動控制理論(二)知識要點總結
第一章
概論
第一節 自動控制和自動控制系統的基本概念
1.自動控制：應用控制裝置自動的、有目的地控制或調節機器設備或生產過程，使之按照人們規定的或者是希望的性能指標運行。
2.常規控制器的組成：⑴定值元件。⑵比較元件。⑶放大元件。⑷反饋元件。第二節
自動控制系統的分類
一、按自動控制系統是否形成閉合回路分類：
1.開環控制系統：一個控制系統，如果在其控制器的輸入信號中不包含受控對象輸出端的被控量的反饋信號，則稱為開環控制系統。
2.閉環控制系統：一個控制系統，如果在其控制器的輸入信號中包含來自受控對象輸出端的被控量的反饋信號，則稱為閉環控制系統，或稱為反饋控制系統。
二、按信號的結構特點分類：
1.反饋控制系統：是根據被控量和給定值的偏差進行調節的，最后使系統消除偏差，達到被控量等于給定值的目的。2.前饋控制系統。3.前饋—反饋復合控制系統。
三、按給定值信號的特點分類：
1.恒值控制系統：若自動控制系統的任務是保持被控量恒定不變，也即是被控量在控制過程結束在一個新的穩定狀態時，被控量等于給定值。
2.隨動控制系統：它又稱隨動系統，它是被控量的給定值隨時間任意變化的控制系統，隨動控制系統的任務是在各種情況下使被控量跟蹤給定值的變化。
3.程序控制系統：在這類系統中，被控量的給定值是一個已知的時間函數，控制的目的是要求被控量按確定的給定值時間函數來改變。
四、按控制系統信號的形式分類：
1.連續時間系統：當控制系統的傳遞信號都是時間的連續函數，這種系統稱之為連續（時間）控制系統。連續控制系統又常稱作為模擬量控制系統。
2.離散（時間）控制系統：控制系統在某處或幾處傳遞的信號是脈沖系列或數字形式的在時間上是離散的系統，稱為離散控制系統或離散時間控制系統。第四節
對自動控制系統的性能要求 1.控制系統的動態過程有哪幾種？
答：⑴單調過程。⑵衰減振蕩過程。⑶等幅振蕩過程。⑷漸擴震蕩過程。2.自動控制系統的性能要求：⑴穩定性。⑵快速性。⑶準確性。
第二章
自動控制系統的數學模型
第一節 微分方程、垃氏變換和傳遞函數
1.描述自動控制系統輸入、輸出變量以及內部各變量之間關系的數學模型。例如微分方程、差分方程、傳遞函數、狀態方程等。
2.描述自動控制系統的動態過程和動態特性最常用的方法是建立微分方程。3.μo(t)=(1∕C)∫idt，i=C（dμo(t)∕dt）。注意：拉普拉斯變換對照表。
4.終值定理：若L[x(t)] =X(s),且X（s）在s平面的右半平面及除原點外的虛軸上是解析，則有x(∞)=lim(t→∞)x(t)=lim(s→∞)sX(s)。
5.初值定理：若時間函數x（t）的拉氏變換是X（s）,且lim(s→∞)sX(s)存在，則x(t)的初值x(o)是：x(o)=lim(t→0)x(t)=lim(s→∞)sX(s)。
注意：例題2—2（22頁）、2—3（23頁）。
6.傳遞函數：⑴在經典控制理論中廣泛使用的分析設計方法—頻率發和根軌跡法，就是建立在傳遞函數的基礎上。⑵傳遞函數的定義：線性定常系統的傳遞函數，在零初始條件下，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。
7.系統傳遞函數的性質：⑴傳遞函數是將線性定常系統的微分方程進行拉氏變換后得到的，因此它只適合于線性定常系統。⑵系統傳遞函數完全由系統的結構和參數決定，而與輸入信號的形式無關。
8.理想微分環節和實際微分環節的傳遞函數分別為：⑴理想微分環節：G（s）=Y(s)∕X(s)=Tds。⑵實際微分環節：G（s）=Y(s)∕X(s)=kdTds∕(1+Tds)。第三節
電氣環節的負載效應及其傳遞函數
1.負載效應：環節的負載對環節傳遞函數的影響，稱為負載效應。
2.無負載效應的環節：環節是組成控制系統的基本功能單位；如果環節的輸出信號僅決定于輸入信號及環節本身的結構和參數，而與環節的外接負載無關，則稱為無負載效應的環節；反之，如果緩解的輸出信號還受外接負載的影響，則稱為有負載效應的環節。
3.大多數運算放大器是由下述三個元件的電路連接成一個系統：⑴具有高放大系數、高輸入阻抗和低輸出阻抗的反相放大器；⑵由外接阻抗構成的輸入回路；⑶由外接阻抗構成的反饋回路。第三節
發電機磁控制系統及其傳遞函數 注意：圖2—30（43頁）
第四節 系統方框圖的等效轉換和信號流圖及Mason公式 1.方框圖的基本連接方式有：串聯連接、并聯連接、和反饋連接。
①串聯連接：多個方框依次串聯，其等效傳遞函數等于各傳遞函數的乘積。
②并聯連接:兩個或多個方框的輸入變量相同，總的輸出量等于各方框輸出量的代數和，這種連接方式稱為并聯連接。
③反饋連接：“＋”號對應于負反饋，“－”號對應于正反饋。注意：表2—2（51頁）。
2.①在方框圖的簡化過程中應記住以下兩條原則：⑴前向通路中傳遞函數的乘積必須保持不變；⑵回路中傳遞函數的乘積必須保持不變。
②方框圖簡化原則：⑴移動分支點和相加點；⑵交換相加點；⑶減少內反饋回路。
3.信號流圖：是一種表示線性代數方程組變量間關系的圖示方法。信號流圖是由節點和支路組成的，每一個節點表示系統的一個變化量，而每兩個節點之間的連接之路為該兩個變量之間信號的傳輸關系。4.信號流圖包括：⑴節點；⑵支路；⑶輸入節點（又稱源點）；⑷輸出節點（又稱陷點）；⑸通路；⑹回路和回路增益。
5.梅森（Mason）增益公式：G(s)=(1∕Δ)Σ(k=1→n)ρkΔk，Δ=1—ΣLa+ΣLbLc—ΣLaLbLc+?，式中Δ—信號流圖的特征式；n—從輸入節點到輸出節點前向通路的總條數；ρk—從輸入節點到輸出節點第k條前向通路總增益；ΣLa—所有不同回路的增益之和；ΣLbLc—每兩個互不接觸回路增益乘積之和；ΣLaLbLc—每三個互不接觸回路增益乘積之和；?Δk—在除去與第k條前向通路相接觸的回路的信號流圖中，第k條前向通路的余因子。也即與第k條前向通道不接觸部分的Δ值。注意：例題2-6（56頁）
第五節常規控制器（P、PI、PD、PID）的基本控制規律、動態特性和實現方法 1.當Ti→∞時，積分作用→0，PI控制器就成了P控制器。
2.比例控制作用的特點是能使過程較快的達到穩定；積分控制作用的特點是能使控制過程為無差控制；微分控制作用的特點是能克服受控對象的延遲和慣性，減少控制過程的動態偏差。
2.運算放大器具有增益高（大于10的5次方），輸入阻抗高，輸出阻抗等優點，故不會受到負載效應的影響。
注意：式2—117（65頁）、2—118（65頁）、2—119（65頁）、2—120（65頁）、2—122（66頁）、2—124（66頁）。
數學模型的形式很多：常用的有微分方程、傳遞函數、狀態方程。
第三章
時域分析法
第一節
典型輸入信號和時域性能指標
1.控制系統的時域分析法是根據系統的數學模型，直接解出控制系統被控量的時間響應；然后根據響應的數學表達式及其描述的時間響應曲線來分析系統的控制品質，如穩定性、快速性、穩態精確度等。2.常用的典型輸入信號有以下幾種時間函數：⑴階躍函數：x(t)=0，t<0:；x(t)=xo,t》0。⑵斜坡函數（又稱速度函數）：x(t)=0,t<0；x(t)=vt，t》0。⑶拋物線函數（加速函數）：x(t)=0，t<0；x(t)=0.5Rt2，t》0。⑷脈沖函數：x(t)=0，t<0；x(t)=R∕ε，0
⑴動態性能指標：①最大超調量ζp：ζp（％）={ [y(tp)—y(∞)] ∕y(∞)}×100％。②上升時間tr：注意：75頁圖3—6。③峰值時間tp。④調整時間tso。
⑵穩態誤差ess：穩態誤差是衡量系統準確性的重要指標； 在無振蕩的系統中，就不需要應用峰值時間和最大超調量這兩個性能指標。第二節
一階系統的時域分析
1.一階系統的單位階躍響應：可以用實驗的方法，來確定被測系統是否為一階系統。注意：ts=3T(s)——（對應±5％誤差帶），ts=4T(s)——（對應±2％誤差帶）。
2.一階系統的單位斜坡響應：注意：式3—19（79頁）；系統的時間常數T越小，則響應越快，穩態誤差也越小，輸出信號y(t)對輸入信號x(t)的遲后時間也越小。第三節
二階系統的時域分析 1.二階系統的單位階躍響應：
S1,2=—δωn±ωn(δ2—1)，[注：括號為根號]，⑴當0<δ<1時，位于s平面左半平面的共軛復數極點（共軛復根），系統的單位階躍響應將具有振蕩特性，成為欠阻尼狀態。⑵當δ=1時，位于s平面負實軸上的相等實數極點，稱為臨界阻尼狀態。⑶當δ>1時，在過阻尼狀態。⑷當δ=0時，稱為無阻尼狀態。⑸當—1<δ<0時，位于s平面右半平面的共軛復數極點，這時系統的狀態是發散的。
2.注意：⑴θ=tgˉ1[(1－δ2)∕δ]，小括號為根號。⑵共軛復數極點距虛軸越遠時，y(t)衰減得越快。⑶圖3—15（83頁）。⑷圖3—16（84頁）。⑸就響應過程的調整時間ts來說，在單調上升的特性中，以δ=1時的ts為最短；隨著δ的增加（δ>1的方向增加），調整時間ts將越來越拖長。⑹式3—38（85頁）、式3—39（86頁）、式3—40（86頁）、3—41（86頁）、3—42（86頁）。⑺δ通常由允許的最大超調量性能指標來決定，所以調整時間ts有由自然振蕩ωn來決定。
3.改變二階系統參數δ和ωn（使ωn增加，δ減小）來減少斜坡響應的穩態誤差，將使系統的動態特性變壞（振蕩激烈和超調量增加），即系統響應的平衡性將變差；為了克服這個矛盾，需要引入附加控制信號，使之既能滿足穩態誤差的要求，又能滿足動態性能指標的要求。第四節
高階系統的時域分析
高階系統的分析：⑴在當系統的閉環極點全部在s平面（跟平面）的左平面時，也即極點都是負實數或帶有負實部的共軛復數時，則系統是穩定的。⑵如果一個極點的位置與一個零點的位置十分靠近，則該極點對系統的動態響應幾乎沒有影響。
第五節
控制系統的穩態誤差分析及誤差系數
1.沒有穩態誤差的系統成為無差系統，具有穩態誤差的系統稱為有差系統。
2.系統穩態誤差：E(s)=Er(s)+Ed(s)，注意：3—59（93頁）、3—60（93頁），當N=0時，稱為0型系統；當N=1時，稱為1型系統；當N=2時，稱為2型系統；?。由于N>2時，對系統的穩定性不利，一般不采用，以后就不專門提出。
注意：⑴表3—1（97頁）、圖3—26（100頁）、3—82（101頁）。⑵常用典型輸入信號有階躍函數、斜坡函數、拋物線函數和正弦函數。⑶時域分析最常用的典型輸入信號是階躍輸入函數。正弦輸入函數是頻域法分析系統的主要輸入信號。⑷時域性能指標有動態性能指標tr，tp，和ζp等；穩態性能指標為穩態誤差ess.⑸系統穩定的充分必要條件是：閉環極點全部位于s平面的左半面。
第四章
頻域分析法
第一節
頻率特性的基本概戀
1.頻率特性法（簡稱頻率法）：是研究控制系統的一種經典方法。
2.注意：式4—
11、4—
12、4—
13、4—
14、4—15（110頁），M（ω）和θ（ω）合起來稱為系統的頻率特性。
第二節
頻率特性的極坐標圖
1.工程上用頻率法研究控制系統時，主要采用的試圖解法。
2.常用的頻率特性圖示方法分為兩類：極坐標圖示法和對數坐標（Bode圖）圖示法。
3.典型環節頻率特性的極坐標圖：⑴比例環節：比例環節的傳遞函數為G(s)=K，所以比例環節的頻率特性為：G（jω）=K+j0=Ke的jo次方，注意圖4—4（112頁），相位移θ（ω）=0o。⑵積分環節：注意4—18（113頁）及圖4—5（113頁），那個圖整個是負虛軸，且當ω→∞時，趨向原點0，顯然積分環節信號是一個相位滯后環節[因為θ（ω）=—90 o]，每當信號通過一個積分環節，相位滯后90 o。⑶微分環節：注意：式4—19（113頁）、圖4—6（113頁），圖示是個實虛軸，恰好與積分環節的特性相反；其幅值變化與ω成正比：M（ω）=ω，當ω=0時，M（ω）也為零，當ω→∞時，M（ω）也→∞。微分環節是一個相應超前環節[θ（ω）=+90 o]。系統中每增加一個微分環節將使相位超前90 o（π∕2）。⑷慣性環節：注意：式4—20（113頁）、圖4—7（114頁），慣性環節的頻率特性位于直角坐標圖的第四象限且為一半圓；慣性環節是一個相位滯后環節，其最大滯后相角為90 o，慣性環節可視為一個低通濾波器。。⑸二階振蕩環節：注意：式4—22（114頁），當ω→∞時，M（ω）→0，θ（ω）→180 o⑹遲延環節：注意：圖4—9（115頁）,M(ω)=1, θ(ω)=—ηω，當ω‐→∞時，θ（ω）→‐∞。
4.典型開環系統的奈氏圖：⑴式4—27（117頁）、4—29（118頁）、4—31（119頁）。第三節
頻率特性的對數坐標圖
