自动控制原理习题

自动控制原理习题Tag内容描述：<p>1、自动控制原理习题详解（上册）第一章 习题解答1-2日常生活中反馈无处不在。人的眼、耳、鼻和各种感觉、触觉器官都是起反馈作用的器官。试以驾车行驶和伸手取物过程为例，说明人的眼、脑在其中所起的反馈和控制作用。答：在驾车行驶和伸手取物过程的过程中，人眼和人脑的作用分别如同控制系统中的测量反馈装置和控制器。在车辆在行驶过程中，司机需要观察道路和行人情况的变化，经大脑处理后，不断对驾驶动作进行调整，才能安全地到达目的地。同样，人在取物的过程中，需要根据观察到的人手和所取物体间相对位置的变化，调整手的动作姿势，。</p><p>2、2017 研究生入学考试专业课资料 Graduate Entrance Examination 西安电子科技大学 自动控制原理内部习题 GEE 考试专业课内部复习资料 自强考研高端辅导专业定制 1 课程名称课程名称:自动控制理论自动控制理论（A/B 卷卷闭卷）闭卷） 一、填空题（每空 1 分，共 15 分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过与反馈量的差 值进行的。 2、 复合控制有两种基本形式： 即按的前馈复合控制和按的 前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传 递函数为( )G s，则 G(s)为（用 G1(s)与 G2(s) 表示。</p><p>3、自动控制原理复习题一、填空题（每小题0.5分，共10分）1、线性定常系统稳定的充要条件是闭环系统的所有特征根必须 。2、越大。3、用时域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是________。4、极坐标图上以坐标原点为圆心的单位圆和Bode图上的 对应。5、如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环零点之间(其中一个零点可以位于无穷远处)，则在这两个零点之间必定存在________。6、要改善通常可采用两种方式：1）增加前向通路的增益；2） 。7、经典控制理论的三大问题是稳定性、和动态性能。8、根据控制信号的不同，可以将控制系统分为和随动控。</p><p>4、第 60 页 共 60 页第一章 习题答案1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图(1) 将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。解 （1）负反馈连接方式为：，；（2）系统方框图如图解1-1 所示。1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的。</p><p>5、第八章 非线性控制系统分析练习题及答案8-2 设一阶非线性系统的微分方程为试确定系统有几个平衡状态，分析平衡状态的稳定性，并画出系统的相轨迹。解 令 得系统平衡状态其中： ：稳定的平衡状态；：不稳定平衡状态。计算列表，画出相轨迹如图解8-1所示。-2-1012-600.3850-0.3850 6112010211图解8-1 系统相轨迹可见：当时，系统最终收敛到稳定的平衡状态；当时，系统发散；时，; 时，。注：系统为一阶，故其相轨迹只有一条，不可能在整个平面上任意分布。8-3 试确定下列方程的奇点及其类型，并用等倾斜线法绘制相平面图。(1) (5) 解。</p><p>6、图2-1 习题2-1 质量弹簧摩擦系统示意图2-1 设质量-弹簧-摩擦系统如图2-1所示，途中为黏性摩擦系数，为弹簧系数，系统的输入量为力，系统的输出量为质量的位移。试列出系统的输入输出微分方程。解：显然，系统的摩擦力为，弹簧力为，根据牛顿第二运动定律有移项整理，得系统的微分方程为图2-2 习题2-2 机械系统示意图2-2 试列写图2-2所示机械系统的运动微分方程。解：由牛顿第二运动定律，不计重力时，得整理得2-3 求下列函数的拉氏变换。（1）（2）（3）解：（1）（2）（3）2-4 求下列函数的拉氏反变换（1）（2）（3）解：（1）（2）（3）。</p><p>7、第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。2 闭环系统优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。1-2 什么叫。</p><p>8、第一套一、单项选择填空（每小题4分，共20分） 1. 系统不稳定时，其稳定误差为（ ）1）+ 2）- 3）0 4）以上都不对2. -型渐近对数幅频特性描述的闭环系统一定（ ）1）稳定 2）不稳定 3）条件稳定 4）说不清3. 由纯积分环节经单位反馈而形成的闭环系统超调量为（ ）1）0 2）16.3% 3）无超量 4）以上都对4. 描述函数描述了（ ）系统的性能。1）非线性系统 2）本质非线性系统 3）线性、非线性系统 4）以上都错5. 采样周期为（）的系统是连续系统。）需经严格证明）以上都错二、简化结。</p><p>9、第三章 线性系统的时域分析与校正练习题及答案3-1 已知系统脉冲响应试求系统闭环传递函数。解 3-2 设某高阶系统可用下列一阶微分方程近似描述，其中，。试证系统的动态性能指标为解 设单位阶跃输入当初始条件为0时有：1) 当 时; 2) 求（即从到所需时间)当 ; 当 ; 则 3) 求 3-3 一阶系统结构图如图3-45所示。