230 210 205 200
05年
三、计算题（共30分）
1、（6分）某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和回复时间（给定值200℃）。
解 最大偏差：A=230-200=30℃ 余差C=205-200=5℃
由图上可以看出，第一个波峰值B=230-205=25，第二个波峰值B ’=230-205=5，故衰减比应为B ∶B ’ =25∶5=5∶1。
振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故周期T=20-5=15（min ）
过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的±2%，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×（±2%）=±4℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4℃画一区域，图9-6中以画有阴影线区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过渡过程就可以认为已经结束。因此，从图上可以看出，过渡时
间为22min 。
2、（6分）某一燃烧煤气的加热炉，采用DDZ －III 型仪表组成温度单回路控制系统，温度测量范围0～1000℃，由温度变送器转换为4～20mADC 输出。记录仪刻度范围0～1000℃。当炉温稳定在800℃时，控制器输出为12mA 。此时手动改变设定值，突然使控制器输出变为16mA ，温度记录从800℃逐渐上升并稳定在860℃。从响应曲线上测得τ＝3min ，T P ＝8min 。如果采用P ，PI ，PID 控制器，采用响应曲线法求解各整定参数值。
条件1：
条件2：
响应曲线法整定参数
[解] 对照图12-12响应曲线，结合本控制系统求出：
Δm ＝16－12＝4mA ，m max －m min ＝20－4＝16mA Δx ＝x (∞)－x (0)＝860－800＝60℃， x max －x min ＝1000－0＝1000℃
代入式（12-2）得
响应曲线法
x (0)
24.016
/41000
/60==
P K
由表12-9中PID 控制器参数计算式，算得：
P(﹪)=83
7.47%8
324.083=?=τP P T K T I ＝2τ＝2×3＝6min T D ＝0.5τ＝0.5×3＝1.5min
3、（9分）下图为水箱液位控制对象，其液体流入量为Q 1，改变调节阀1的开度μ1，
可以改变Q 1的大小。液体流出量为Q 2，它取决于用户的需要，可调节阀门2的开度来加以改变。液位h 的变化就反映了因液体流入量Q 1与流出量Q 2的不等，而引起水箱中蓄水或泄水的变化过程。请根据条件利用机理建模的方法建立输出与输入之间的数学模型。
dt
dh
A
Q Q =-21 （1） 将式(9-11)表示为增量形式：
dt
h
d A
Q Q ?=?-?21 （2） 式中ΔQ 1、ΔQ 2、Δh ——分别为偏离某平衡状态Q 10、Q 20、h 0的增量； A ——水箱截面积。
设某一平衡状态下的流入量Q 10等于流出量Q 20；水位的稳定值为h 0。ΔQ 1是调节阀1的开度变化引起的，假设ΔQ 1与阀门1的开度变化量Δμ的关系为
ΔQ 1＝k μΔμ （3） 式中 k μ—比例系数
流出量Q 2随液位h 变化，h 愈高，液体出口静压愈大，Q 2就愈大，假设二者变化量之间关系为
22R h Q ?=
或 2
2Q h
R ?= （4） 式中 R 2—阀门2的阻力，称为液阻，其物理意义是产生单位流量变化所必须的液位变化
量。
Q 2
液位对象及其特性
h
在一般情况下，液位h 与流量Q 2之间的关系是非线性的，如图所示。因此液阻R 2 在不同流量Q 2时是不同的。为了简化问题，在曲线上工作点a 附近不大的范围内，用切于a 点的一段切线，代替原曲线上的一段曲线，进行线性化处理。经过线性化后，液阻R 2则可认为是常数，可以用式（4）表示。
将（3）和式（4）代入式（2）可得
dt
h d A R h k ?=?-
?2μμ （5） μμ?=?+?22
R k h dt
h
d AR （6） 写成一般形式为 μ?=?+?K h dt
h
d RC （7）
或者 μ?=?+?K h dt
h
d T （8）
上式Δh 和Δμ经拉氏变换为H (s)和μ(s),得对象传递函数G O (s)为：
()()()1
+==
Ts K
s s H s G O μ （9） 式中 C ——液容又称为容量系数，在数值上等于水箱横截面积A 。 4、（9分）设单输入-单输出系统的状态方程为：
u X X ??
??
??????+??????????--=0010611250201& 期望的闭环极点为,21,21,3*
3*2*1j j --=+-=-=λλλ设计状态反馈矩阵K 。
解：因为u X X ??