1.典型環節頻率特性的對數坐標圖：⑴比例環節（K）：式4—34（121頁）。⑵積分環節（1∕s）和微分環節(S):式4—35(122頁)、4—36（122頁）。⑶慣性環節（1∕1+Ts）和比例微分環節（1+Ts）:式4—37（122頁）、4—40（124頁）、4—41（125頁）。⑷二階環節：低頻段的漸近線為一條零分貝的直線，它與ω軸重合。高頻段的漸近線為一條斜率為—40（dB∕dec）的直線，它與ω軸相交于ω=ωn的點，注意：式4—43（127頁）、4—44（127頁），只存在0《δ《0.707時，ωr才為實數。⑸遲延環節:式4—45（128頁）。2.最小相位系統和非最小相位系統：系統的開環傳遞函數在右半s平面上沒有極點和零點，則稱為最小相位傳遞函數。具有最小相位傳遞函數的系統，稱為最小相位系統；開環傳遞函數在右半s平面上有一個（或多個）零點，稱為非最小相位傳遞函數（若開環傳遞函數有一個或多個極點位于右半s平面，這意味著開環不穩定，一般也稱為非最小相位傳遞函數）。具有非最小相位傳遞函數的系統稱為非最小相位系統。注意：式4—48（133頁）。
第四節
閉環系統的幅相頻率特性
1.注意：式4—54（141頁）、4—55（141頁）、4—56（142頁），當諧振峰值Mr=1.2―1.5時，ζp=20％－30％。對控制系統來講，比較合適。當Mr>2時，ζp將超過40％。超調量已經太大了，一般生產過程已不允許有如此大的超調量。注意：式4—55（142頁）、4—57（142頁）、4—58（142頁）、4—59（142頁），諧振頻率ωr越大，調整時間越短，系統響應的響應越快。
2.給定阻尼比δ后，閉環系統的截止頻率ωb與峰值時間tp及調整時間ts均成反比關系。也就是說，頻帶寬度0—ωb越寬，系統的響應速度越快，調整時間越短。這表明，帶寬可以控制系統的反應速度。3.頻域分析法是在頻域內應用圖解法評價系統性能的一種工程方法，頻域分析法不必求解系統的微分方程而可以分析系統的動態和穩態時域性能；頻率特性可以由實驗方法求出，這對于一些難以列寫出系統動態方程的場合，頻域分析法具有重要的工程實用意義。4.頻域分析有兩種圖解方法：極坐標圖和對數坐標圖。5.開環對數幅頻特性那個曲線L(ω)―ω的低頻段表征了系統的穩態性能，中頻段表征了系統的動態性能，高頻段則反映了系統動態響應的起始段性能及系統抗干擾的能力。
6.當需要獲得系統的閉環頻率特性時，最常用的方法是利用系統的開環對數幅相圖和尼科爾斯圖。7.諧振頻率ωr，諧振峰值Mr和帶寬0—ωb是重要的閉環頻域性能指標。
第五章
穩定性分析
第一節
穩定性的基本概念
1.代數判據——勞斯判據和赫爾維茨判據；頻域判據——奈奎斯特判據。2.常用的穩定性判別方法有：
⑴勞斯判據和赫爾維茨判據：判斷特征方程根的實數部分的正負號。⑵奈奎斯特判據：是一種在頻域里判別系統穩定性的方法，它也可以不用求閉環系統的特征根，只需根據開環頻率特性就可確定閉環系統的穩定性。⑶根軌跡法。⑷李亞普諾夫直接法：這是一種既可判別線性系統又可判別非線性系統的更為通用的穩定性判別與分析的方法。它是基于一種所謂李亞諾夫函數的特征來確定系統的穩定性。3.系統穩定的充分必要條件是：ao>0,a1>0,a2>0,a3>0,a1a2—aoa3>0。
S=z—ζ1 第三節
頻域分析中的奈奎斯特穩定性判據
1.奈奎斯特穩定性判據：是利用系統的開環幅相頻率特性（奈奎斯特曲線，簡稱奈式曲線）判斷閉環系統穩定性的一個判別準則，簡稱奈式判據或頻率判據。系統的開環幅相頻率特性可以用解析方法或者實驗方法。
2.幅角原理和公式N=P—Z，式中 N——F平面上封閉曲線C`包圍原點的次數；P——s平面上被封閉曲線C包圍的F(s)的極點數；Z——s平面上被封閉曲線C包圍的F（s）的零點數；⑴當N>0時，表示F（s）端點按逆時針方向包圍坐標原點；⑵當N<0時，表示F（S）端點按順時針方向包圍坐標原點；⑶當N=0時，是F（s）端點的軌跡不包圍坐標原點的情況。公式也改寫為：Z=P—N。
3.奈氏圖：F平面上的曲線F（jω）如果整個地向左平移一個單位，便可得到GH平面上的G（jω）H(jω)曲線，這就是系統的開環幅相頻率特性圖，或稱奈氏圖、奈式曲線圖。由于F（jω）的F平面坐標中的原點在GH平面的坐標中移到了（—1，j0）點，所以判別穩定性方法中的矢量F（jw）包圍坐標原點次數N，應改為矢量G（jw）H(jw)包圍（—1，j0）點的次數N，因此式中的N就應是GH平面中矢量G（jw）H(jw)對（—1，j0）點的包圍次數。注意：圖5—12（168頁）。（N=P）
4.應用奎斯特穩定性判據判別閉環系統穩定性的一般步驟如下：⑴繪制開環頻率特性G（jω）H(jω)的奈氏圖，作圖時可先繪出對應于ω從0→∞的一段曲線，然后以實軸為對稱軸，畫出對應于－∞→0的另外一半。⑵計算奈氏曲線G（jw）H(jw)對點（—1，j0）的包圍次數N。為此可從（—1，j0）點向奈氏曲線G（jw）H(jw)上的點作一矢量，并計算這個矢量，并計算這個矢量當W從—∞→0→+∞時轉過的凈角度，并按每轉過360o為一次的方法計算N值。⑶由給定的開環傳遞函數G（s）H(s)確定于S平面右半部分的開環極點數P。⑷應用奈奎斯斯特判據判別閉環系統的穩定性。第四節
用頻域分析系統的相對穩定性
1.當Kp<[T1+T2∕T1T2]時，奈式曲線不包圍（—1，j0）點。這時，閉環系統是穩定。當Kp>[T1+T2∕T1T2]時，奈氏曲線包圍（—1，j0）點，閉環系統不穩定。開環幅相頻率特性G（jw）H（jw）曲線從右邊愈接近（-1，j0）點，閉環系統的振蕩性越大。
2.用奈氏圖表示的相位裕量和增益裕量：⑴相位裕量：γ<0,閉環系統不穩定。⑵增益裕量：當|G（jwg）H(jwg)<1,也即Kg>1時，閉環系統穩定。注意：177頁的內容，式5—35（178頁）。
3.開環對數頻率特性與系統時域性能之間的關系：低頻段反映了系統的穩態性能；中頻段反映了系統的動態性能；高頻段則反映了系統抗干擾高頻干擾的能力。
4.對于電力系統中的自動控制系統，一般要求系統的超調量不要過大，并有較好的阻尼。所以一般取頻域指標的諧振峰值指標為：Mr《1.3—1.5，對應的裕量指標為: γ》40o-50o。
5.⑴控制系統的首要條件，就是必須穩定的。⑵勞斯判據和赫爾維茨都是代數判據。⑶奈奎斯特穩定性判據是利用系統的開環幅相頻率特性G(jw)H(jw)曲線——又稱奈氏曲線。⑷相位裕量和幅值裕量。⑸無論是奈氏圖還是伯德圖描述的系統開環頻率特性，都可以分為低頻段、中頻段和高頻段三個頻段區域，其中，低頻段反映了系統的穩態性能，中頻段反映了系統的動態性能。高頻段主要反映系統的抗干擾能力。⑹閉環頻率特性的性能指標有諧振峰值Mr、諧振頻率ωr和頻帶寬度ωb。
第六章
根軌跡法
1.特征方程的重根點則是根軌跡分支的會合點或分離點。
2.當K從零變到∞時，根軌跡全部在根平面（s平面）的左半部分，所以系統總是穩定的。3.根軌跡起始于開環極點而終止于開環零點
4.確定漸近線要包括兩個方面：漸近線的傾角和漸近線與實軸的交點。注意：式6—17（197頁）、式6—21（198頁）
5.確定根軌跡的出射角和入射角對于某些系統，它的開環極點和開環零點可能是共軛復數。
6.如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環極點之間，則這兩個極點之間必定存在分離點；同樣，如果根軌跡位于實軸上兩個相鄰的開環零點之間（其中一個零點可位于無群遠處）。那么這兩個零點之間必定存在會合點
注意：式6—25（201頁）、6—26（201頁）。
7.兩種確定根軌跡與虛軸交點的方法：⑴利用特征方程來確定根軌跡與虛軸交點；⑵應用勞斯穩定判據來確定根軌跡與虛軸的交點。
8.在系統的開環傳遞系數中增加極點對系統的動態性能是不利的。
9.增加極點的部分將對系統的動態特性能不利，但可消除或減少穩態偏差，因此對系統的性能要綜合考慮。10在系統開環傳遞函數中增加零點[例如采用比例微分(PD)控制器或超前校正環節]可以改善系統的動態性能。增加極點[例如采用比例積分(PI)控制器或延遲校正環節]可以改善系統的穩態性能。
第七章自動控制系統的設計和校正
第一節概述
1.系統的結構和參數已知條件下，分析系統的穩態性能和動態性能，看看是否滿足生產過程的要求。2.性能指標分類：⑴穩態指標。⑵時域動態指標：上升時間tr、峰值時間tp、超調量ζ（％）、調整時間ts、振蕩次數N和衰減率θ等。⑶頻域動態指標：開環頻域指標有相位裕量γ，增益裕量Kg，增益穿越頻率ωc；閉環頻域指標有諧振峰值Mr，諧振頻率ωr，頻帶寬度0—ωb；放大系數的增加，系統的穩態性能得到改善，但是動態性能將因之變壞；校正裝置在控制系統中的位置及其連接方式稱為校正方式；校正裝置的結構和參數以及校正方式的確定，就是控制系統的校正和設計問題。
3.校正方式：串聯校正、并聯校正（較少常用）、局部反饋校正和前饋校正（擾動校正）。
注意：校正的實質被認為就是改變系統的零點和極點分布，其中串聯校正是最常用的一種校正方式；局部反饋校正也是常用的校正方式也稱并聯校正。
4.校正裝置：超前校正裝置、滯后校正裝置和滯后——超前校正裝置三種。
5.校正裝置的設計：控制系統的校正設計或者說控制系統中校正裝置的設計，主要依據前面給出的根軌跡法和頻率特性法；①單輸入單輸出的線性定常系數，如果性能指標以時域形式給出時可利用根軌跡法來設計。②如果性能指標用頻域形式給出時，則可用頻率特性法來設計。第二節
采用頻率特性法設計串聯校正裝置
1.超前校正裝置的奈氏曲線為一個處在第一象限的半圓。
注意：①式7—11（221頁）、7—12（221頁）、7—13（221頁）、7—14（222頁）、7—15（222頁）②超前校正裝置是一個高通濾波器（高頻信號通過，低頻信號被衰減）。
2.超前裝置的主要作用：在中頻段產生足夠大的超前相角，以補償原系統過大的滯后相角。
注意：①式7—16（222頁）。②θm=33o+5o=38o，β=（1+sinθm）∕(1-sinθm)=4.17.③式7—22（225頁）、7—23（225頁）、7—24（225頁）。
3.由滯后裝置的奈氏圖可以看出，奈氏曲線為一處于第四象限的。
注意：①式7—25（226頁）、7—26（226頁）。②當ω→∞時，M（ω）→Kp，θ（ω）→0.而ω→0時，M（ω）→∞，θ（ω）→90o。③PI控制器也是一種相位滯后的校正裝置。其最大滯后相角（—90o）在ω=0處。④PI控制器也是一個低通濾波器，頻率越低衰減越小。
4.滯后裝置的作用是減小原系統高頻部分的幅值及伯德圖中的幅值穿越頻率ωc，但保持ωc附近相頻曲線基本不變，從而提高系統的穩定性。
注意：在ω`c處Go(jw)的相角應等于—180o加上所要求的相位裕量再加5o—12o（補償滯后校正裝置造成的相位滯后）。
5.滯后校正裝置對系統有下列影響：
⑴減小開環頻率特性在幅值穿越頻率上幅值，從而增大相位裕量，減小諧振峰值。⑵由于減小了頻帶寬度，從而使響應的快速性變差。⑶系統中頻段和高頻段的幅值顯著衰減，從而允許系統提高開環放大系數，改善系統的穩態功能。
注意：式7—29（229頁）、7—31（230頁）、7—32（230頁）、7—33230頁）。
6.局部反饋回路校正裝置Gc（s）常常采用速度反饋（又稱軟反饋）或比例反饋（又稱硬反饋），局部速度反饋（又稱微分反饋）。
第八章
狀態空間分析法
第一節
概述
1.微分方程和傳遞函數就是屬于這種類型描述所采用的數學模型.2.狀態空間描述的基本概戀及術語：①狀態。②狀態變量。③狀態向量：若以n個狀態變量x1(t),x2(t), ?xn(t)為向量x(t)的分量，則x(t)稱為狀態向量。④狀態空間：以狀態變量x1(t),x2(t), ?xn(t)為坐標軸所構成的n維空間，稱為狀態空間。注意：277頁。
第三篇：自動控制理論考研~個人重點總結
第一章 自動控制系統的基本概念 自動控制定義 1.1 圖1-3 爐溫閉環控制系統圖；圖1-6，圖1-7閉環調速系統
參照第一章課后習題，會描述系統狗狗做原理，并畫出系統結構圖
（可以從反饋，或者輸出倒退系統結構圖，注意被控對象和輸出量的不同；工作原理描述的一般四個步驟：①穩定狀態描述、②擾動或輸入變化、③系統動態調節過程、④達到新的平衡或者回到原穩定狀態）1.2 圖1-8 控制系統結構圖 七個環節及其作用 1.3 P6頁 自控系統分類（5種分法）1.4 自控系統性能指標（穩定性、穩態性能、暫態性能）
暫態性能指標（最大超調量、上升時間、調節時間、振蕩次數）
