一一、单项选择#
思路
- 三道小题查反馈元件职能、由脉冲响应求正弦稳态输出、非奇异变换对系统性质的影响
自动控制系统的基本组成与控制方式
基本概念与信号
本卷考法
- 指出反馈控制系统中用于测量被控量的元件
本卷实例
- 关键一步：按各环节职能区分校正、执行与反馈元件
- 中间结果：反馈元件测量被控量并形成偏差
- 卡点：校正与执行元件的职能易混
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 闭环系统按给定、比较、放大、执行、对象、检测六个环节串联成环
- 按有无反馈分为开环、闭环与复合控制；按给定信号分为恒值、随动与程序控制
- 检测变送元件把被控量转换成可比较的信号，是反馈通道的入口
- 控制系统的基本要求是稳、准、快三条
步骤
- 从工艺或物理描述里找出被控量与操纵量
- 逐个指认给定、比较、控制、执行、对象与检测六个环节对应的实物
- 按信号流向把环节串成闭环方框图
- 说明系统靠什么维持被控量等于给定量
通用考法
- 本卷考过指出反馈控制系统中用于测量被控量的元件
- 指出系统的被控对象、被控量与操纵量
- 说明检测变送元件在闭环系统中的作用
- 画出给定系统的闭环方框图并说明工作过程
常见易错
- 把被控量与操纵量搞反
- 只画方框图而不指认环节，或反之，漏答一半
频率特性的物理意义与求法
频域分析
本卷考法
- 由单位脉冲响应求正弦输入下的稳态输出
本卷实例
- 关键一步：零初态下脉冲响应即系统传递函数
- 中间结果：由幅频与相频在该频率处写稳态输出
- 卡点：稳态输出相角按反正切取负号
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 频率特性是传递函数中令 s=jω 得到的复变函数
- 幅频特性表示各频率正弦输入下的幅值放大倍数
- 相频特性表示输出相对输入的相位差
- 频率特性可用幅相曲线、Bode 图或尼柯尔斯图表示
步骤
- 由传递函数令 s=jω 得到 G(jω)
- 分别求出幅值 |G(jω)| 与相角 ∠G(jω)
- 按需要绘制幅相曲线或对数频率特性
通用考法
- 本卷考过由单位脉冲响应求正弦输入下的稳态输出
- 求给定传递函数的幅频与相频表达式
- 计算某频率处的幅值与相角
- 说明频率特性的物理含义
常见易错
- 求幅值时忘记把分母复数取模后再相除
- 相角累加时漏掉积分环节的 -90°
公式
状态空间表达式的建立
状态空间分析
本卷考法
- 判断非奇异变换对系统性质的影响
本卷实例
- 关键一步：非奇异变换只改变状态向量的表示
- 中间结果：特征值不变故稳定性与能控性不变
- 卡点：特征向量的长度会改变
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 状态方程为一阶微分方程组，输出方程是状态与输入的代数关系
- 状态变量的个数等于系统阶数，选取不唯一
- 状态空间描述可同时刻画内部状态与外部输出
- 可处理多输入多输出系统
步骤
- 确定系统阶数并选取状态变量
- 列写各状态变量的一阶微分方程
- 写成矩阵形式 x'=Ax+Bu 与 y=Cx+Du
通用考法
- 本卷考过判断非奇异变换对系统性质的影响
- 由物理系统列写状态空间表达式
- 判断状态变量选取是否合理
- 写出系统的 A、B、C、D 矩阵
常见易错
- 状态变量个数与系统阶数不匹配
- 输出方程中漏掉直接传递项 D
公式