??
?
?????+??????????--=0010611250201& 所以A=??????????--0611250201 B=??
????????001，且闭环极点为：,21,21,3*3*2*1j j --=+-=-=λλλ
所以RANK （Q C ）=RANK[B AB AB 2]=RANK ????
??????-010120031
1=3
令K=[K 1，K 2，K 3]
有det[SI-(A-BK)]=(S-*
1λ)(S-*
2λ)(S-*
3λ)
且SI-(A-BK)= ????
??????----+S S K K K S 61125021321
det[SI-(A-BK)]=S 3+(K 1-6)S 2+(K 3-5K 1-69)S+(82-72K 1-12K 2-5K 3) 且det[SI-(A-BK)]=(S-*1λ)(S-*2λ)(S-*
3λ)=S 3+5S 2+11S+15 所以有 K 1-6=5 K 3-5K 1-69=11 82-72K 1-12K 2-5K 3=15 解得：K=[11，116.667，135]
5、（6分）某一蒸汽加热器，饱和水蒸汽的正常用量是450kg/h ，蒸汽阀前压力为196.2 kPa
(2.0 kgf/cm 2)，阀后设计压力为29.4)cm /kgf 3.0(KPa 2
。试确定直通双座阀的口径。
解： 阀前绝对压力 P 1=196.2+101.33=297.53 KPa 阀前绝对压力 P 2 =29.4+101.33=130.53 KPa
因5.0P /P 12<，超过临界状态，应用表9-1中蒸汽C 的公式：
蒸汽)单位为式中(104067.111
4Pa P P M C S
-?=
故75.1010753.29104067.1450
104067.14
41
4=???=??=
--P M C S vc 查气动薄膜控制阀的产品规格（见表12-4），公称通经D g 为40mm 的直通双座阀，其C=25，则C vc /C 在0.4附近，可以适用。 06年
一、计算题（本题40分，每题8分）
1、 一台DDZ 一Ⅲ型温度比例控制器，测温范围为0～1000℃。当温度给定值由800℃变
动到850℃时，其输出由12mA 变化到16mA 。试求该控制器的比例度及放大系数？该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么？ 解：放大系数：51000
/)800850()
420/()1216(=---=
K
比例度：%20%1005
1
%1001=?=?=
p K δ 反作用。该控制器当给定信号增加时，其输出信号也是增加的。由于给定信号与测量信号在进行比较时，是相减的运算，控制器的输入信号（偏差）等于测量信号减去给定信号，所以当给定信号增加时，控制器的偏差信号是减小的，而这时输出信号反而增加，故该控制器属于反作用式控制器。
2、 何为比例控制器的比例度？一台DDZ －Ⅱ型液位比例控制器，其液位的测量范围
为0～1.2m ，若指示值从0.4m 增大到0.6m ，比例控制器的输出相应从5mA 增大到7mA ，试求控制器的比例度及放大系数。
答：比例度：输出信号作全范围的变化时所需输入信号的变化（占全量程）百分数。
3、 某发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃。考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离
给定值最大不能超过6℃。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线
%100/min max 12min max 12???
?
????
??? ??--????
??
--=y y y y x x x x δ%
10001057/02.14.06.0???
?
?????? ??--??? ??--=δ2
.11
==
δ
P K %
3.83=δ
如图所示，试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期等过程指标?