第二章 自動控制系統的數學模型 常用7種數學模型 2.1 要求掌握的是電氣系統，熟悉機械系統，了解液壓系統和熱工系統 2.2 小偏差線性化（泰勒一階展開）2.3 P36頁 公式2-61中，Kk時間常數對應時間形式；公式2-62Kg對應根形式；別弄混記住 P47頁 時滯環節基本不涉及，王建輝老師上課也是一筆帶過，本書時滯基本都不怎么涉及，簡單了解即可。
動態結構圖，基本與系統結構圖方法一致，但比較麻煩，有考的可能性，我只是看了書上講解，并未進行題型擴展，只是了解。
結構圖等效變換是重點：反饋環節等效、相加點變位、分支點變位 P57頁 系統開環傳遞函數的定義 信號流圖：梅森公式
王老師上課留題：2-28(一個運放不用考慮符號問題，兩個運放及其以上要考慮符號問題)
第三章 自動控制系統的時域分析（王老師所說最重要基礎章節）
這章除3.3.3圖3-18，3.5.3赫爾維茨判據，3.5.4謝緒愷判據外基本都是重點，任何公式、定義、圖標、講解實力基本都要熟練掌握，做到心里有數。課后習題大家也要全會
第四章 根軌跡法
主要會P154頁根軌跡畫法步驟8點 P166頁零度根軌跡（易錯）記住4.3幾節的最終結論 第五章 頻率法
5.4 典型環節的幅相頻率、對數頻率特性（重點）（尤其是二階振蕩環節，2014年考了此部分，之前都沒有過，也不能漏下）5.5 開環頻率特性（重點）
5.6奈氏判據（重點）掌握奈氏曲線的畫法 5.7.1 P244四點結論比價重要，其他了解
5.7.2 式5-47 式5-49（下邊近似）式5-52 其他了解
5.8 P247 四個指標 圖5-60，其他了解（5.8.2基本沒考過，但還是要了解）5.9 式5-65 和P256頁上邊 解之得那個公式，其他了解
第六章 控制系統的校正及綜合
（考大題基本就是設計題，不要輕視，一旦出來）6.1.1 簡答題 6.1.2 了解
6.2 串聯超前或者滯后校正 基本是簡答題或者簡單計算題
涉及到設計題的有超前的P276頁的6點步驟和例6-1，基本要熟悉，有概念，不能一點想法沒有，超前的還能考一考，還有滯后的P282頁6點和例6-2，考的可能性就更小了
P284頁 表6-3 簡答題 6.2.3 了解 6.3.1 簡答題
6.3.2 了解 6.4 簡答題
第七章 非線性系統分析 7.1 簡答題 7.2 簡答題
7.3 會計算描述函數（這節書上的基本都要會計算）
7.4 描述函數法判斷穩定性，14年還考了描述函數法比較那個更精確，書上是沒有的，需要自行擴展 7.5 簡答題
7.6 簡答題，理解書中式（7-32）以及下面六種情況和對應平衡點的叫法
第八章 線性離散系統的理論基礎 8.1 簡答題
8.2 采樣定理和零階保持器
8.3 Z變換 表8-1常用Z變換必記，還有幾個定理；反變換（三種方法）8.4 簡單計算
8.5 脈沖傳函 基礎部分，表8-2，要自己理解，不要死記硬背 8.6 離散時域分析（重點）：14年考了離散系統上升時間、峰值時間、調節時間，按連續系統定義來求。圖8-25，圖8-26，考過要熟悉；穩態誤差的計算 8.7 離散頻域分析（重點）：
8.8 數字校正：最少拍設計（重點）
上面提到的簡答題可參照圖片
第四篇：自動控制理論題庫B
自動控制理論題庫（B）
一、填空題(本題共50個小題。
)1、PC的（系統）程序要永久保存在PC中，用戶不能改變。
2、PLC按（輸入、輸出點數），可分為小型、中型、大型三類。
3、（I/O單元）是PLC與外圍設備聯系的橋梁。
4、電力晶體管用作開關時，它工作在（飽和）或截止兩種狀態。
5、（SPWM）產生的調制波是等幅、等中心間距、不等寬的脈沖列。
6、三相全控橋整流電路中，在整流過程中，有（2）只晶閘管同時導通。
7、三相全控橋式可控整流電路中，感性負載，控制角為
0≤α≤900
時，輸出電壓為（Ud=2.34
U2Cosα）。
8、在三相四線制中性點直接接地的系統中,為防止電氣設備絕緣損壞而使人身遭受觸電的危險,將電氣設備的金屬外殼與系統中零線相連接,這叫做（保護接零）。
10、導體相對于磁場運動而切割磁力線,或線圈中的磁通發生的變化時,在導體和線圈中都會產生感應電動勢。這種現象,叫做（電磁感應）。
11、電力系統常用電流保護裝置有：定時限過流保護裝置,反時限過流保護裝置和（過流速斷)保護裝置三種。
12、二級管的伏安特性曲線就是加到二極管兩端的電壓和（通過二極管的電流)之間的關系曲線。
13、安裝帶有瓦斯繼電器的變壓器應使其頂蓋沿瓦斯繼電器氣流方向有（1～1.5%)的升高度。
14、運放的輸出加一級（互補對稱）大電路，來擴大輸出電流
15、引起內部過電壓的原因有系統操作故障,電力網中的電容電感元件的參數的不利組合引起的（諧振)等。
16、蓄電池手動端電池切換器的接線端子與電池的連接應正確可靠,旋轉手柄（順時針)方向旋轉時,應使電池數增加。
17、拉線開關距地面一般為1.8m,暗裝的插座距地面不應低于（30)cm。
18、二極管的主要參數有額定整流電流、最高反向(工作電壓)、最高工作頻率。
19、露天安裝的變壓器與火災危險場所的距離不應小于（10)米。
20、觸發器在某一時刻的輸出狀態不僅和當時的輸入端輸入狀態有關，而且還和在此之前的（輸出狀態）
有關。
21、（星---三角降壓起動）是指電動機在起動時其定子繞組接成Y形,待轉速升高到接近額定轉速時再將它換成△形。
22、根據電路狀態轉換情況的不同，時序邏輯電路可分為
（同步時序邏輯電路）
和
（異步時序邏輯電路）。
23、照明線路導線截面的選擇一般應符合導線允許的電流密度和溫升、機械強度（）、線路允許（電壓損失)等原則。
24、變壓器的（差動)保護是按循環電流原理設計的一種保護。
25、三極管有兩種類型,即PNP型和（NPN)型。
26、晶閘管導通期間所對應的角稱為（導通角)，它的值越大，負載上的輸出電壓越高。
27、架空線路的導線最低點到連接導線兩個固定點的直線的垂直距離稱為（弛度)。
28、安裝變電所的母線時，如果母線直線段的長度過大時，應有（脹縮)連接。
29、三相負載接在三相電源上，若各相負載的額定電壓等于電源線電壓1/，應作（星形)連接。
30、繼電保護裝置由測量環節、比較環節、（執行環節)三個基本環節組成。
31、電流的三段保護：<1>無時限電流速斷保護;<2>帶時限電流速斷保護;<3>（過電流保護)。
32、當異電電動機的機械負載減小時,它的轉速上升,電樞反電動勢（增大)。
33、導體長期發熱允許電流決定于導體表面的放熱能力和導體（電阻)。
34、只有（△)接法的異步電動機才能采用Y/△起動。
35、晶體三極管工作在放大狀態時,發射極加（正向)電壓。
36、單板機主要應用于數據采集、數據處理、（工業控制)等。
37、電力拖動系統包括：傳輸機械能的傳動機構和按生產機械要求控制作為原動力的電動機以及（電動機運轉)的控制設備。
38、順序控制是操作次序按事先規定的順序逐次進行各個階段的控制,這種順序控制多用于發電機的并列和（解列)及自動電梯等方面。
39、交磁放大機控制繞組的（電差接法)是將給定電壓與反饋電壓之差作為控制繞組的輸入信號。
40、在直流電動機的三相全控橋式反并聯可逆系統中,為了滿足調速和快速制動的要求,對晶閘管裝置要求能工作在晶閘管整流和（有源逆變)兩種工作狀態。
41、瓦斯保護是根據變壓器內部故障時會（產生出氣體)這一特點設置的。
42、（作業時間)是指直接用于完成生產任務，實現工藝過程所消耗的時間，按其作用可分為基本時間與輔助時間。
43、在串聯穩壓電路中,如果輸入電壓上升,調整管壓降（跟著上升)，才能保證輸出電壓不變
44、常用的脈沖信號波形有矩形波；三角波；和（鋸齒波)。
45、直流發電機的電磁轉矩是（制動轉矩)，其方向與電樞旋轉方向相反。
46、晶閘管一直流電機調速系統的三個靜態指標是調速范圍、靜差率和（平滑系數)。
47、晶閘管中頻裝置主要由整流器、逆變器和（觸發控制)電路所組成。
48、電流互感器二次接地屬于保護接地，防止一次絕緣擊穿，二次串入（高壓)威脅人身安全，損壞設備。
49、為了確保保護裝置有選擇地動作，必須同時滿足（靈敏度)和動作時間相互配合的要求。
50、在變壓器耦合式放大器中，變壓器對直流不起作用，前后級靜態工作點（互不影響)。
二、判斷題（正確的打“√”，錯誤的打“×”。
本題共120個小題。）51、可逆調速系統主電路的電抗器是均衡電抗器，用來限制脈動電流。（∨）
52、在兩組晶閘管變流器反并聯可逆電路中，必須嚴格控制正、反組晶閘管變流器的工作狀態，否則就可能產生環流。（∨）
53、調速系統中采用比例積分調節器，兼顧了實現無靜差和快速性的要求，解決了動態和靜態對放大倍數要求的矛盾。（∨）
54、開環調速系統對于負載變化引起的轉速變化不能自動調節，但對其他外界干擾是能自我調節的。（×）
55、轉速負反饋調速系統能夠有效地抑制一切被包圍在負反饋環內的擾動作用。（∨）
56、調速系統中的電流正反饋，實質上是一種負載轉矩擾動前饋補償校正，屬于補償控制，而不是反饋控制。（∨）
57、15°--
45°的轉角桿,一般采用雙橫擔。
（√)
58、1KV以下電纜可用1KV搖表測量絕緣電阻。
（√)
59、在電纜引出端,終端以及中間接頭和走向變化的地方應掛指示牌。
（√)
60、絕緣厚度增加一倍,耐壓強度也增加一倍。
（×)
61、蓄電池室的照明燈具可用普通電燈開關控制。
（×)
62、旋轉電機供電電源可以直接與“二線一地”制線路相連。
（×)
63、繞制高頻電感線圈,一般是用多股式空心導線。
（√)
64、亨利是感抗的單位。
（×)
65、在10KV高壓無遮欄帶電體附近工作,人體或所攜工具與帶電體間的最小安全距離為0.7米。
（√)
66、電纜在進行直流耐壓試驗時,升壓速度要快。
（×)
67、在圖I-3中，當S接通后，燈泡H1將較原來明亮。
（×)
68、在用兆歐表測試前，必須使設備帶電，這樣，測試結果才準確。
（×)
69、電氣設備中銅鋁接頭不能直接連接。
（√)
70、鋁母線接觸面可以用砂紙(布)加工平整。
（×)
71、放電纜時，電纜可以從電纜盤的上端或下端放出。
（×)
72、單位長度電力電纜的電容量與相同截面的架空線相比，電纜的電容量小于輸電線路。（×)
73、可編程序控制器(PC)是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。（√)
74、微處理器(CPU)是PC的核心，它指揮和協調PC的整個工作過程。（√)
3、PC的存儲器分為系統程序存儲器和用戶程序存儲器兩大類。前者一般采用RAM芯片，而√后者則采用ROM芯片。（×)
75、梯形圖必須符合從左到右、從上到下順序執行的原則。（√)
76、梯形圖中的各軟繼電器，必須是所用機器允許范圍內的軟繼電器。（√)
77、輸入繼電器用于接收外部輸入設備的開關信號，因此在梯形圖程序中不出現其線圈和觸點。
（√）
78、各種耦合方式的放大電路，各級Q點都可以單獨計算（×）
79、PC輸入部分的作用是處理所取得的信息，并按照被控制對象實際的動作要求做出反應。（√)
80、在PC的梯形圖中，軟繼電器的線圈應直接與右母線相連，而
不能直接與左母線相連（√)。
81、變壓器器身裝入油箱后,應立即注入變壓器油。
（√)
82、額定電壓相同的交直流繼電器可以互相代替。
（×)
83、如圖是一三相變壓器原、副繞組的聯接圖,該變壓器的接線組別是Y/Y--12。
（√)
84、硅穩壓二極管是利用它的反向擊穿性來進行穩壓的。
（√)
85、《全國供用電規則》規定10KV以下電壓波動范圍為9.3--10.7KV。
（√)
86、介電常數是同一電容器中用某一物質作為電介質時的電容和其中為真空時的電容的比值。
(√)
87、防酸隔爆式鉛蓄電池的防酸隔爆栓,在蓄電池充電時應取出,以便酸氣排泄流通。
（×)
88、儀表的準確等級為0.1級,則基本誤差為小于0.1。
（×)
89、用電管理中“三電”是指計劃用電、節約用電和安全用電。
（√)
90、晶體管的內部結構分為三個區,即發射區、基區和集電區；兩個結為發射結和集電結。（√)
91、登桿用的腳扣靜拉力試驗周期為一年一次。
（×)
92、發電廠、變電所裝設限流電抗器的目的是限制短路電流。
（√)
93、雙閉環直流自動調速系統包括電流環和轉速調節環。電流環為外環，轉速環為內環，兩環是串聯的，又稱為串級調速。（×）
94、當用直埋方式敷設地下電纜線路時,在可能受到車輛及其他重物壓力的場所,規定埋深大于1.2米。
(√)
95、為了消除接觸器、繼電器等的直流線圈在繼電后由自感電勢所引起的火花,通常用電容器作為線圈放電回路元件。
（×)
96、3--10KV三相交流電動機的過負荷和短路故障保護應采用定時限過電流保護裝置。(×)
