1~5一、简答五小题#
思路
- 五道简答覆盖自动控制系统的定义与组成、传递函数的概念、比例积分控制器的作用、电气校正装置的三大分类、极限环的定义，按基本概念逐条作答。
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
- 解释自动控制系统的基本组成与控制方式（第1小题）
本卷实例
- 关键一步：答出被控对象、控制器与检测变送等环节
- 中间结果：系统在无人直接参与下使被控量按规律运行
- 卡点：别只写控制器，要补检测与执行环节
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
- 本卷考过解释自动控制系统的基本组成与控制方式（第1小题）
- 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
传递函数的定义与基本性质
传递函数
本卷考法
- 简述传递函数的定义与零初始条件前提（第2小题）
本卷实例
- 关键一步：强调零初始条件下输出与输入的拉氏变换之比
- 中间结果：传递函数只取决于系统结构与参数
- 卡点：漏掉零初始条件会丢分
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 定义：零初始条件下，输出与输入的拉氏变换之比 G(s)=C(s)/R(s)
- 只由系统结构与参数决定，与输入形式无关
- 分母为特征多项式，其根是极点；分子的根是零点
- 工程可实现系统必为真分式（分子阶数 ≤ 分母阶数）
步骤
- 对微分方程两边取拉氏变换，初始条件全部置零
- 把输出项移到左边、输入项移到右边
- 整理成 C(s)/R(s) 的降幂形式
通用考法
- 本卷考过简述传递函数的定义与零初始条件前提（第2小题）
- 由微分方程直接写出传递函数
- 指出系统的阶数、极点个数与零点个数
- 判断给定分式能否作为实际系统的传递函数
常见易错
- 忽略“零初始条件”这一前提，把初始值带进变换结果
- 分子分母系数按升幂抄写导致顺序颠倒
公式
PID 控制器与参数整定
系统校正
本卷考法
- 说明比例积分控制器的作用及其改善的性能（第3小题）
本卷实例
- 关键一步：分别说清比例项与积分项各自的作用
- 中间结果：积分项使系统型别提高一级、改善稳态精度
- 卡点：积分项同时带来相位滞后
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 比例项提高快速性但存在稳态误差
- 积分项消除稳态误差但降低稳定性、增大超调
- 微分项提供超前相位改善动态性能但对噪声敏感
- PD 相当于超前校正，PI 相当于滞后校正
步骤
- 按误差类型选择需要引入的环节
- 先调比例再调积分最后调微分
- 用稳定裕度或性能指标校验并微调
通用考法
- 本卷考过说明比例积分控制器的作用及其改善的性能（第3小题）
- 设计 PID 控制器满足给定指标
- 分析各参数变化对系统性能的影响
- 说明微分项对噪声的影响
常见易错
- 把 PI 的相位影响说成超前
- 积分增益过大导致系统振荡甚至不稳定
公式
校正的基本概念与性能指标
系统校正
本卷考法
- 说出电气校正装置的三大分类（第4小题）
本卷实例
- 关键一步：按相位关系把校正分为三类
- 中间结果：超前、滞后与滞后超前校正
- 卡点：不要把超前与滞后写反
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 校正是在系统中引入附加装置以改善性能
- 串联校正、反馈校正与复合校正是三种基本形式
- 时域指标与频域指标存在对应关系
- 校正通常以相角裕度、开环增益与穿越频率为目标
步骤
- 由指标要求确定目标相角裕度与穿越频率
- 画出未校正系统的 Bode 图
- 比较未校正特性与目标要求的差距
- 选择校正方式并计算校正装置参数
通用考法
- 本卷考过说出电气校正装置的三大分类（第4小题）
- 说明串联校正与反馈校正的适用场合
- 把时域指标折算为频域指标
- 分析未校正系统的主要缺陷
常见易错
- 把截止频率与相位穿越频率混用
- 只盯相角裕度而忽略带宽要求
公式
相平面法
非线性系统
本卷考法
- 解释极限环的定义及其与自持振荡的关系（第5小题）
本卷实例
- 关键一步：抓住相平面上孤立闭合相轨迹这一特征
- 中间结果：稳定极限环对应时间响应上的自持振荡
- 卡点：只有稳定极限环才表现为自持振荡
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 相平面以误差及其导数为坐标，适用于一、二阶非线性系统
- 相轨迹的斜率由系统微分方程直接给出
- 奇点对应系统的平衡状态，奇点类型决定局部行为
- 极限环对应相平面上的孤立闭曲线
步骤
- 写出以误差及其导数表示的二阶微分方程
- 由等倾线法或解析法求相轨迹斜率
- 画出各区域相轨迹并判断奇点类型
- 由是否存在闭曲线判断极限环与自振
通用考法
- 本卷考过解释极限环的定义及其与自持振荡的关系（第5小题）
- 画出给定初始条件下的相轨迹
- 判断奇点类型与稳定性
- 分析极限环的存在与形态
常见易错
- 相轨迹斜率公式中分子分母写反
- 把相轨迹与根轨迹混淆
公式