解：由反应曲线可知：
最大偏差：A=45-40=5℃ 余差： C=41-40=1℃ 衰减比： n=B/B ，=4：1 过渡时间：Ts=23 min 振荡周期：T=18-5=13 min
4、 什么是衰减曲线法？有何特点？某控制系统用4：1衰减曲线法整定调节器参数。
已测得min 5%,50==Ts s δ。试确定采用PI 作用和PID 作用时的调节器参数。（SP179、180）
4：1衰减曲线法调节器参数计算表
答：衰减曲线法是在纯比例运行下，通过使系统产生衰减振荡，得到衰减比例度s δ和衰减周期Ts （或上升时间升T ），然后根据经验总结出来的关系求出调节器各参数值。
这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频繁、记录曲线不规则的系统难于应用。
由相应的4：1衰减曲线法调节器参数计算表可以求得： PI 调节器时： 比例度δ=1.2，s δ=60%
积分时间T I =0.5，T S =2.5min
PID 调节器时：比例度δ=0.8，s δ=40%
积分时间T I =0.3，T S =1.5min
微分时间T D =0.1，T S =1min
4、已知阀的最大流量Q max =100m 3╱h ，可调范围R=30。
(1)计算其最小流量Q min ，并说明Q min 是否是阀的泄漏量。
(2)若阀的特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程（l ╱L ）为 0.1及 0.9时的流量值Q 。
(3) 若阀的特性为等百分比流量特性，问在理想情况下阀的相对行程为0.1及0.9时的流量值Q 。
解：（1）最小流量：33.330
100
min ==
Q m 3╱h ，Q min 不等于阀的泄漏量，而是比泄漏大的可以控制的最小流量。
（2）l ╱L= 0.1时，00.13)33.3100(1.033.31.0=-?+=Q m 3╱h l ╱L= 0.9时，33.90)33.3100(9.033.31.0=-?+=Q m 3╱h
（3）l ╱L= 0.1时，68.430
100)
11.0(1.0=?=-Q m 3╱h l ╱L= 0.9时，17.7130
100)
19.0(1.0=?=-Q m 3╱h
4、 为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t 0时刻突然将加热蒸汽量从25m 3/h 增加到
28m 3/h ，物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。试写出描述物料干燥筒对象的传递函数，温度变化量作为输出变量，加热蒸汽量的变化量作为输入变量；温度测量仪表的测量范围0-200℃；流量测量仪表的测量范围0-40m 3/h 。
解：由阶跃响应曲线可以看出该对象是个一阶具有纯滞后的对象。 放大系数：
时间常数：T=4
滞后时间：τ=2
所以，物料干燥筒对象的近似传递函数为：
5、图为一个单闭环比值控制系统，图中F 1T 和F 2T 分别表示主、从流量的变送器，将差压信号变为电流信号，假设采用的是DDZ-III 型差压变送器。已知Q 1max =625m 3/h ，Q 2max =290m 3/h ，要求两流量的比值K=Q 2/Q 1=0.5，试确定乘法器的比值设定K ’。
解：比值控制是为了保持物料流量之间的比例关系。工艺上规定的K 是指两物料的流量比K=Q2/Q1，而乘法器比值系数K ‘的设定是指仪表之间的信号关系，目前通用的仪表有它使用的统一信号，所以要设法将工艺规定的流量比K 转换为比值系数K ’。
240
/)2528(200/)120150(=--=K s
s e s
e Ts K s W 2412
1)(--+=+=
τ
图中没有加开方器，所以差压变送器的输入信号与流量Q之间不呈线性关系，有
式中，C为差压式流量变送器的比例系数。
对于DDZ-III型差压变送器，其输出信号为4-20mA，输入信号为差压，与流量的平方成比例。因此对于F1T和F2T，其输出信号分别为：
比值系数：K，=（I2-4）/（I1-4）
将给定数据代入得：
K，=1.16
07年
三、计算题（本题32分，每题8分）
1、在某一蒸汽加热器的控制系统中，当电动单元组合控制器的输出从6mA改变到7mA时，温度记录仪的指针从85℃升到87.8℃，从原来的稳定状态达到新的稳定状态。仪表的刻度为50~100℃，并测出τ=1.2min,TP=2.5min。如采用PI和PID控制规律，试确定出整定参数。
解：?m=7-6=1mA
m max-m min=10-0=10mA
?x=87.8-85.0=2.8℃
x max-x min=100-50=50℃
所以：
27
.0
5.2
2.1
56
.0
56
.0
10
1
50
8.2
=
=
=
=
p
p
p
T
K
K
τ
因此，在PI控制器时：
4
16
4
16
2
max
1
2
1
max
1
1
1
+
?
=
+
?
?
?
=
Q
Q
P
P
I
4
16
4
16
2
max
2
2
2
max
2
2
2
+
?
=
+
?
?
?