97、管型避雷器如果安裝不當,不但不能起到保護作用,有時還會引起事故。正確的安裝位置是將管型避雷器的開口端固定。
（×)
98、3--10KV油浸紙絕緣電力電纜直流耐壓試驗的標準試驗電壓值是6倍額定電壓值,直流耐壓試驗持續標準時間值是5分鐘。
（√)
99、三相同步發電機的定子繞組通常用星形接法,這是因為星形接法可以使發電機的線電壓和線電流不存在偶數諧波。
(×)
100、直流電動機的電樞電阻很小,所以一般不允行全壓啟動,常采用在電樞回路串聯電阻或降壓的起動方法,來減小起動電流。
（√)
101、通過手動開關或自動電器使異步電動機定子繞組與交流電源斷開并與直流電源接通,電動機迅速停車,此制動方法是反接制動。
（×)
102、實現同一個控制任務的PC應用程序是唯一的。（×）
103、多級放大電路是由三個以上的單極放大電路組成。（×）
104、共模抑制比反映了運放對差模信號的控制能力（×）
105、三相異步電動機定子串電阻降壓起動的目的是減少線路壓降。
（√)
106、起重運輸機械的滑觸線支架裝高距地面距離大于5米時,可不接地。
(×)
107、變壓器的損耗可分為不變損耗和鐵損。
（×)
108、電梯的各種安全保護開關安裝時,應固定牢靠且必須采用焊接固定。
（×)
109、數個恒流源并接時，其總電流不能用基爾霍夫電流定律求解。
（×)
110、測量分流器的電阻應使用單臂電橋來測量，而測量阻值為200Ω的標準電阻應使用雙臂電橋來測量。
（×)
111、直流電位差計是利用直流補償原理制成的一種儀器。
（√)
112、當測量直流大電流時，可在儀表內或儀表外附加一個串聯的小電阻，然后再串入電路中，稱為分流器法。
（×)
113、雙回路電源的核相，常采用方法有：采用核相桿進行核相，用PT核相，用電容核相。（×)
114、一般單臂電橋測量范圍是10Ω～106Ω。
（√)
115、測量晶閘管輸出電壓時，電動系儀表比整流系儀表的示值更接近實際值。
（√)
116、晶閘管觸發電路的脈沖前沿要陡，前沿上升時間不超過10μs。
（√)
117、在帶電感性負載的單相半控橋及三相半控橋電路中，不應接續流二極管。
（×)
118、避雷器的額定電壓應比被保護電網電壓稍高一些好。
（×)
119、運行中的變壓器油，如果失去透明度和熒光，則說明其中含有游離碳等雜質。
（√)
120、絕緣油在取樣時必須慮環境的影響。
（√)
121、1600kVA以下的變壓器其平衡率，相為5％，線為2％。
（×)
122、發電廠、變電所裝設并聯電抗器的目的是為了電力系統的電壓調整。
（√)
123、電抗器和消弧線圈的直流電阻與同溫下產品出廠值比較，相應變化不應大于20%。
（√)
124、并聯電容器的補償方法可分為個別補償、分散補償和集中補償三種。
（√)
125、浮充電的目的是使蓄電池經常能保持滿足負載要求的容量，保證有可靠的電源。（√)
126、沒有釋放源而且不可能有易燃物質侵入的區域為0區防爆場所。
（×)
127、在爆炸性氣體環境1區、2區內，自動開關延時過電流脫扣器的整定電流為1.25倍工作電流。
（√)
128、變壓器的縱聯差動保護,是將變壓器初級和次級電流的數值和相位進行比較而構成的保護裝置。
（√)
129、載流導體的熱穩定性是指載流導體耐受短路電流熱效應而不致損壞的能力。
（√)
130、平行導線中通過同向電流時,導線互相排斥。
（×)
131、測量晶闡管輸出電壓時,電動系儀表比整流系儀表的示值更接近實際值。
(√)
132、當直流發電機的負載電流不變時,表示其端電壓與勵磁電流之間變化關系的曲線稱為外特性曲線。
（×)
133、分相式單相電動機的旋轉方向是可以改變的。
（√)
134、交磁放大機的負載是直流發電機的勵磁繞組,則交磁放大機的補償程度應調得稍過一些。
（×)
135、電抗器三相垂直排列安裝時,中間一相線圈的繞向應與上下兩相相反。
（√)
136、開關電路中的“與”門和“或”是相對的,即負“與非”門就是正“或非”門;正“或非”門就是負“與非”門。
（√)
137、當采用移動電刷位置的方法來改善換向條件,減小電刷與換向器間的火花時,對直流發電機應順電機旋轉方向來移動電刷;對直流電動機應逆電機旋轉方向來移動電刷。
（√)
138、直流放大器的主要參數是放大倍數,輸入電阻和漂移。
（√)
139、串激電動機在制動方法中,也有再生發電制動。
（×)
140、在可控硅-電動機調速系統中,為了補償電動機端電壓降落,應采用電壓正反饋。
(×)
141、電視、示波器等電子顯示設備的基本波形為矩形波和鋸齒波。
（√)
142、如果被拖動的機械需要較高的起動轉矩應選用高轉差率型異步電動機與它配套。（×)
143、母線與電抗器端子的連接,當其額定電流為1500安及以上時,應采用磁性金屬材料制成的螺栓。
（×)
144、可控硅整流裝置觸發系統性能的調整如：定相、調零、調節幅值、開環、閉環、脈沖性鎖、載流保護等，可根據調試儀器使用情況任意進行。
（×)
145、用有載調壓變壓器的調壓裝置調整電壓時,對系統來說補償不了無功不足的情況。（√)
146、對稱的三相輸電系統中沒有諧波分量。
（×)
147、用做觀察和記錄的沖擊波放電瞬間變化的脈沖現象的儀器是高壓示波器。
（√)
148、國際電工委員會標準規定高壓測量的誤差不大于±3%。
（√)
149、高壓開關設備的接地裝置的接地電阻R≤10Ω。
（√)
150、閥型避雷器裝在變配電所母線上的接地裝置的接地電阻R≤10Ω。
（×)
151、邏輯代數計算1+1=1,A+A=1。
（×)
152、所謂開門電平是指保證輸出為額定低電平時的最小輸入電平。
（√)
153、電力變壓器低壓線圈一般是布置在高壓線圈的里邊,即靠近鐵芯,這主要是從磁場的分布方向來考慮的。
（×)
154、電子式極化可發生在一切電介質中,極化消耗能量。
（×)
155、電力系統的功率分布也稱為潮流分布。
（√)
156、磁力線是磁場中實際存在著的若干曲線，從磁極N出發而終止于磁極S。
（×)
157、兩個固定的互感線圈，若磁路介質改變，其互感電動勢不變。
（×)
158、渦流產生在與磁通垂直的鐵心平面內。
（√)
159、當放大器輸出接入負載Rfz時，其交流輸出電阻的大小等于Rc與Rfz的并聯值。（×)
160、由于硅穩壓管的反向電壓很低，所以它在穩壓電路中不允許反接。
（×)
161、帶有放大環節的穩壓電源，其放大環節的放大倍數越大，輸出電壓越穩定。
（√)
162、凡具有兩個穩定狀態的器件都可構成二進制計數器。
（√)
163、晶閘管逆變器是一種將直流電能轉變為交流電能的裝置。
（√)
164、同步電動機的定子繞組與三相異步電動機的定子繞組的排列和接法不一樣。
（×)
165、電爐變壓器和普通變壓器相比，具有較高的機械強度和過載能力。
（√)
166、所謂接線系數是指繼電器中電流與電流互感器一次電流之比。
（×)
167、變壓器的零序保護是線路的后備保護。
（√)
168、變壓器的縱聯差動保護，由變壓器兩側的電流互感器及電流繼電器等構成。
（√)
169、對電力系統的穩定性干擾最嚴重的是發生三相短路故障。
（√)
170、電力系統發生故障時，系統頻率會降低，電流電壓的相位角也會增大。（×)
三、單項選擇題（本題共120個小題。
）171、兆歐表有三個測量端鈕，分別標有L、E和G三個字母，若測量電纜的對地絕緣電阻，其屏蔽層應接(C)。
A.L端鈕
B.E端鈕
C.G端鈕172、1kV及以下架空線路通過居民區時，導線與地面的距離在導線最大弛度時，應不小于（B)。
A.5m
B.6m
C.7m173、微型計算機的核心部分是：（C）
A、存儲器
b、輸入設備
c、中央處理器
174、在PC中，用戶可以通過編程器修改或增刪的是：（B）
A、系統程序
b、用戶程序
c、任何程序
175、下列電路屬于單極型器件集成的應是（C）
A、TTL集成電路；
B、HTL集成電路；
C、MOS集成電路
176、對邏輯函數進行化簡時，通常都是以化簡為（C）表達式為目的。
A、或非；
B、與非
C、與或
177、下列三組邏輯運算中，全部正確的一組是（A）
A、=+，A+BC=（A+B）（A+C）；
B、A+B=+，（AB）C=A（BC）；
C、A+BC=AB+BC，A（B+C）=AB+AC178、有一內阻可以忽略不計的直流電源，輸送電流給兩串聯的電阻Ra、Rb。當Ra電阻為90Ω時，短接Ra后電路中的電流是從前的4倍，則電阻器Rb的阻值為(A)。
A.30Ω
B.60Ω
C.180Ω
D.260Ω
179、一般鉗形表實際上是由一個電流互感器和一個交流(B)的組合體。
A.電壓表
B.電流表
C.頻率表
180、在拖運變壓器時，設備的傾斜不得超過（A)。
A.15°
B.30°
C.45°
181、電動機采用Y-Δ啟動法，這種方法適用于運行時三角形接法的電動機，其啟動電流是直接啟動的（B)。
A.1/2
B.1/3
C.1/√3182、目前，大容量的整流元件一般都采用（B)材料制造。
A.鍺
B.硅
C.砷
183、兩只電阻器,額定功率不同,但額定電壓相同,當它們并聯時,功率較大的電阻器（A)。
A．發熱量較大
B．發熱量較小
C．與功率較小的電阻器發熱量相同
184、用萬用表R×100歐姆檔測量一只晶體管各極間正、反向電阻,都呈現很小的阻值,則這只晶體管（A)。
A．兩個PN結都被擊穿
B．兩個PN結都被燒斷了
C．只有發射極被擊穿
185、直流母線涂漆顏色規定為:正極涂（B)。
A．紅色
B．赭色
C．黃色
D．黑色
186、變壓器身檢查時,當空氣的相對濕度不超過65%時,器身露在空氣中的時間不得超過(C)小時。
A．10
B．12
C．16187、設備對地電壓在（B)以上者稱為高壓,以下的全稱為低壓。
A．250V
B．1000V
C．10000V188、并列敷設的電纜,其中間接頭盒位置（A)。
A．須相互錯開
B．并起裝設
C．視現場而定
189、一般接地體頂面埋設深度最少為（B)米。
A．0.5
B．0.6
C．0.7
D．0.8190、變壓器發生內部故障時的主保護是（A)動作。
A.瓦斯
B.差動
C.過流
191、電力變壓器，一、二次繞組對應電壓之間的相位關系稱為（A)。
A.連接組別
B.短路電壓
C.空載電流192、10噸以上的橋式起重機的滑觸線,應采用規格不小于（A)毫米的角鋼。
A．50×50×5
B．40×40×4
C．30×30×3193、線路或設備停電檢修時，臨時接地應使用（A)。
A.截面不小于25mm2的多股軟銅線
B.截面不小于1.5mm2的銅芯絕緣導線
C.截面不小于6mm2的銅芯線
194、感應耐壓試驗，采用電壓頻率為（B)。
A.50Hz
B.100Hz～400Hz
C.10000Hz以上
195、獨立避雷針與配電裝置的空間距離不應小于（A)。
A.5m
B.8m
C.10m196、整立鐵塔過程中，隨塔身開起所需牽引力越來越小，這是因為（B)。
A.重力不斷改變
B.重心矩(阻力矩)的力臂不斷變小，拉力也不斷變小
C.重心始終不變
197、安裝線夾時，在導線上應先纏繞鋁包帶，纏繞方向與外層導線繞向（A)。
A.一致
B.相反
C.任意
198、敷設于水中的電纜，必須貼于水底，有條件時宜埋入河床（A)以下。
A.0.5m
B.0.8m
C.1m199、架空線路竣工驗收時，應以額定電壓對線路沖擊合閘（B)次。
A.5
B.3
C.1200、三相異步電動機當轉差率為1時，此電動機為（C)狀態。
A.制動狀態
B.同步運行狀態
C.開始啟動狀態
201、高壓設備發生接地時，為了防止跨步電壓觸電，室外不得接近故障點（C)以內。
A.3m
B.5m
C.8m202、在操作閘刀開關時，動作應當（A)。
A.迅速
B.緩慢
C.平穩
203、電力變壓器的短路電壓一般規定為額定電壓的（A)。
A.4.5％～6％
B.2％～3％
C.8％～10％
204、真空斷路器滅弧室的玻璃外殼起（C)作用。
A.真空密封
B.絕緣
C.真空密封和絕緣雙重
205、多油斷路器內部需干燥時，干燥最高溫度不宜超過（C)。
A.110oC
B.100oC
C.85oC206、電流互感器的容量通常用額定二次負載（A)來表示。
A.阻抗
B.電壓
C.電流
207、在串勵電動機中,使勵磁回路中電阻增大,則電動機轉速（B)。
A．不變
B．上升
C．下降
208、熱繼電器的主要作用是（A)。
A．過載保護
B．短路保護
C．過電壓保護
209、在R、L、C串聯的正弦電路中,端電壓和電流同相時,參數L、C與角頻率ω的關系是（B)。
A．ωL2C2=1
B．ω2LC=1
C．ωLC=1210、六極繞線式三相異步電動機,若定子電源頻率為50HZ,轉子轉速為900n/min,則轉子電勢頻率為（C)HZ。
