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中国石油大学远程教育 《自动控制原理》自测题 第一章 自测题（30分钟） 自动控制是在（ 没有人直接参与 ）的情况下，利用外加的设备或装置（即控制器），使机器、设备或生产过程即（ 被控对象 ）的某个工作状态或参数即（ 被控变量 ）自动地按照预定规律运行。 自动控制系统是指由（ 控制装置 ）与（ 被控对象 ）结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。 （ 被控对象 ）是要求实现自动控制的机器设备、生产过程，或其它对象。 （ 被控制量 ）是指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量。 （ 控制量 ）是可以被改变，并影响被控制量的物理量，一般指系统的输入量。 破坏控制量与被控制量之间正常对应关系的因素称为（ 扰动 ）。 （ 控制装置 ）是指能够对被控对象起控制作用的设备总称，如控制器和调节阀。 （ 检测装置 ）是指测量系统某些物理量值的装置，如传感器。 一般控制系统包括（控制器）、（执行器）、（工艺对象）和传感器等四部分。 把取出的输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程即为（ 反馈 ）。 反馈的类型包括（ 正反馈 ）和（ 负反馈 ），控制系统主要利用的反馈类型是（ 负反馈 ）。 反馈控制原理是将系统的输出信号引回输入端，与给定信号相减形成（ 控制偏差 ）信号。然后根据偏差信号产生相应的控制作用，使控制偏差减少，最终消除消除控制偏差。反馈信息使整个控制过程成为闭合控制系统，因此反馈控制也称为（ 闭环控制 ）。 自动控制系统的基本控制方式包括( 开环控制 )、(闭环控制或反馈控制）和复合控制。 对于自动控制系统的基本要求归结为三个方面，分别是：（稳定性）、（快速性）、（准确性）。 线性连续定常系统按照输入量的变化规律不同可以划分为（恒值控制系统）、（随动控制系统）和程序控制系统。 开环控制系统的特征是系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，输出量（ 不参与 ）控制。 控制系统按照信号的类型分为（连续控制系统）和（离散控制系统）。 控制系统按照系统的特性分为（线性控制系统）和（非线性控制系统）。 常用的外作用信号包括（ 阶跃信号 ）、（ 斜坡信号 ）、（加速度信号）和正弦信号。 第二章 自测题（30分钟） 数学模型是描述控制系统内部物理量（或变量）之间关系的 数学表达式 。 线性控制系统分析的数学基础是 拉氏变换 ，主要数学模型是 传递函数 。 线性系统环节的微分方程的建立步骤包括：（1）确定输入、输出变量；（2）根据遵循的物理或化学定律，定义 必要的中间变量，列写 微分方程组；（3）消去 中间变量 ，得到输入与输出变量之间的微分方程；（4）整理成 标准形式 的微分方程。 整理标准形式微分方程时， 输出变量 在方程的左端， 输入变量 在方程的右端，方程两端变量的导数项均按 降幂 次序排列。 根据线性系统的（ 叠加 ）特性，当两个外作用同时加于系统所产生的总输出，等于各个外作用单独作用时分别产生的输出之和；为了简化研究工作，对控制系统的研究时其输入作用常取单位信号，这是利用线性系统（ 齐次 ）特性。 拉氏变换求解微分方程步骤包括：（1）考虑初始条件，对微分方程进行 拉氏变换 ；（2）求出输出变量的拉氏变换表达式；（3）对输出变量拉氏变换函数求 反变换 ，得到输出变量的时域表达式。 线性定常系统的传递函数定义为，在（零初始）条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。传递函数只取决于（系统或元件的结构和参数），而与系统输入量的形式无关。 传递函数与微分方程之间具有相通性，相互转换的前提是 零初始条件。 传递函数G(s)的 反拉氏变换 是单位脉冲响应g(t)。 传递函数的表示形式有 多项式形式、 零极点形式、 时间常数形式。 关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言，（极点）决定了描述系统自由模态，（零点）只影响各模态响应所占的比重系数，因而也影响响应曲线的形状。 控制系统的结构图由许多对信号进行单向运算的 方框 和一些 信号流向线 组成。 控制系统的结构图中，由同一引出点引出的信号的 大小 和 性质 完全一样。 控制系统的结构图中，综合比较点进行相加减的量，必须具有 相同 的量纲。 控制系统的结构图的等效变换原则是变换前后各变量之间的 传递函数 保持不变。 串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的 乘积 。 并联环节的等效传递函数等于所有并联环节传递函数的 代数和 。 结构图等效变换方法包括：（1）三种典型结构可直接用公式；（2）相邻 综合点可互换位置、可合并；（3）相邻 引出点可互换位置、可合并。 信号流图也是控制系统 数学模型 的一种表示法，可以直接采用 梅森增益公式 求总传输增益。 信号流图中开始于输入节点，沿支路箭头方向，每个节点 只经过 一次 ，最终到