=
Q
Q
P
P
I
P=120?0.27%=32.4% T I =3.3?1.2=4min 在PID 控制器时：
P=83?0.27%=22.4% T I =2?1.2=2.4min T D =0.5?1.2=0.6min
2、下图为水箱液位控制对象，其液体流入量为Q 1，改变调节阀1的开度μ1，可以改变Q 1的大小。液体流出量为Q 2，它取决于用户的需要，可调节阀门2的开度来加以改变。液位h 的变化就反映了因液体流入量Q 1与流出量Q 2的不等，而引起水箱中蓄水或泄水的变化过程。请根据条件利用机理建模的方法建立输出与输入之间的数学模型。
dt
dh
A
Q Q =-21 （1） 将式(9-11)表示为增量形式：
dt
h
d A
Q Q ?=?-?21 （2） 式中ΔQ 1、ΔQ 2、Δh ——分别为偏离某平衡状态Q 10、Q 20、h 0的增量； A ——水箱截面积。
设某一平衡状态下的流入量Q 10等于流出量Q 20；水位的稳定值为h 0。ΔQ 1是调节阀1的开度变化引起的，假设ΔQ 1与阀门1的开度变化量Δμ的关系为
ΔQ 1＝k μΔμ （3） 式中 k μ—比例系数
流出量Q 2随液位h 变化，h 愈高，液体出口静压愈大，Q 2就愈大，假设二者变化量之间关系为
22R h Q ?=
或 2
2Q h R ?= （4） 式中 R 2—阀门2的阻力，称为液阻，其物理意义是产生单位流量变化所必须的液位变化量。
在一般情况下，液位h 与流量Q 2之间的关系是非线性的，如图所示。因此液阻R 2 在不同流量Q 2时是不同的。为了简化问题，在曲线上工作点a 附近不大的范围内，用切于a 点的一段切线，代替原曲线上的一段曲线，进行线性化处理。经过线性化后，液阻R 2则可认为是常数，可以用式（4）表示。
将（3）和式（4）代入式（2）可得
Q 2
液位对象及其特性
h
240 220 215 210
230
dt
h d A R h k ?=?-
?2μμ （5） μμ?=?+?22
R k h dt
h
d AR （6） 写成一般形式为 μ?=?+?K h dt
h
d RC （7）
或者 μ?=?+?K h dt
h
d T （8）
上式Δh 和Δμ经拉氏变换为H (s)和μ(s),得对象传递函数G O (s)为：
()()()1
+==
Ts K
s s H s G O μ （9） 式中 C ——液容又称为容量系数，在数值上等于水箱横截面积A 。
3、某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期（给定值200℃）。
解 最大偏差：A=240-200=40℃ 余差C=215-200=15℃
由图上可以看出，第一个波峰值B=240-215=25，第二个波峰值B ’=220-215=5，故衰减比应为B ∶B ’ =25∶5=5∶1。
振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故周期T=20-6=14（min ）
4、图为一个单闭环比值控制系统，图中F 1T 和F 2T 分别表示主、从流量的变送器，将差压信
号变为电流信号，假设采用的是DDZ-III 型差压变送器。已知Q 1max =612m 3/h ，Q 2max =240m 3
/h ，要求两流量的比值K=Q 2/Q 1=0.5，试确定乘法器的比值设定K ’。
解：比值控制是为了保持物料流量之间的比例关系。工艺上规定的K 是指两物料的流量比K=Q2/Q1，而乘法器比值系数K ‘的设定是指仪表之间的信号关系，目前通用的仪表有它使用的统一信号，所以要设法将工艺规定的流量比K 转换为比值系数K ’。 图中没有加开方器，所以差压变送器的输入信号与流量Q 之间不呈线性关系，有
式中，C 为差压式流量变送器的比例系数。
对于DDZ-III 型差压变送器，其输出信号为4-20mA ，输入信号为差压，与流量的平方成比例。因此对于F 1T 和F 2T ，其输出信号分别为：
比值系数：K ，
=（I 2-4）/（I 1-4） 将给定数据代入得：
K ，
=1.63
3、试简述用实验的方法来测定比例积分控制器的比例放大系数（或比例度δ）及积分时间。如果已知一台DDZ 一Ⅲ型比例积分控制器，在输入偏差为单位阶跃函数（幅值为lmA ）时的输出响应曲线如图所示，试计算出该控制器的比例度δ及积分时间 T I 。
4
164162max 12
1max 11
1+?=+???=Q Q P P I 4164162
max
22
2
max 222+?=+???=Q Q P P I
答：先将积分时间调到无穷大，然后在控制器的输入端加一幅值为A 的阶跃信号，侧出控制器输出信号的变化值B ，那么控制器的放大系数K P 就等于B 除以A 即K P =B ／A 。再根据控制器的输入、输出信号范围可以计算其比例度δ。（2分）
在测定积分时间时，可将比例度置于100％，积分时间置于待测定的刻度上，然后在控制器的输入端加一幅值为A 的阶跃信号，测出控制器输出变化值为2A 所需要的时间，便是积分时间T I 。（2分）
比例度为200％，积分时间为lmin 。（4分） 对于图5－8所示的实验曲线，可知在比例作用下，输入变化了lmA ，输出变化了0.5 mA ，可见，其比例放大系数=0．5，由于是DDZ －Ⅲ型控制器，输入、输出信号范围相同，故比例度为200％。又由图可知，在积分作用下，输出信号由0.5mA 变化到lmA （即为比例输出的两倍），所需的时间为lmin ，故该控制器的积分时间为lmin 。