A．10
B．50
C．5211、三相異步電動機,在額定恒定轉矩負載下運行若降低電源電壓,則電機的溫度將會（A)。
A．升高
B．降低
C．不變
212、當負載轉矩是三相△接法電動機直接起動轉矩的1/2時,降壓起動設備應選用（B)。
A．Y--△起動
B．自耦降壓起動
C．串電阻起動
213、電壓互感器實際上是降壓變壓器,其原副方繞組的匝數及導線截面的情況是（A)。
A．原方匝數多,導線截面小
B．副方匝數多,導線夫面小
C．原方匝數多,導線截面大
214、在正弦交流電阻電路中，正確反映電流電壓之間的關系式是（C)。
A.i＝U/R
B.i＝Um/R
C.i＝u/R215、若正弦交流電壓和電流的最大值分別是Um(V)和Im(A)時，則視在功率的表達式為（A)。
A.UmIm/2
B.UmIm/
C.UmIm216、R、L、C串聯的正弦交流電路的諧振頻率f為（B)。
A.2π
B.1/2π
C.1/2πLC217、在純電阻電路中，電路的功率因數cos為（A)。
A.1
B.0.9
C.0.69
D.5218、電動系功率表采用（B)方法改變電壓量程。
A.線圈抽頭
B.改變附加電阻
C.加二極管
219、單臂電橋,又叫惠斯登電橋,是用來測量（C)的儀器。
A．電壓
B．電流
C．電阻
220、三相電動機,正反向起動與停止控制電路中,當一個接觸器的觸頭熔焊與另一個接觸器吸合時,將發生短路,能夠防止這種短路的保護環節是（B)。
A．接觸器聯鎖
B．復合按扭聯鎖
C．行程開關聯鎖
221、裸導體的長期允許工作溫度一般不超過（A)℃。
A．70
B．80
C．90222、三相電動機,當繞組聯成星形接于UL=380伏的三相電源上,或繞組聯成三角形接于UL=220伏的三相電源上,在這兩種情況下,從電源輸入的功率（A)。
A．相等
B．差倍
C．差3倍
223、磁電式儀表用于測量（A)電,測量的是平均值。
A．直流、B．交流、平均值
C．交流、有效值
224、為了把電壓表的測量范圍擴大至100倍,倍率器的電阻值是表內阻的（C)倍。
A．1/100
B．1/99
C．99225、在并聯諧振電路中,電路總電流達到（B)。
A．最大
B．最小
C．等于0226、調整高壓開關的觸頭時,常用（A)的塞尺檢查觸頭接觸面的壓力。
A．0.05mm×10mm
B．0.06mm×10mm
C．0.04mm×10mm227、電機溫升試驗的目的是考核電機的（A)。
A．額定輸出功率
B．轉子的機械強度
C．繞組的絕緣強度
228、一臺自耦變壓器,若輸出電壓為0--250伏,當需要輸出36伏電壓時,從安全角度考慮（A)。
A．應從零線一側輸出
B．應從相線一側輸出
C．兩者都行
229、在運行中的配電盤上檢驗儀表,當斷開電壓回路時,必須（B)以防止電壓被電壓互感器變換到其高壓側。
A．斷開二次回路
B．取下二次回路的保護器
C．斷開互感器兩側保險
230、交直流電源線的接線盒,終端盒的金屬外殼穿線的鋼管應該（C)。
A.與大地絕緣
B．同接地部分隔開
C．接地或接零
231、當中性點不接地系統中發生一相接地事故,其電網一點接地的運行時間不超過（C)小時。
A．半
B．1
C．2232、對于小電流接地系統,其接地電阻值不應大于（B)歐。
A．5
B．10
C．15233、某一臺斷路器控制屏上的HD亮了,說明DL的位置是（A)。
A．合閘
B．斷開
C．預備跳閘
234、鋼管布線,全長超過（C)米,且無彎曲時應裝設接線盒。
A．35
B．25
C．45235、電動機的短路保護,應采用（A)保護裝置,并保證電動機正常起動時不動作。
A．熔斷器
B．定時限過流繼電器
C．自動開關延時脫扣器
236、三相電力變壓器的容量是指（A)。
A．三相輸出視在功率的總和
B．三相中一相輸出的視在功率
C．三相輸出有功功率的總和
237、磁力線上各點的切線方向,與該點的（A)方向一致。
A．磁場
B．電場
C．電磁場
238、在交直流低壓配電屏內,母線及其分支線,其不同極的裸露載流部分之間的電氣間隙不應小于（B)毫米。
A．10
B．12
C．15239、配電盤、成套柜單獨或成列安裝時,其垂直度的允許偏差為（B)。
A．1/1000
B．1.5/1000
C．2/1000240、戶內布線,在線路穿過墻壁時,應用瓷管保護,且瓷管兩端應伸出墻面不小于（B)毫米。
A．5
B．10
C．15241、在正常情況下,接觸器E形鐵芯中柱極面間在鐵芯閉合后,保持0.1--0.2毫米的氣隙,其作用是（C)。
A．減少鐵損,降低鐵芯溫度
B．增大勵磁電流,以利吸合C．削弱剩磁,避免斷電后銜鐵粘接。
242、用兩只瓦特表測量三相負載的總功率時(即兩表法),假如接法是正確的,但其中一個瓦特表的指針反向方向偏移,這說明功率輸送的方向與預計的方向相反,這只瓦特表應該（C)。
A．把電源的兩個接頭對換
B．把負載的兩個接頭對換
C．把瓦特表電流線圈的兩個接頭對換
243、避雷器的帶電部分低于（C)米時,應設遮攔。
A．2
B．2.5
C．3244、嚴禁電流互感器二次回路（C)運行。
A．裝設熔斷絲
B．短路
C．開路
245、電力系統發生短路會引起（B)。
A.電流增大，電壓不變
B.電流增加，電壓降低
C.電壓升高，電流增大
246、高壓電路發生三相短路時，其短路沖擊電流有效值Ish的經驗計算公式為（B)。
A.Ish＝2.55Ik
B.Ish＝1.51Ik
C.Ish＝1.94Ik247、35kV電壓互感器大修后，在20℃時的介電損耗不應大于（C)。
A.2.5％
B.3.0％
C.3.5％
248、用工頻耐壓試驗可以考核變壓器的（C)。
A.層間絕緣
B.匝間絕緣
C.主絕緣
249、用于把矩形波脈沖變為尖脈沖的電路是（B)。
A.Rc耦合電路
B.微分電路
C.積分電路
250、改變單結晶體管觸發電路的振蕩頻率一般采用（B)。
A.變Re
B.變C
D.變L251、直流電機的換向電流愈大，換向時火花（A)。
A.愈強
B.愈弱
C.不變
252、直流電機帶上負載后，氣隙中的磁場是（C)。
A.由主極磁場和電樞磁場疊加而成的B.由主極磁場和換向磁場疊加而成的C.由主極磁場、換向磁場和電樞磁場疊加而成的253、并勵直流電動機運行時，其負載電路（C)。
A.不能短路
B.可以短路
C.不能突然短路
1325
A.轉速負反饋
B.電流截止負反饋
C.轉速正反饋
255、同步電動機轉子磁極表面的籠型繞組是為了（C)設置的。
A.改善功率因素
B.增加電磁轉矩
C.啟動
256、中頻爐運行時，其線圈中通入交流電的頻率為（B)。
A.50Hz
B.150Hz～450Hz
C.500Hz257、對于二相差式保護接線方式；當一次電路發生三相短路時，流入繼電器線圈的電流是電流互感器二次電流的（A)。
A.倍
B.2倍
C.2倍
258、定時限過流保護動作時限的級差一般為（A)。
A.0.5s
B.0.7s
C.1.5s
D.3s259、若發現變壓器的油溫較平時相同負載和相同冷卻條件下高出（B)時，應考慮變壓器內部已發生故障。
A.5℃
B.15℃
C.10℃
D.20℃
260、并列運行的變壓器，其容量為（B)kVA及以上時，應裝設差動保護，以代替電流速斷保護。
A.2000
B.5600
C.6300
D.7500261、當高壓電動機過負荷保護作用于跳閘時，其繼電保護接線方式應采用（C)。
A.三角形接線
B.星形接線
C.兩相差或兩相V形接線
262、自動重合閘中電容器的充電時間一般為（A)。
A.1.5s～2.5s
B.0.5s～0.7s
C.5s～10s263、與介質的磁導率無關的物理量是（C)。
A.磁通
B.磁感應強度
C.磁場強度
264、線圈中的感應電動勢大小與線圈中（C)。
A.磁通的大小成正比
B.磁通的大小成反比
C.磁通的大小無關
265、乙類功率放大器所存在的一個主要問題是（C)。
A.截止失真
B.飽和失真
C.交越失真
266、穩壓二極管的反向特性曲線越陡（B)。
A.穩壓效果越差
B.穩壓效果越好
C.穩定的電壓值越高267、17化成二進制數為（A)。
A.10001
B.10101
C.10111268、邏輯表達式A+AB等于（A)。
A.A
B.1+A
C.1+B269、雙穩態觸發器原來處于“1“態，想讓它翻轉為“0“態，可采用觸發方式是（A)。
A.單邊觸發
B.計數觸發
C.多邊觸發
270、“異或“門電路的邏輯功能表達式是（C)。
A.P＝
B.P＝
C..P＝
271、在三相半波可控整流電路中，每只晶閘管的最大導通角為（C)。
A.30o
B.60o
C.120o272、接戶線在負荷電流不超過導線安全載流量的情況下,10米以內銅導線的最小截面是（A)mm2。
A．2.5
B．4
C．6273、變壓器的鐵芯必須（A)。
A．一點接地
B．兩點接地
C．多點接地
274、下列繼電器中用作距離保護的測量元件是（C)。
A．電流繼電器
B．電壓繼電器
C．阻抗繼電器
275、調速系統主電路如果為三相半波整流電路,則主電路電流的檢測應采用（A)。
A．間接測量法
B．直接測量法
C．曲折測量法
276、對35KV的電纜進線段要求在電纜與架空線的連接處裝設（C)。
A．放電間隙
B．管型避雷器
C．閥型避雷器
277、單相半波整流電路的直流輸出電壓值是交流電壓值的（C)倍。
A．0.9
B．1.17
C．0.45278、微分電路是以（C)為輸出端。
A．電容
B．電抗
C．電阻
279、單相設備接在三相線路中,其中最大負荷相的設備容量不超過三相平均設備容量的（B)%,則可以認為該三相負荷是平衡的。
A．10
B．15
C．20280、突然停電將產生大量廢品,大量減產,在經濟上造成較大損失的用電負荷為（B)。
A．一級負荷
B．二級負荷
C．三級負荷
281、直流電位差計在效果上等于（C)的電壓表。
A．電阻為零
B．內阻較小
C．內阻為無窮大
282、測速發電機為了提高線性和精度,因此希望負載阻抗要（C)。
A．較小
B．適中
C．較大
283、在自動控制系統中用作信號元件的,應采用（B)。
A．伺服電動機
B．測速發電機
C．交磁旋轉放大機
284、同步電動機中,三相繞組所產生旋轉磁場的特點是（B)。
A．轉速與勵磁磁極的轉速相同,但轉向相反
B．轉速與勵磁磁極的轉速相同,轉向也相同
C．轉速與勵磁磁極的轉速不相同,但轉向相同
285、對于直流電動機負載時,交磁放大機的欠補償應調到（A)。
A．多欠一些
B．少欠一些
C．不欠
286、當電源內阻為R0
時,負載R1
獲得最大輸出功率的條件是（C)。
A．R1
R0
B．R1
R0
C．
R1
=
R0287、閥型避雷器之所以稱為閥型的原因,是因為在大氣過電壓時,它允許通過很大的（B)。
A．額定電流
B．沖擊電流
C．短路電流
288、當晶體三極管的兩個PN結都反偏時,則晶體管處于（C)。
A．飽和狀態
B．放大狀態
C．截止狀態
289、A系列龍門刨床主拖動系統中采用的穩定環節是（B)。
A．變壓器穩定環節
B．橋形穩定環節
C．阻容穩定環節
290、兩個晶闡管串聯連接的單相橋式半控整流電路,它所需的觸發裝置是（A)。
A．兩套觸發裝置
B．一套觸發裝置
C．四套觸發裝置
四、計算題（本題共10個小題。
）291、設某工廠有一臺320千伏安的三相變壓器,該廠原有負載為210千瓦,平均功率因數為cosφ=0.69(感性),問此變壓器能否滿足要求?現該廠要發展,負載需增加到256千瓦,假設平均功率因數不變,問變壓器容量應為多少?如仍用原變壓器,但采用電容器的補償,問將功率因數提高到多少才能滿足要求?
解:已知Se1=320(KVA),cosφ=0.69,P1=210(KW),P2=256(KW)
(1)在cosφ1=0.69的情況下,變壓器能夠輸出的有功功率為:
P=Se1cosφ1=320×0.69=220.8(KW)
因P>P1,所以變壓器能夠滿足要求。
(2)當功率因數不變,負載增加到256千瓦,變壓器容量應為:
Se2=P2/cosφ1=256/0.69=371(KVA)
(3)若用原變壓器,負載為256千瓦,功率因數應提高到:
cosφ2=P2/Se1=256/320=0.8
答:此時變壓器能滿足要求。當負載增加到256千瓦,平均功率因數不變,變壓器容量應取400KVA。如仍用原變壓器,將功率因數提高到0.8才能滿足要求。
292、圖所示電路,已知:E1=12(V),E2=15(V),R1=4(Ω),R2=2(Ω),R3=10(Ω),R4=9(Ω),R5=1(Ω),求A、B、D各點的電位是多少?
