自动控制原理作业
1、下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。
2、下图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
3、用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示。其工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速ω下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速ω增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速ω保持在某个期望值附近。
指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
4、电压调节系统如图所示：分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
5、下图为函数记录仪
函数记录仪是一种通用记录仪,它可以在直角坐标上自动描绘两个电量的函数关系。同时,记录仪还带有走纸机构,用以描绘一个电量对时间的函数关系。请说明其组成、工作原理。并画出系统方框图。
6、下图为火炮方位角控制系统原理图，请说明其工作原理，并画出系统方框图。
7、试用梅逊公式法化简下面动态结构图，求如图所示系统的传递函数)()(s R s C 。
8、试用梅逊公式法求如图所示系统的传递函数)()
(s R s C 。
9、方框图如图所示，用梅逊公式化简方框图求)()
(s R s C 。
10、已知系统方程组如下：
??????
?=-=-=--=)
()()()()]()()([)()]()()()[()()()]()()[()()()(3435233
612287111s X s G s C s G s G s C s X s X s X s G s X s G s X s C s G s G s G s R s G s X 试绘制系统结构图，并求闭环传递函数)()
(s R s C 。
11、系统的微分方程如下：
dt t dc dt t c d t x K t n K t x t x t x dt
t dx T
t x t x t x t x K t x t n t c t r t x )
()()()
()()()()
()
()()()()()
()()()(2
25322453452311211+
=-==-==+-=
式中1K 、2K 、
3
K 、T 为常数，)(t r 为指令，1n 、2n 为干扰，)(t c 为被控量。试
建立系统的动态结构图，并分别求传递函数)()
(s R s C 、)()
(1s N s C 、
)()
(2s N s C 。
12、求如图所示方框图的传递函数)()(s R s C 和)()
(s E s C 。
13、某控制系统的方框图如图所示，试求 (1)该系统的开环传函)(s G k 、闭环传函
)()(s R s C 和误差传函)
()
(s R s E 。 (2)若保证阻尼比ξ=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为ss e =0.25,求系统参
数
K 、
τ
。
14. 控制系统方块图如图所示：
（1）当a =0时，求系统的阻尼比ξ，无阻尼自振频率n ω和单位斜坡函数输入时的稳态误差；
（2）当ξ=0.7时，试确定系统中的a 值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差。
15. 设单位反馈系统的开环传递函数为
)
6
1)(31()(s s s K s G ++=
若要求闭环特征方程的根的实部均小于-1，问K 值应取在什么范围？
16、典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如图二所示，试确定系统的闭环传递函数。
17、单位负反馈系统的开环传递函数为
2
()(40100)
a
K G s s s s ξ=
++ （1）试确定使系统稳定的开环增益K 、阻尼比ξ的范围。
（2）若2=ξ，并保证系统的极点全部位于1-=s 的左侧，试确定此时的开环增益K 的范围。
18、已知系统的结构图如图所示：
（1）当0=f K 、10=a K 时，试确定系统的阻尼比ξ、固有频率n ω和单位斜坡输入时系统的稳态误差。
（2）若使6.0=ξ，单位斜坡输入下系统的稳态误差2.0=ss e ，试确定系统中f K 的值，此时放大系数a K 应为何值。 19、设单位反馈系统的开环传递函数为)
104.0()(+=
s s K
s G ，要求系统响应单位匀
速信号的稳态误差%1≤ss e 及相角裕度 45≥γ，试确定串联迟后校正环节的传递函数。
20、已知单位反馈系统的开环传递函数为)(s G =
)
11.0(200
+s s
试设计串联校正环节，使系统的相角裕度不小于?45，剪切频率不低于50s rad /。
21
(R
（f
（2）计算静态位置误差系数、静态速度误差系数和静态加速度误差系数，并说明内反馈s K f 的存在对系统稳态误差的影响。
22、单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线)(0ωL 如图所示，采用串联校正，校正装置
的传递函数 ??
?
??+???
??+??
?
??+??? ??+=110013.011013)(s s s s s G c
开环对数幅频特性曲线
（1）写出校正前系统的传递函数)(0s G ；
（2）在上图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线)(ωL ； （3）求校正后系统的截止频率c ω和相角裕度γ。
23、某系统的开环对数幅频特性如图所示，其中虚线表示校正前的，实线表示校正后的。要求:
（1）确定所用的是何种串联校正方式，写出校正装置的传递函数)(s G c ； （2）确定使校正后系统稳定的开环增益范围；
（3）当开环增益1=K 时，求校正后系统的相角裕度γ和幅值裕度h 。
24、已知系统结构如图所示，采样周期s T 2.0=。求系统稳定时K 的取值范围。