4、有一直线流量特性调节阀，其最大流量为50Nm 3╱h ，最小流量为2Nm 3
╱h ，若全行程为１２mm ，那么在３mm 行程时的流量是多少？
答：可调节比为
R=Qmax ╱Qmin=50 ╱2=25（３分） 在３mm 行程时的流量为： （５分）
10年
三、计算题（本题36分，每题 9分）
1、一台DDZ 一Ⅲ型温度比例控制器，测温范围为0～1000℃。当温度给定值由800℃变动到850℃时，其输出由12mA 变化到16mA 。试求该控制器的比例度及放大系数？该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么？
解：
h
Nm Q L l R R Q Q /14]123
)2511(251[50])11(1[
3max =?-+=-+=
放大系数：51000
/)
800850()
420/()1216(=---=
K (3分)
比例度：%20%1005
1
%1001=?=?=
p K δ (2分) 反作用。该控制器当给定信号增加时，其输出信号也是增加的。由于给定信号与测量信
号在进行比较时，是相减的运算，控制器的输入信号（偏差）等于测量信号减去给定信号，所以当给定信号增加时，控制器的偏差信号是减小的，而这时输出信号反而增加，故该控制器属于反作用式控制器。 (4分)
2、为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t 0时刻突然将加热蒸汽量从25m 3/h 增加到28m 3
/h ，物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。试写出描述物料干燥筒对象的传递函数，温度变化量作为输出变量，加热蒸汽量的变化量作为输入变量；温度测量仪表的测量范
围0-200℃；流量测量仪表的测量范围0-40m 3
/h 。
解：由阶跃响应曲线可以看出该对象是个一阶具有纯滞后的对象。 放大系数：
（2分）
时间常数：T=4 （2分）
滞后时间：τ=2 （2分） 所以，物料干燥筒对象的近似传递函数为：
（3分）
3、某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和回复时间（给定值200℃）。
解：
t/min
230 210 205 200 5 20 温度/℃ 220 240/)2528(200/)120150(=--=K s
s e s e Ts K s W 24121)(--+=+=τ温度控制系统过渡过程曲线
最大偏差：A=230-200=30℃（2分）
余差：C=205-200=5℃（2分）
由图上可以看出，第一个波峰值B=230-205=25，第二个波峰值B’=230-205=5，故衰减比应：B∶B’ =25∶5=5∶1。（2分）
振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故周期T=20-5=15（min）
过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的±2%，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×（±2%）=±4℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4℃画一区域，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过渡过程就可以认为已经结束。因此，从图上可以看出，过渡时间为22min。（3分）
4、甲的正常流量为240kg/h，仪表量程为0-360kg/h；乙的正常流量为120NM3/h，仪表量程为0-240NM3/h。设计控制乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。
解：采用乘法器的单闭环比值控制流程框图如图所示。（3分）
其中F1为甲流量，F2为乙流量
（1）引入开方器时：（3分）
（2）不引入开方器时：（3分）
例2.6 试绘制图2-8所示RC 电路的动态结构图。 例2.7 化简图2-10所示RC 电路的动态结构图， 并求出传递函数。 R R 1)(1)()()(21221122121++++==Φs C R C R C R s C C R R s U s U s i o (a)(b)(c)
例2.8 试绘制图2-22所示RC 电路的动态结构图对应的信号流图。 例2.9 试用梅逊公式求图2-23所示RC 电路的信号流图的传递函数。 例2.10 试用梅逊公式求图2-2４所示动态结构图的传递函数。 o
例3.1 一阶系统的结构如图3-7所示，其中KK为开环放大倍数，KH为反馈系数。设KK＝100，KH＝0.1，试求系统的调节时间ts(按±5％误差带)。如果要求ts＝0.1 s，求反馈系数。 例3.3 已知系统的特征方程s4+2s3+3s2+4s+5=0试判断该系统的稳定性。 例3.4 系统如图3-15所示。为使系统稳定，试确定放大倍数K的取值范围。