解:I1=E1/(R1+R2)=12/(4+2)=2(A)
I2=E2/(R4+R5)=15/(9+1)=1.5(A)
因R3與各源均不構成回路,所以
I3=0
由I1、I2、I3有:
ΦA=UAO=I1R1=2×4=8(V)
ΦB=UBO=UBA+UAO=UBA+UA=-I3R3+UA=0×
10+8=8(V)
ΦD=UDO=UDB+UB=I2R4+UB=1.5×9+8=21.5(V)
答:A、B、D各點的電位分別為8伏、8伏、21.5伏。
293、如圖Ⅱ-5蓄電池組的充電回路，已知電動勢E1=130V，內阻R1=1Ω，E2=117V，內阻R2=0.6Ω，負載電阻R3=24Ω，求各支路電流I1、I2和I3（用支路電流法求解）。
解:
(1)設電流I1、I2、和I3正方向如右所示方向：根據基爾霍夫電流定律：節點a處有I1+I2-I3=0
(1)
(2)根據基爾霍夫電壓定律：對于回路aboa有：E1-E2=I1R1-I2R2
（2）
對于回路acba則有：E2=I2R2+I3R3
(3)將已知數據代入聯立方程則有：
I1+I2-I3=0
130-117=I1-0.6I2
117=0.6I2+24I3
解聯立方程得:
I1=10(A)
I2=-5(A)(I2的方向與實際方向相反)
I3=5(A)
294、如圖所示,已知繼電器的內阻為300Ω,工作電流I=20mA,當Usr=6V時,剛好晶體管飽和。Ub=2.4V時.試計算Re和Ec為多少?(Ubes=0.7V,Uces=0.3V)
解:Ue=Ub-Ubes
=2.4-0.7=1.7(V)
Re≈Ue/Ic=1.7V/20mA=85(Ω)
Ec=IcRi+Ue+Uces=20×300×10-3+1.7+0.3=8V
答:Re為85歐,Ec為8伏。
295、10/0.4千伏,Se=320千伏安的變壓器,已知月有功電量15萬KWh,無功電量12萬KWh,變壓器空載損耗△P0
=1.5萬千瓦,短路損耗△P0
=6.2千瓦,空載電流I0
%=5.5,短路電壓U0
%=4.4,求,一個月(30天)的有功和無功損失電量?
解：一個月平均有功功負苛為
P=15×104/(30×24)=208(KW)
一個月平均無功功負苛為
Q=12×104/(30×24)=167(KVar)
則變壓器的負載為
S==_=267(KVar)
月有功損失電量為
△AP=[△P0
+1.05△P0
(S/Se)2]·T
=[1.5+1.05×6.2×(267/320)2]×720
=4343(KWh)
月無功損失電量為
△AQ=[△Q0
+1.05△Q0
(S/Se)2]·T
=[5.5×320/100+1.05×4.4×320/100×
(267/320)2]×720
=20251(KWh)
答：變壓器一個月有功損失電量為4343千瓦時,無功損失電量為20251千瓦時。
296、異步電動機的額定轉速為1420轉/分,電源頻率為50赫,求電動機的同步轉速,磁極對數P,額定轉差率及轉子的電流頻率?
解：同步轉速為
n0=60f/P=60×50/P
當P=1時,n0=3000轉/分,當P=2時,n0=1500轉/分。
已知額定轉速略縮小于同步轉速,因此得出：n0=1500轉/分,P=2
額定轉差率為
Se%=(n0
-ne)×100%/n0
=(1500-1420)×100%/1500
=5.33%
轉子電流頻率為
f2=(n0-1420)×2/60=2.67Hz297、在圖穩壓電路中，當e2＝18V(AC)，Uw的穩壓值是5V，IL在10mA～30mA變化，若電網電壓不變，試估算使Iw不小于5mA時所需要的R值是多少?選定R后Iw最大值是多少?
解：經電容濾波后的電壓Ud=1.2e2=1.2×18=21.6(V)
流過R的最大電流值應為：
Iw
min+ILmax=5+30=35(mA)=0.035(A)
因此，R=(Ud-Uw)/0.035=(21.6-5)/0.035=474(Ω)
最后選定電阻值R=460Ω,則：
Iwmax=(Ud-Uw)/(R-ILmin)
=(21.6-5)/(460-10×10-3)
=0.0261(A)=26.1(mA)
答：使Iw不小于5mA時所需要的R值為474Ω,選定R=460Ω后Iw最大值為26.1mA。
298、有一直流他激電動機，其數據如下：PN＝13kW，IN＝137A，UN＝110V，nN＝680r/min，RQ＝0.08Ω，該電動機用在吊車裝置上，以n＝800r/min放落重物，試求該電機處在再生發電狀態下的轉矩及電樞電流?(略去摩擦轉矩)。
解：由已知條件：CEФ==UN-INRa/nN=(110-137×0.08)/680=0.146
CMФ=CEФ/1.03=0.146/1.03=0.141
反電勢E=CEФn=0.146×800=116.8(V)
故
電樞電流
Ia=Ij=E-UN/Ra=116.8-110/0.08=85(A)
電動機轉矩
MD=9.81CMФIa=9.81×0.141×85=117.6(N·m)
答：該電機處在再生發電狀態下的轉矩為117.6N·m，電樞電流為85A。
299、規格為200伏、5安的可控硅元件,應采用多大電阻和電容來作為阻容吸收保護裝置?
解：根據經驗公式：
R=(2～4)Ufm
/Ip
=(2～4)×200/5
(取系數4)
=4×200/5=160(Ω)
C=(2.5～5)×10-3ID
=(2.5～5)×10-3×50
(取系數5)=5×10-3×50=0.25(uF)
答：阻容吸收保護裝置的電阻為160歐,電容為0.25微法417、(高級工,計算題,中等,無,一般要素,標準庫)
300、某車間配電用10kV架空線路，由變電所直接引入，全長為20km。已知該線路導線參數為r0＝0.46Ω/km，X0＝0.37Ω/km，試計算在該線路末端發生短路故障時，其短路電流值Ik3、Ik2和Ik1的大小?(假定短路前，在故障點的電壓為10.5kV，其他參數忽略不計)。
解：依題意得：RWL=r0L=0.46×20=9.2(Ω)
XWL=X0L=0.37×20=7.4(Ω)
所以
Ik2=/2IK（3）=/2×0.513=0.445(KA)
Ik1=1/2IK（3）=1/2×0.513=0.257(KA)
答：在該線路末端發生的短路電流值Ik3、Ik2、Ik1分別為513A、445A和257A。
五、綜合題（本題共10個小題。
）301、試畫出三相籠型電動機Y-△啟動控制電路圖。
302、高壓三相異步電動機起動和停止運行怎樣操作?
高壓三相異步電動機起動之前,在核定油斷路器確實在斷開位置后,合上電動機母線隔離開關,使繼電保護裝置處于準備狀態,此時,操作盤上的綠燈亮,標志著電動機可以起動。起動時通過操作機構或起動按鈕閉合油斷路器,此時綠燈滅,紅燈亮,標志著電動機已接入電源開始起動,在起動過程中,應注意監視電流表的指示和電動機的聲音是否正常。
停止運行時,通過操作機構和停止按鈕控制油斷路器斷開電源,待電動機停穩后,再拉開母線隔離開關。
303、雙臂電橋為什么能夠測量小電阻?
答：單臂電橋之所以不能測量小電阻Rx(被測電阻)，是因為用單臂電橋測出值包含有橋臂間的引線電阻與接觸電阻。當接觸電阻與被測電阻相比不能忽略時，測量結果就有很大誤差。而雙臂電橋電位接頭的接線電阻和接觸電阻位于R1、R2、R1＇、R2＇(雙橋橋臂電阻)支路中，如果在制造時令R1、R2、R1＇、R2＇都比10Ω大時，那么接觸電阻的影響就可以忽略不計。
另一個原因是：雙臂電橋電流接頭的接線電阻和接觸電阻一端包含在電阻r里面，而r是在于更正項中對雙臂電橋平衡不發生影響，另一端包含在電源電路中對測量結果也不會產生影響。
304、簡述定時限過電流保護動作電流和動作時限整定原則是什么?
其整定原則分述如下:
(1)動作電流整定原則應保證被保護線路在發生故障時保護裝置能可靠動作,而在最大負荷電流(如電動機的啟動電流)時,保護裝置不誤動作,而且在故障切除后繼電器可靠地返回,為此,應滿足下列條件:a.動作電流大于最大負荷電流；b.上一級保護的返回電流大于最大負荷電流。
(2)動作時限整定原則:從用戶到電源的各段保護裝置的動作時限是按階梯原則整定的,即逐級增大一個時限極差△t。△t在0.35--0.6秒范圍之內,通常取0.5秒。
簡述定時限過電流保護動作電流和動作時限整定原則是什么?
其整定原則分述如下:
(1)動作電流整定原則應保證被保護線路在發生故障時保護裝置能可靠動作,而在最大負荷電流(如電動機的啟動電流)時,保護裝置不誤動作,而且在故障切除后繼電器可靠地返回,為此,應滿足下列條件:a.動作電流大于最大負荷電流；b.上一級保護的返回電流大于最大負荷電流。
(2)動作時限整定原則:從用戶到電源的各段保護裝置的動作時限是按階梯原則整定的,即逐級增大一個時限極差△t。△t在0.35--0.6秒范圍之內,通常取0.5秒。
305、什么是邏輯無環流可逆系統?有哪些優缺點?
答：將兩組整流橋反并聯，供給直流電動機電樞，在任何時刻兩組橋不能同時加觸發脈沖，當一組運行時，必須封鎖另一組橋的觸發脈沖，并采用邏輯裝置，嚴格控制兩組橋的切換過程，這種可逆系統稱為邏輯無環流可逆系統。
邏輯無環流系統不需要均衡電抗器，也沒有環流損耗，因而比較經濟，同時，只要邏輯裝置工作可靠，系統是可靠的。其缺點是兩組橋切換時需要一定的延時(約10ms)，過渡過程較慢。
306、高壓電動機一般應裝設哪些保護?
答：高壓電動機一般應裝設以下保護：
(1)電流速斷保護棗電動機定子繞組相間短路的保護，一般用于2000kW以下的電動機，動作于跳閘。
(2)縱聯差動保護棗對于2000kW及以上的電動機，或2000kW以下電動機的電流速斷保護的靈敏度滿足不了要求時，采用差動保護來對電動機內部及引出線相間短路進行保護，動作于跳閘。
(3)過負荷保護棗預防電動機所拖動的生產機械過負荷而引起的過電流，動作于信號或帶一定時限動作于跳閘。
(4)單相接地保護棗在小接地電流系統中，當接地電流大于5A時，為預防電動機定子繞組單相接地故障的危害，必須裝設單相接地保護，接地電流值為5A一10A時，動作于信號；接地電流大于10A時，動作于跳閘。
(5)低電壓保護棗防止電源電壓降低或中斷電動機自啟動的保護，動作于跳閘，可根據需要裝設。
307、分析下圖所示邏輯電路的功能
分析：
1、寫出電路邏輯表達式：
Y=AB+BC+AC2、列出邏輯函數真值表
輸入
輸出
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
13、分析電路：
通過真值表可以看出，此電路所實現的功能為：三個輸入端只有兩個以上輸入狀態為1時，輸出狀態才為1，故此電路為三人表決電路，308、提高電力線路的功率因數有哪些措施?
提高電力線路功率因數的措施有：
(1)減少變壓器和電動機的浮裝容量,使它們的實際負荷達到額定容量的75%以上;
(2)調整負荷,提高設備利用率,減少空載運行的設備;
(3)長期運行的大型設備采用同步電動機傳動;
(4)大容量繞線型異步電動機同步運行;
(5)在高壓和低壓電力線路中適當裝置電力電容器組。
309、微機中的接口電路有哪些功能?
微機中的接口電路功能有：
(1)向微處理器反映外圍設備的工作情況;
(2)暫存微處理器給外圍設備或外圍設備給微處理器的信息;
(3)記憶微處理器對外圍設備的工作指示。
310、為什么整流電路中要采取過壓保護措施?
