自动控制原理作业题
第一章基本概念
一、简答题
1 简述自动控制的基本概念
2 简述自动控制系统的基本组成
3 简述控制系统的基本控制过程
4 简述自动控制系统的基本分类
5 试比较开环控制和闭环控制的特点
6 简述自动控制系统的性能评价指标
二、分析计算题
1 液位自动控制系统如图所示。试分析该系统工作原理，画出系统原理框图，指出被控对象、被控参量和控制量
2 发动机电压调节系统如图所示，试分析其工作原理，画出系统原理框图，指出其特点。
3液面控制系统如图所示。试分析该系统的工作原理，指出系统中的干扰量、被控制量及被控制对象，并画出系统的方框图。
4控制系统如图所示。简述该系统的工作原理，说明该系统的给定值、被控制量和干扰量，并画出该系统的方块图。
图1-7发电机-电动机调速系统
操纵电位计
发电机
伺服电机
减速器
负载
Θr
给定值Ur 前置放大器功放执行元件
被控量
Wm
这是一个开环控制的例子
+E
-E
Θr
Ur
操纵电位计
R1
R2
R3
R4
放大器
直流发电机
伺服电机Wd Wm
发电机-电动机调速系统
减速器
负载
5火炮随动控制系统如图所示。简述该系统的工作原理，并画出该系统的原理框图。
第二章 线性控制系统的数学模型
一、简答题
1 简述建立控制系统数学模型的方法及其数学表示形式
2 简述建立微分方程的步骤
3 简述传递函数的基本概念及其特点
4 给出组成控制系统典型基本环节
二、分析计算题
1 有源电网络如图所示，输入量为)(1t u ，输出量为)(2t u ，试确定该电网络的传递函数
2 电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为)(1t e ，输出量为)(t o ，试确定其微分方程。
图中，电动机电枢输入电压；电动机输出转角；电枢绕组的电阻；电枢绕组的电感；流过电枢绕组的电流；电动机感应电势；电动机转矩；电动机及负载这和到电动机轴上的转动惯量；电动机及负载这和到电动机轴上的粘性摩擦系数。
3 某RC 电路网络原理图如图所示，电压()i u t 为输入量，()o u t 为输出量，试画出其方块图，并求其传递函数。
1
2
()
o u t ()
i u t 1
C 2
C 123()i t 3()u t +
+
-
-
4 某控制系统方块图如图所示，被控制量为)(s C ，控制量为)(s R ，试用梅森公式确定该系统的传递函数
5 某控制系统的信号流图如图所示，被控制量为)(s C ，控制量为)(s R ，试用梅森公式确定其传递函数
第三章 线性控制系统的时域分析
一、简答题
1控制系统的典型输入信号有哪几个？ 2 评价控制系统的动态性能指标由哪些？
3 简述控制系统稳定的基本概念及系统稳定的充要条件
4 简述控制系统稳态误差的基本概念
5 简述一阶控制系统的基本概念及其主要特点
6 简述控制系统中闭环主导极点的符合条件
二、分析计算题
1 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)
12)(1()
1()()(+++=
s Ts s s K s H s G ，求该系统稳定
时，参数K 和T 的取值围
2已知控制系统方块图如图所示。若使系统的单位阶跃响应具有σp =16.3%，t p =1秒。试确定前置放大器的增益K 及反馈系数τ。
3 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)1)(1()(6
1
31s s s k
s G ++=，求：系统稳定时，k 值的取值围。
4 温度计的传递函数为1
1
)(+=
Ts s G 。用其测量某一容器中的水温，发现经1分钟后才能指示出实际水温的96%，求：（1）该温度计的指示从实际水温的10%变化到90%所需要的时间；（2）如给该容器加热，使容器水温以0.1s C /?的速度均匀上升，温度计的稳态指示误差有多大。
5 某位置随动控制系统如图所示，求：（1）系统的开环极点和闭环极点；（2）输入为单位阶跃函数信号时，系统的自然振荡角频率和阻尼比；（3）系统的动态性能指标上升时间、调节时间和超调量。
6 某单位负反馈自动控制系统的开环传递函数为)
12.0)(1(10
)(++=s s s s G ，求输入为斜坡
函数信号时，该系统的稳态误差。
7 某系统在领初始条件下的单位阶跃响应为t t
e e t c 10602.12.01)(---+=，试确定该系统的
闭环传递函数。
8 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)
2)(1()(++=s s s k
s C ，试系统闭环稳定时k
的取值围。
第四章 线性控制系统的根轨迹分析
一、简答题
1 简述根轨迹的基本概念
2 简述绘制根轨迹的依据
3 简述绘制根轨迹的基本规则
二、分析计算题
1 某控制系统的开环传递函数为(4)
()(2)k s G s s s +=
+，试绘制系统的概略根轨迹图
2 设一控制系统方框图如图4-5所示，试绘制系统根轨迹。
(1)(2)
k
s s s ++-
)
(s R )
(s C
图4-5 控制系统方框图
3 某控制系统的根轨迹如图所示。由系统的根轨迹图，求：1）确定系统稳定时参数k 的围；2）确定系统阶跃响应无超调时k 的取值围；3）系统出现等幅振荡时的振荡频率。
4 某单位负反馈控制系统的的根轨迹如图所示，求：?=60β时，计算系统的动态性能指标