例3.5 已知系统的特征方程s3+2s2+s+2=0试判断系统的稳定性。 例3.6 设系统的特征方程为s3-3s+2=0试用劳斯判据确定该方程的根在s平面上的分布。例3.7 某控制系统的特征方程为s6+2s5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0试判断系统的稳定性。
例3.8 已知系统的结构如图3-23所示。 求 时系统的稳态误差。 例 3.9 设系统结构如图3-19所示， 其中 又设r (t )=2t ， n (t )=0.5×1(t )求系统的稳态误差。 例4.1 设某负反馈系统的开环传递函数 试绘制该系统的根轨迹图。 2 1 1)(s s s R +=s s H s s G s s G 2 )(,135)(,510)(2 1=+=+=) 2)(1()()(++=s s s k s H s G
第一章管理概论 一、是否题 1、一个管理者所处的层次越高，面临的问题越复杂，越无先例可循，就越需要具备人际技能。 2、社会人假设理论认为人是以完全追求物质利益为目的而进行经济活动的主体。 3、管理自从有了人类集体活动以来就开始了。 4、中级管理人员往往处理现场管理、指导操作等技术性工作较多。 5、技术技能是指沟通、领导、激励下属的能力。 6、组织中向外界发布信息的管理角色称为组织发言人。 答案：××√××√ 二、单选题 1、对于管理人员来说，需要具备多种技能，如概念技能、人际技能、技术技能等越是处于高层的管理人员，对于以上三种技能按其重要程度的排列顺序为： A 概念技能、技术技能、人际技能 2、（）在《管理工作的本质》中把经理们的角色分为10种角色 D 明茨伯格 3、管理者在作为组织的官代表对外联络时，他扮演的角色是以下哪一面（）。 C 人际关系面 4、有人说在管理中经常是“外行领导行”，这在一定程度上说明，对管理者来说( )C人际沟通比技术更重要 5、美国一公司总裁说:“如果我一年做出12个决策；那必定是重大的一年。我所做的决定是设定向和挑选直接向我报告的人。但是，我的工作不是耗在做多决定，而是花在认定组织将来必须处理的重要课题，帮助其他管理者区别哪类问题应由他来做决策，以及进行组织设计这类高层管理工作上。”这种认识反映了哪种管理原理?( )B.例外管理原则 三、多选题 1、管理的基本职能包括( ) A计划B组织C领导D控制E决策 2、管理原理体系包括（） A 人本原理 B 科学原理 C 系统原D效益原理 E 发展原理 3、明茨伯格提出了管理者的10种角色，这些角色可以分成3类，以下属于决策角色的有（） A 领导者 B 监控者 C 企业家D谈判者 E 危机处理者答案：ABCDE AC D CDE 四、简答题 1、什么是管理？其性质有哪些？ 2、作为一名管理者，应该具备哪些基本素质？ 3、有效的管理者一定是成功的管理者吗？说明理由。
813自动控制原理考试大纲 硕士研究生招生考试《自动控制原理》考试大纲 813考试科目代码：机械设计及理论适用招生专业：机械电子工程机械制造及其自动化特别提示：需带无储存功能的计算器 一、考试内容自动控制的一般概念1.理解对控制性能的基掌握自动控制系统的一般概念,,重点是开环控制和闭环控制的概念了解各种典型控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。本要求,自动控制系统的数学模型2.理解传递函数的定义和了解微分方程一般建立方法,掌握控制系统的数学模型的基本概念,典型环节掌握动态结构图的建立和化简规则。传递函数的定义和性质知识点为:,性质,自动控制系统的传递函数。,动态结构图的建立,动态结构图的化简的传递函数, 自动控制系统的时域分析方法3.能够用该方法分析控制系统的各种了解和掌握经典控制理论最基本的方法之一,时域分析法一阶。典型控制过程及性能指标知识点为:,包括稳定性控制性能(,)快速性和稳态精度稳态误差分析。,高阶系统的低阶化，稳定性与代数判据,系统分析,二阶系统分析自动控制系统的频域分析方法4.并能通过频率特性分析控制,要求掌握各种系统和环节的幅相频率特性和对数频率特性的画法典型环节的频率特性，系统开环频率特性，乃奎斯特稳定判据及系统的控制性能。知识点为:对数稳定判据，稳定裕度及计算，系统闭环频率特性。自动控制系统的校正装置综合5. 对控制性能的改进就涉及到系统的校正。要求在在对控制系统的控制性能进行分析的基础上, 前置校正有较为全面的理,反馈校正建立控制系统校正的一般概念的基础上,,对串联校正控制系统校正的概念，串联校正、反馈校正和前解。掌握频率法校正的一般方法。知识点为:置校正在校正中的应用。分计）150二、考试题型（分值，按分）251、填空（分）简答题（152、分）、计算及分析题（803 分）30综合应用题（、4．