因為晶闡管承受過電壓的能力較差,而在交流側及直流側會經常產生一些過電壓,如電網操作過電壓,雷擊過電壓,直流側電感負載電流突變時感應過電壓,熔絲熔斷引起的過電壓,晶闡管換向時的過電壓等,都有可能導致元件損壞或性能下降,所以要采取過電壓保護措施。
第五篇：《自動控制理論》講稿(完整版)
《自動控制理論》講稿
自動控制原理是自動化類專業基礎課，是自動控制技術的基礎，是研究自動控制共同規律的技術科學。
自動控制理論可分為自動控制原理（經典控制理論）和現代控制理論。開始主要用于研究工程技術領域的自動控制問題，現已將其應用范圍擴展工程領域，如應用到經濟學、生物醫學、社會學、生產管理等領域。自動控制理論已成為普遍使用的基礎理論。
我們本學期介紹的自動控制原理是自動控制技術基礎的基礎，計劃授課85學時，其中10學時用于實驗。
參考書：
《自動控制原理》，天大、技師、理工合編，天津大學出版社;《自動控理論》，兩航一校合編，國防工業出版社;《現代控制工程》，（日），緒方勝彥，科出版社;《自動控制系統》，（美），本杰明，水利電力出版社;《線性系統理論》 《反饋控制理論》
自動控制理論：經典控制理論（自控原理）現代控制理論
自動控制理論的劃分是以控制理論發展的不同階段人為歸納為：
建立在時域法、頻率法和根軌跡法基礎上的經典控制理論和建立在狀態空間法基礎上的現代控制理論。
經典控制理論：主要研究單輸入、單輸出（SISO）線性定常系統的分析和設計問題。其基本方法是采用描述輸入-輸出關系的傳遞函數為基礎，包括：時域法、頻域法、根軌跡法、相平面法等，工具：乃氏曲線，伯德圖，尼氏圖，根軌跡等曲線。現代控制理論：主要研究具有多輸入-多輸出系統（MIMO）、變參數系統的分析和設計問題。基本方法是：采用描述系統內部特征的狀態空間的方法，更多的采用計算機作為其工具。
自動控制原理包括下列內容：
第一章：控制理論的基本概念，開、閉環，分類
第二章：數學模型 即：描述系統運動狀態的數學表達式——微分方程、傳遞函數、結構圖信、號流程圖
第三章 時域分析法：動態性能、靜態性能、一二階系統分析
第四章 根軌跡分析法：常規根軌跡、特殊根軌跡
第五章 頻域分析法：頻率特性、頻域指標、頻域分析
第六章 系統綜合與校正
第七章 非線性系統與分析
第八章 采樣控制系
學習要求：
1.掌握自動控制系統的一般概念及其組成與分類；
2.掌握控制系統的基本性能要求。
教學內容：
§1-1 概述
§1-2 自動控制的基本方式
§1-3 自動控制系統的類型
§1-4 本章小結
§1-5 思考題與習題 第一章 引論（控制理論的一般概念）
第一節 概述
自動控制：在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對象的某一物理量自動地按照預定的規律運行的 控制，稱為自動控制。
前提：沒有人直接參與
目標：被控對象（某一物理量）
手段：利用控制裝置 自動控制的發展：
本世紀20-40年代，一些國防和通信自動化系統的研制，終于形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為支柱的“古典”控制理論。
60年代以來，隨著計算機技術的發展和航天等高科技的推動，在古典控制理論的基礎上，又產生了基于狀態空間模型的所謂“現代”控制理論。同時，隨著自動化技術的發展，人們力求使設計的控制系統達到最優的性能指標，為了使系統在一定的約束條件下，其某項性能指標達到最優而實行的控制稱為最優控制。而當對象或環境特性變化時，為了使系統能自行調節，以跟蹤這種變化并保持良好的品質，又出現了自適應控制。
盡管出現的各種理論都精辟而透徹，但在實踐中常常發現仍是古典頻域法最為適用。究其原因，在于復雜理論所基于的精確模型難以得到。真正優良的設計必須允許模型的結構和參數不精確并可能在一定范圍內變化，即具有魯棒性。另外，使理論實用化的一個重要途徑就是數學模擬（仿真）和計算機輔助設計（CAD）。
目前談到的主要是針對線性系統的線性理論。近年來，在非線性系統理論離散事件系統，大系統和復雜系統理論等方面均有不同程度的發展。智能控制在實用方面也得到了很快的發展，它主要包括專家系統、模糊控制和人工神經元網絡等內容。
我們向大家介紹的古典控制理論是自動控制理論中最基本也是最重要的內容，它在工程實踐中用的最多，也是進一步學習自動控制理論的基礎。
自動控制例子：
1。化工反應塔恒溫恒壓控制 2。數控機床
3。火炮跟蹤雷達的隨動控制 4。人造衛星
都是：自動控制技術的結果。
最簡單的例子： 洗衣機；電冰箱、電暖氣等
洗衣機：將定時器設定為3分鐘，洗衣機達到設定值之前一直工作，時間到了，洗衣機停止工作。
可見：設定時間只確定了開關時間長短與衣物洗滌程度無關。
換言之：洗衣機不會根據衣物洗滌程度自動調整時間，控制裝置與被控對象之間只有順向作用。
電冰箱：設定溫度T，冰箱接通電源后將啟動壓縮機（制冷），冰箱中溫控器將檢測實際溫度并與設定溫度比較，決定停止、啟動壓縮機工作。
可見：實際溫度將維持在給定溫度附近，除了控制裝置與被控對象之間具有順向作用外，還存在反向聯系。
第二節自動控制的基本方式
一、開環控制
開環控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向作用的控制過程。
框圖
方框表示：控制裝置、被控對象，信號用線段表示，箭頭表示信號的傳遞方向，進入方框的箭頭表示輸入信號（輸入量），引出方框的箭頭表示輸出信號（輸出量）。
二、閉環控制（反饋控制）
閉環控制是指控制裝置與被控對象之間既有順向作用又有反向聯系的控制過程。
框圖：
：表示比較裝置；反饋：通常將被控量經反饋裝置引到輸入端并與輸入信號比較，稱此過程為反饋。若反饋信號與輸入信號相減，而使誤差信號值越來越小，則稱反饋為負反饋，反之：稱為正反饋。特別說明：
以負反饋原理組成的閉環系統才能實現自動控制的任務。通常：因為討論的問題均具有負反饋的特點，所以研究的《自動控制原理》也可稱為《反饋控制理論》。
三、開環控制與閉環控制比較
開環控制：結構簡單，成本低廉，工作穩定但開環控制不能自動修正被控制量偏高。（系統結構和控制過程均很簡單，但抗擾能力差。控制精度不高，一般只用于對控制性能要求較低的場合。）
閉環控制：具有自動修正被控制量出現偏差能力，因此可修正元件、參數以及外界擾動引起的誤差。（能減小或消除由于擾動所形成的被控量的偏差值，因而具有較高的控制精度和較強的抗擾能力。）
四、復合控制
復合控制是開環控制和閉環控制相結合一種控制方式。
實際上：在閉環控制基礎上，附加一個輸入或擾動作用的順饋通路，來提高系統控制精度。1．按輸入作用補償 2．按擾動作用補償
能在擾動（可測量）對系統產生不利影響前，提供一個控制作用以抵消擾動對輸出影響。五．自動控制系統
系統：為完成一定任務的一些部件按一定規律組合成一個有機的整體。
自動控制系統：能夠對被控對象的工作狀態進行自動檢測控制的系統稱為自 動控制系統。
自動控制的基本控制方式就是開、閉環控制。
一般框圖：
參考輸入r（指令信號）
主反饋信號b（量綱與參考輸入同）偏差信號e（e= r實際的輸出單位反饋系統中，將輸入信號視為希望輸出Cr(s)。非單位反饋系統中，等效的單位反饋系統為
希望輸出
Cr(s)=R'(s)=R(s)/H(s)可見：E(s)=H(s)E'(s)事實上：
E(s)=R(s)-B(s)=HR'(s)-HC(s)=H(s)(R'(s)-C(s))=H(s)E'(s)E(s)=H(s)E'(s)可見：誤差信號定義端不同，但存在等效關系
一般，采用第一種誤差定義（輸入端）2． 穩態誤差
若誤差函數當時間t?￥時極限存在
利用終值定理（有條件）
可見：ess與輸入形式R(s)，開環傳遞函數GH有關
設開環傳遞函數：
其中：r:型別，k：開環增益
則：
ess與開環增益K、輸入形式R(s)系統型別r有關 二． 不同類型系統的穩態誤差 設一般系統輸入為典型信號的代數和
1． 信號為階躍信號輸入時的穩態誤差： r(t)=R×1(t)R(s)=R/s, R為常數
0型系統對階躍函數有誤差（偏差）
1型以上系統對階躍函數無誤差（偏差）（具積分環節）
令
Kp：位置誤差系數
則
2． 信號為斜坡信號輸入時的穩態誤差： r(t)=R×1(t)R(s)=R/s2, R為常數
0型系統不能跟蹤斜坡輸入
1型系統能跟蹤，但有誤差（偏差）（由K決定）2型系統能跟蹤，但無偏差
令
則
ess=R/Kv，Kv：速度誤差系數
3． 信號為加速度信號輸入時的穩態誤差： r(t)= R(s)=R/s2, R為常數
0型系統不能跟蹤斜坡輸入
1型系統能跟蹤，但有誤差（偏差）（由K決定）2型系統能跟蹤，但無偏差
令
Ka：加速度誤差系數
則
3型以上系統ess=0 Kp、Kv、Ka為靜態誤差系數 4．
可見：至少采用三型系統，可使ess=0
5． 輸入信號為sinwt時
在S平面的虛軸上不解析，故不能利用終值定理，可采用穩態誤差極數計算方法。見P57。
第四節 一、二階系統分析
研究一、二階系統有三理由：
1． 實際許多系統可用一、二階表示 2． 高階系統可降階處理 3． 一、二階系統較簡單
對系統分析涉及：性能分析（動、靜）和穩定性分析一、一階系統的分析 1． 數學模型
能用一階線性定常微分方程描述的系統，或系統的傳遞函數的特征方程為一階系統。結構圖：
特征方程：TS+1=0，T：時間常數
閉環極點：S=-1/T（系統穩定）2． 時間響應
a． 輸入r(t)=1(t)時
=Css+Ctt（穩態響應+動態響應）
取t=0、T、2T、3T，可見：ts=3T(±5%)tr=2.20T Mp=0 靜態性能指標：ess=？ E(s)=R(s)-B(s)=R(s)-C(s)e(t)=r(t)-c(t)
由
時間常數：T=1/K（K為開環增益），決定了一階系統的響應的快慢。T越小，則響應越快。（b． 輸入為斜坡函數時（單位斜坡）r(t)=t，不討論動態指標，（但T越大，則響應慢）c． 脈沖響應
比較上述輸入函數：
響應滿足
結論：輸入滿足導數關系，則響應亦滿足導數關系。
二、二階系統分析
K越大）27 數學模型：二階微分描述的運動方程。
結構圖：由慣性環節和比例積分環節組成的單位反饋系統。單位反饋系統
z：阻尼比（影響振蕩強弱）wn：無阻尼自然振蕩頻率
分析z、wn變化對系統性能的影響。
幾種情況：
①．-1
②．z ￡-1，至少有一個正實根，不穩定
③．z=0，兩虛根，臨界穩定
④．z>0時，系統穩定，分三種情況： 0
1． 欠阻尼系統0
一、采用比例微分控制改善系統性能指標
二、增加測速反饋改善系統性能
第六節 高階系統分析
閉環傳遞函數
假設：傳遞函數閉環零、極點具有互不相同，既有實數也有共軛復數 1． 單位階躍響應 2． 主導極點
原則：高階系統中距離虛軸最近的極點其實部為其它極點實部的1/5或更小，而且附近無零點，則該極點被視為系統中的主導極點，認為系統的響應主要由該極點決定，稱為主導極點。
工程中一般系統為振蕩的，所以主導極點成對出現。
對應主導極點響應表達式：
單位階躍響應
例一：控制系統如圖示：
1． 分析說明內反饋kf S對系穩定性的影響。2． 試求位置誤差系數，速度誤差系數和加速度誤差系數并說明kf S的存在對系統穩態誤差影響。解：1.當無內反饋時，kf =0 系統的開環傳遞函數
閉環傳遞函數
D(s)=s2+10=0 , 系統不穩定
加入內反饋kf=10
勞斯表
可見：只要Kf>0則系統穩定。所以增加內反饋K f S后改善了穩定性能。3． 當無內反饋時
系統的誤差系數分別為：
加入內反饋
KfS的存在，使得Ka(加速度誤差系數)減小，且K f增大，則Ka將減小Ka的減小意味穩態精度降低。
例2．控制系統如圖示：
輸入信號和擾動信號都是單位階躍函數時，考查穩態誤差。
D(s)=s+k1k2=0, s=k1k2, 可見：k1,k2均大于0時穩定
因為
為了使擾動作用下的誤差為0（消除擾動作用下誤差）
可用特定G1(S)代替K1 擾動作用下的誤差：
可見：為使其為0，G1中至少應有一積分環節。結論：要使擾動作用下穩態誤差為0，則擾動作用與誤差信號之間的傳遞函數G1中應至少有一個積分環節，否則穩態誤差不為0。
歸納；上述討論系統中，被控對象Gp(S)為一型且
小結：
（1）.時域分析法是通過求解控制系統在典型輸入信號下的時間響應來分析系統的穩定性、快速性和準確性，時域分析具有直觀、準確，物理概念清楚的特點，是學習和研究自動控制原理的最基本的方法。
（2）.時域分析中，常以單位階躍響應的超調量M、調節時間t、穩態誤差e 等指標來評價控制系統性能。
（3）.典型二階系統的二個特征參數阻尼比δ和自然振蕩頻率ω 決定了二階系統的動態過程。其中δ值不同時，阻尼情況不同，系統響應形式也不同。實際工作中，最常見的是0<δ<1的欠阻尼情況，此時，系統的單位階躍響應為衰減振蕩曲線，有超調。δ大，M 小，系統響應平穩性好。ω 值主要影響系統的調節時間 t。ω 大，t 小，快速性好。
（4）.高階系統常以主導極點的概念進行分析。
（5）.穩定性是系統正常工作的首要條件。穩定表明了系統自身的恢復能力，僅與自身的結構與參數有關而與外輸入和初始條件無關。穩定性的充分必要條件是，系統的閉環極點（特征根）均位于s的右半平面。
（6）.勞斯判劇是一種代數穩定判劇，應用勞斯判劇的依據是系統的閉環特征方程的系數。
（7）.穩態誤差是衡量系統精度的一個重要指標。穩態誤差大小取決于系統的結構的參數以及外作用信號的形式。擾動作用下的誤差還取決于擾動作用點的位置。穩態誤差的計算一般根據誤差信號的拉氏變換式E(s)利用終值定理求解。