要求系统闭环增益，调节时间s，试确定参数的值。解 由结构图写出闭环系统传递函数令闭环增益， 得：令调节时间，得：。3-4 在许多化学过程中，反应槽内的温度要保持恒定， 图3-46（a）和（b）分别为开环和闭环温度控制系统结构图，。</p><p>10、习题一1. The differential equation of a system shown below, try to establish the dynamic structure diagram of the system and determine the transfer function Y(s)/R(s),Y(s)/N1(s), Y(s)/N2(s). 2. A Feedback control system has the structure shown in figure 2. Determine the K1 and K2 so that the unit step response y(t) has Tp=0.5s and P.O=2%.Figure 23.When the input signal of the system is,the measured output response for.(1) Determine the system transf。</p><p>11、第一章 引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的。</p><p>12、胡寿松自动控制原理第六章习题解答 6-2 设单位反馈系统的开环传递函数 )9)(3( )( + = sss K sG (1)如果要求系统在单位阶跃输入作用下的超调量%20% =，试确定 K 值； (2)根据所求得的 K 值，求出系统在单位阶跃输入作用下的调节时间，以及静态速度 误差系数。 s t v K (3)设计一串联校正装置，使系统的， 1 20 sKv%15% ，减小两倍以上。 s t 解： （1）系统根轨迹如下： 通过计算得到这时 8 .54=K 这时系统呈现二阶系统特性，这时系统的457. 0= 35. 2= n （2）s n s 26. 3 35. 2*457. 0 5 . 35 . 3 = t 这时：03. 2 27 8 .54 )(lim 0 = ssG。</p><p>13、第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。解：系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。电位器用来设置期望液位高度 (通常点位器的上下位移来实现) 。当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等，从而使液面保持在希望高度上。一旦流出水量发生变化(相当于扰动)，例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从。</p><p>14、自动控制原理部分习题参考答案第1章1-4有差系统。1-5接线端1接地，2与4相连，3接地，5不需连接。1-8 （1）略；（2）无差系统。第2章2-1 (a) (b) (c) （d）2-2 （a）（b）2-3 2-4 ，其中，和分别为在各自工作点的参数（液阻）。2-5 ，其中，和分别为在各自工作点的参数（液阻）。2-6 ，其中， ，符号已略去。2-7 ，其中，为向外散出的热量与炉内外的温差成正比的比例系数，即。2-8 和2-9 2-10（1），（2），其中2-11（1）；（2）2-12（1）；（2）2-13（a）（b）（c）（d）（e）2-14 2-15（1）（2）当时，输出不受干扰信号的影响。2-16（a）。</p><p>15、自动控制原理第六章习题编程及图像：6-3 图a：%开环传递函数的幅频特性曲线num=2,1;k=10;den=conv(conv(1,0,0.1,1),1,0);ga=tf(k*num,den);t=0;0.1;7;figure(1);bode(ga);grid图b：%开环传递函数的幅频特性曲线num=0.1,1;k=20;den=conv(conv(1,0,0.1,1),0.01,1);ga=tf(k*num,den);t=0;0.1;7;figure(1)；bode(ga);grid6-5：%开环传递函数的幅频特性曲线num=8;den=conv(1,0,2,1);g0=tf(k*num,den);t=0;0.1;7;figure(1);bode(ga);gridnum=conv(10,1,2,1);k=8;den=conv(conv(100,1,0.2,1),conv(1,0,2,1。</p><p>16、西北民族大学 电气工程 学院（部）期末考试 自动控制原理 试卷（ E 卷）专业: 课程代码: 题号一二三四五总分学号: 姓 名: 得 分评卷人一、简答题（每题5分，共10分）1、开环控制和闭环控制有何区别与联系？2、什么叫稳态误差？都和哪些因素有关？得 分评卷人二、看图回答问题（每小题10分，共20分）1、已知某最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图3所示，试确定系统的开环传递函数。2、已知某系统单位阶跃响应曲线如图2所示，试求其调节时间，超调量，若设其为典型二阶系统，试求其传递函数。图2得 分评卷人三、画图题（每小题10分，共1。</p>