（8）.系統類型與靜態誤差系數（k、k、k）也是系統控制精度的一種標志，同時是計算穩態誤差 的簡便方法。系統型別越高，靜態誤差系數越大，系統的穩態誤差越小。可以通過提高系統型別和開環放大系數，引入補償控制環節，減小系統穩態誤差。
（9）.應用MATLAB工具軟件，可得到連續系統的單位階躍響應,單位沖激響應,零輸入響應,及任意輸入下的仿真輸出等。要求：
（1）.牢固掌握一階系統、二階系統的數學模型和典型響應特性；能熟練確定一、二階系統特征參數，牢固掌握一階系統、典型欠阻尼二階系統動態性能計算方法及應用限制條件；掌握典型欠阻尼二階系統特征參量、極點位置與動態性能間的相互關系；了解增加閉環零、極點對動態性能的影響；正確理解主導極點的概念，會估算高階系統動態性能。
（2）.正確理解系統穩定性概念及穩定的充要條件；能熟練運用代數穩定判據判定系統的穩定性，并進行有關的分析計算。
（3）.正確理解有關穩態誤差的概念；了解終值定理應用的限制條件；牢固掌握計算穩態誤差的一般方法；牢固掌握靜態誤差系數法及其應用的限制條件。
問答題:
1．一階、二階系統的特點是什么？
2．一、二階系統的特征參量與極點位置、動態性能之間相互關系？ 3．穩定性的充要條件及與勞斯判據的關系？ 4．輸出端誤差與輸入端誤差定義的區別？ 5．什么是主導極點法？
第四章 根軌跡法
內容介紹：根軌跡的概念，基本繪制法則，廣義根軌跡和重疊根軌跡，利用根軌跡分析系統。
軌跡法是解決由開環零點-得到閉環極點分布情況的圖解法。
軌跡：是當開環系統中某一個數變化時閉環系統特征方程根在平面上變化的軌跡。可是一旦獲得根軌跡
則: ①可直接得到閉環極點。
②得到系統對時間響應的全部信息。
③可間接得到閉環頻率響應的信息。
本章的目的：
①畫根軌跡。
②從根軌跡上分析系統各種信息。
例：
時，有
（臨界阻尼）
時，為不同實根（過阻尼）
時，為共軛根（欠阻尼）
時，開環零極點：，（無有限零點）
可見：從時，特征根：為從-2，0開始，經-1（）沿線段變化，到，此為根軌跡。
第一節 根軌跡方程 設傳遞函數
閉環零點由前向通路零點和反向通路極點決定
閉還極點由開環零點和極點共同決定。
特征方程：（根軌跡方程）
利用幅相條件：G(s)H(s)=-1
可化成為：
注意與開環增量k的區別。
第二節根軌跡識別法則（9個法則）
假定變化參數的根軌跡增量
開環零極點分別為
由根軌跡方程 法則1：根軌跡起始于開環極點，終止于開環零點。對應起始點，對應終止點。并有n-m個無限開環零點為終點。
法則2：根軌跡有n條分支，具有傳遞性和對稱性。根軌跡的分支數取決于特征方程（根軌跡方程）的階次。由代數知識，系數連續變化，則根軌跡變化。且如代數方程系數為復數，則根一定為零或共軛復根。
可見：在平面上，除在零軸上，就對稱于零軸。
法則3：根軌跡有n-m條漸近線，其與零軸交點為:與零軸夾角為：漸近線：（根軌跡有n-m條趨于無窮遠處，其方位漸近線決定）根軌跡的極限狀況。
例1：設開環零點：開環極點：有n-m=3條漸近線，其與實軸交點：
法則4：實軸上根軌跡：若實軸上任一點，其右側開環零極點數目之和為奇數，則該點所在區間為根軌跡。設實軸任一點，其右側開環零點、極
點引到向量為
可見：奇數倍滿足
法則5：分離點的確定：根軌跡的分離量點可由方程決定。分離角（r條根軌跡分支在某點軌跡）
例2：開環極點：漸近線與實軸交點：夾角：
法則6：根軌跡的起始角、終止角。復數極點上的起始角（出射角）*：的出射角= +（所有開環零點到形成夾角之和）-（其他極點到形成夾角之和）復數零點處入射角（終止角）
例3：設單位反饋系統的開環傳遞函數識別根軌跡
解：其中：開環零點：開環極點：漸近線：一條與實軸交點 夾角 實
軸上為根軌跡，且其設有分離點。
由為實數開極點。出射角：
法則7：根軌跡與虛軸交點：根軌跡與虛軸的交點可令代入特征方程求得，也可利用Routy 根軌跡與虛軸有交點，說明系統穩定性是有條件的。相交時，說明系統處于臨界軌跡。
例4：利用例2傳遞函數，特征方程令
法則8：閉環極點之和、之積與特征方程系數關系：滿足：
書P116 例4-
7、4-8
法則9：對應根軌跡上任一點 其參數 的數法可由幅值條件求得： 有：
第三節 控制系統的根軌跡分析
用根軌跡可確定閉環極點和分析系統性能。一 閉環極點的確定： 例：已知開環傳遞函數
而系統根軌跡（由上節例4可知）與虛軸相交。可見：系統是臨界穩定的。
求：系統對應臨界穩定時的閉環極點及臨界開環增量 解：由例4已知
令
代入D（s）后，有
可見：相交時，閉環極點
設另一閉環極點
由法則8 :
則
且
對應的 可見：
例：
繪制軌跡 若要求：
求對應的閉環極點
解：n=4，m=0，4條漸近線
開極點
漸近線與實軸交點
夾角
如圖示實軸上軌跡
存在分離點：
得：
實軸極點上的出射角：
與虛軸交點： 令
代入特征方程或用勞斯判據。
可見：
臨界時
對應
行系數列方程。
求對應閉環極點。
作線
其與軌跡交于點
對應
可由幅值條件求得
另一分支上閉環極點（對應）
用試湊方法 可得
二 分析系統性能： 從根軌跡與虛軸交點分析穩定性。2 確定主要極點及其動態性能。
上例中
時，閉環極點 :
可見：
（并非符合意義 ,主導極點：，）閉環傳遞函數可近似為：
仍起主導相關作用
可見：
利用P126表中化簡公式，可把上例視為三階系統。三 開環零、極點分布對軌跡的影響： 增加開環極點對軌跡影響： 在負實軸上增加開環極點，可使系統根軌跡向右方彎曲偏移，且隨與原點貼近而彎曲偏移。增加開環極點：意味增加了積分作用，可使原系統穩定性能變得嚴謹。增加開零點對軌跡影響： 在負實軸上增加開環零點，可使系統軌跡向右彎曲偏移，且隨零點離原點的遠近是彎曲增強。3 通常作法：
增加一對零極點
通過等值不同，使其對系統產生不同作用。
<1時，零點離原點距離比極點近，開環零點起主要作用。
>1時，極點離原點比零點近，開環極點起主要作用。
時，能給系統增加3對“偶極子”。
偶極子：當零極點之間距離比其自身的模小一個數量級時，成為偶極子。偶極子遠離原點時，可忽略其影響。但離原點較近時，影響穩態性能的大小。事實上，離原點較近，化較大。
：
值的大小使原系統開環量k變第四節 廣義根軌跡
一 參數根軌跡
意義：在負反饋系統中除了根軌跡增量外，系統的其他參數變化時，其軌跡稱為參數根軌跡。與此比較，稱為參數的根軌跡為常規根軌跡。開環零點變化時的根軌跡
例
(為常數)討論變化時的根軌跡
由特征方程 G（s）H(s)=-1 進行交換
使A為參數，P（S）、Q（S）為多項式 令
到
=-1 為 G（s）H(s)等效傳遞函數。
利用常規根軌跡方法繪制軌跡
有：
可按常規方法繪制Z1參數變化時的軌跡。2 開環極點變化時的根軌跡
多回路軌跡
（為常數）討論變化軌跡。
由：
化為：
（B為參數）
其中：P（s）、Q（s）為一多項式等效傳遞函數。
可按常規方法繪制。
* 這是使用等效傳遞函數概念，將開環實數零、極點變化時的根軌跡
化為常規軌跡出現。
繪制a變化軌跡（調速反饋）解：系統開環傳遞函數
根軌跡方程滿足：
等效傳遞函數零、極點
分離點：
二 零度根軌跡
常規根軌跡，滿足
也稱為軌跡
零度軌跡：滿足
來源： 某些具正反饋通路的系統（1-GH=0）非最小相位系統： 非最小相位系統：具有正實部開環零、極點的系統稱為非最小相位系統。開環零、極點實部均為負時，稱系統為最小相位系統。
例1：設系統單位反饋
滿足特征方程：
如：
（常規）滿足特征方程：
對滿足1-GH=0系統 須按零度根軌跡繪制。相應的法則應修改
法則3：漸近線與實軸夾角
法則4：實軸上軌跡：奇數變為偶數 法則6：出射角
最小相位系統：41
入射角
其他法則不變。P137 例4-
19、4-20 負反饋系統
由1+GH=0為常規軌跡 由1+GH=0
為零度軌跡
：
第五節 估算（動態性能）
一 主導極點與特征分量關系繪制軌跡后，畫分線，其與軌跡的交點即為閉環極點。判定是否為主導極點，確定系統階次。偶極點的判斷 在確定閉環零、極點分布情況下，可利用P126經驗估 算公式。二 例：單位反饋系統
繪制根軌跡，估算時的性能指標
解：畫軌跡：
系統滿足：
為常規軌跡。
開環零點：
開環極點：
n=3 m=1 漸近線：
實軸上:
的右分離點
如圖示
作
線
其與軌跡交于
另一閉環極點可在上尋找。
=-1。92 為開零點，也為閉環零點（單位反饋）。
則與
形成一對偶極子，忽略其影響。
：
第六節 滯后系統的根軌跡
為滯后環節。
軌跡方程：
1。
（取近似）
2。
頻率特性：
k=0時為主根軌跡。對應于k=0，1，2……有無窮多條根軌跡
：
小結：
（1）.根軌跡是當系統開環傳遞函數的某一參數變化時，閉環極點在s平面上運動的軌跡。以閉環系統開環放大系數K(或K)為參量的根軌跡為常規根軌跡。
（2）.當系統開環傳遞函數的零、極點已知時，依據其幅值條件和相角條件可給出系統根軌跡。為簡便起見，一般是依據根軌跡的幅值條件和相角條件所導出的幾條基本法則，給出根軌跡的大致圖形。
（3）.在給出根軌跡后，利用其幅值條件可求出在某一Kg值時的閉環極點，若閉環零點已知，則可獲得系統的動態響應。
（4）.閉環極點決定系統動態響應的形式，閉環零、極點相互位置決定瞬態分量系數的大小。一對偶板子對動態響應的影響可以忽略不計，而系統的動態響應可由主導極點來決定。
（5）.增加開環極點，不利于系統的穩定，卻改善了系統的穩態性能;增加開環零點提高了系統的穩定性，在工程中，常用附加位置適當的開環零點的方法，來改善系統性能。要求：
（1）.掌握根軌跡的定義、根軌跡方程、幅值條件和相角條件。
（2）.掌握根軌跡的繪制法則，熟練繪制根軌跡。
（3）.明確等效開環傳遞函數概念，會繪制參數根軌跡；正確區分并繪制 零度根軌跡。
（4）.能根據根軌跡定性分析系統性能隨參數變化的規律。
問答題:
1．根軌跡法的特點是什么？
2．常規根軌跡與參數根軌跡、零度根軌跡的區別怎樣？ 3．閉環零極點與系統性能之間具什么關系？
第五章 頻率特性法
內容介紹：頻率特性，典型環節頻率特性，穩定性分析，動態性能和頻率
特性之間關系。頻率特性法也稱頻率響應法，是經典理論中三種分析方法之一，它是利用各種頻率特性曲線間接評價系統性能的一種工程圖解法。第一節 頻率特性基本概念
對于一個線性定常系統輸入為
其穩態輸出：
為與輸入頻率相同的正弦信號。
一 定義：
設系統的傳遞函數
G(s)44
設互不同，但均為負。待定系數。
有：
其中：
可見：正弦輸入時和穩態輸出是同頻率正弦信號。
幅值為原來X的倍。
相位差為：
定義：
稱為G(s)的頻率特性。
為幅頻特性。
為相頻特性。
二 求頻率特性：
的變化范圍
例1：
設
例2：
例3:
第二節 典型環節的頻率特性
放大環節：
積分環節： 3 慣性環節： 4 振蕩環節： 5 一階微分環節： 6 二階微分環節： 7 不穩定環節： 8 延遲環節：
例1：繪制其頻率特性
（低頻特性漸近線）
可見：低頻漸近線是平行于虛軸的直線（一型系統）。例2：繪制開環傳遞函數的頻率特性： 高頻數
（高頻時，頻率特性走向）
低頻漸近線：
上述例中對應的圖稱為頻率特性圖。也稱極坐標圖（可由幅值、相角繪制），或直角坐標圖（用實部、虛部繪制）又叫幅-相圖或奈氏圖。頻率特性低頻走向為型別
高頻走向為
設開環傳遞函數G(s)，若無正實部開環零極點，則稱系統是最小相位系統。
以上二例均為最小相位系統。
第三節 對數頻率特性及其繪制
前述頻率特性的求取中，幅頻特性
各環節幅頻特性乘積
引入一種簡便方法。
對數頻率特性：
各環節對數幅頻特性的疊加。表示不變。
建立單對數坐標系：
橫軸：取 以10為底的對數分度。
縱軸：線性分度。
分別稱為：對數幅頻特性圖 對數相頻特性
統稱：對數頻率特性圖
可見：由于取增大10倍，對應橫軸上增加一單位長度，稱10倍頻程，幾何長度一致。1 放大環節 G(s)=k 2 積分環節 每增加10倍頻程 則 分數 3 慣性環節 4 一階微分環節 5 振蕩環節
開環對數頻率特性圖 對應于開環傳遞函數的對數頻率特性。為開環對數頻率特性，其故可稱為Bd圖，一般情況下，對Bd圖的繪制只需畫出對數幅頻漸近線和相頻特性曲線即可。
步驟：
先將G(s)改寫為典型環節。
找出各環節轉折頻率，并比較大小。
在各轉折頻率間用適當斜率直線構成對數幅頻漸近線。4 若必要，可適當修正。
將各相頻特性相加，形成相頻特性。
例1：
也可直接畫出漸近線：
低頻數：
中頻數：
高頻數：
例2：
低頻數：
漸近線由 和 決定。
在 處，斜率為
高頻數：為慣性環節轉折頻率。漸近線頻率增加
例3：
繪制傳遞函數對數幅頻漸近線
§5-4 奈氏判據
一、幅角原理
引入輔助函數
Pj為閉環特征方程 1+GH=0根。（閉環極點）Zi為G(s)H(s)對應的極點。（開環極點）
1、F(s)的零點為閉環極點，極點為開環極點。
2、F(s)與G(s)H(s)差別。F(s)=1+G(s)H(s)與G(s)H(s)差1。
幅角原理：在S平面上任選一個復數s，通過復變函數F(s)可在F平面上找到相應的象。若F(s)的零、級分布已知，在S平面上任意選定一封閉曲線rs，且rs 不通過F(s)零、極點，則rs映射到F平面上也是 一封閉曲線rF。當s點按rs順時針繞一周時，則rF對應的點按逆時針繞原點的周數 R=P-2。其中P是rs封閉曲線內包含的F(s)的極點數目，Z是rs內包含的 F(s)的零點數目（R=開環極點數-閉環極點數）R〉0 表示逆時針旋轉 R=0 不轉
R〈0 表示順時針旋轉周數
二、穩定性分析及奈氏判據
1、將rs取為如圖示無窮大圓
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