230 05年 三、计算题（共30分） 1、（6分）某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和回复时间（给定值200℃）。 解 最大偏差：A=230-200=30℃ 余 差 C=205-200=5℃ 由图上可以看出， 第一个波峰值 B=230-205=25，第二个波峰值B ’=230-205=5，故衰减比应为B ∶B ’ =25∶5=5∶1。 振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故 周期T=20-5=15（min ） 过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的±2%，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×（±2%）=±4℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4℃画一区域，图9-6中以画有阴影线区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过渡过程就可以认为已经结束。因此，从图上可以看出，过渡时间为22min 。 2、（6分）某一燃烧煤气的加热炉，采用DDZ －III 型仪表组成温度单回路控制系统，温度测量范围0～1000℃，由温度变送器转换为4～20mADC 输出。记录仪刻度范围0～1000℃。当炉温稳定在800℃时，控制器输出为12mA 。此时手动改变设定值，突然使控制器输出变为16mA ，温度记录从800℃逐渐上升并稳定在860℃。从响应曲线上测得τ＝3min ，T P ＝8min 。如果采用P ，PI ，PID 控制器，采用响应曲线法求解各整定参数值。
条件1： 条件2： 响应曲线法整定参数 [解] 对照图12-12响应曲线，结合本控制系统求出： Δm ＝16－12＝4mA ，m max －m min ＝20－4＝16mA Δx ＝x (∞)－x (0)＝860－800＝60℃， x max －x min ＝1000－0＝1000℃ 代入式（12-2）得 由表12-9中PID 控制器参数计算式，算得： P(﹪)=83 7.47% 8 324.083=?=τP P T K T I ＝2τ＝2×3＝6min T D ＝0.5τ＝0.5×3＝1.5min 3、（9分）下图为水箱液位控制对象，其液体流入量为Q 1，改变调节阀1的开度μ1， 可以改变Q 1的大小。液体流出量为Q 2，它取决于用户的需要，可调节阀门2的开度来加以改变。液位h 的变化就反映了因液体流入量Q 1与流出量Q 2的不等，而引起水箱中 响应曲线法 x (
第一章 1．开环控制和闭环控制的主要区别是什么？是否利用系统的输出信息对系统进行控制 2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U 及炉内物体质量M 的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？ 3. 简述自动控制所起的作用是什么？在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按照预定的方案达到要求的指标。 4. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。 解答：一、工作原理： 系统分析：受控对象——炉子；被控量——炉温；给定装置——电位器 干扰——电源U ，外界环境 ，加热物件 ； 测量元件——热电偶； 执行机构——可逆电动机 工作过程：静态 ?U=0 动态 ?U ≠0 工件增多（负载增大）↑↑→↑→↑→?↓→↓→↑→T U U U U T c a f （负载减小）↓↓→↓→↓→?↑→↑→↓→T U U U U T c a f 二、 温控制系统框图 5．比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为 。 6．简述控制系统主要由哪三大部分组成？ 7.反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈 答案a.负反馈 8.反馈控制系统的特点是：答案 控制精度高、结构复杂 9.开环控制的特点是：答案 控制精度低、结构简单 10.闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈 11.自控系统各环节的输出量分别为： 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。 第二章 1． 自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性 2． 实际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的 3． 传递函数等于输出像函数比输入像函数。 4． 传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。 5． 惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。 6.由laplace 变换的微分定理，(())L x t ''= 。 被控量（T ） c U U a 给定量 g U U ? 放大器 执行机构 被控对象 扰 动 检测元件
第一章公司的产生与发展 一、填空题 1.商品经济 2.国家 3.有限责任制 4.特许主义、许可主义、准则主义 5.公司 二、单项选择题 1.A 2.B 3.C 4.D 三、多项选择题 1.A B C 2.A B 3.A B C D E 四、其它重点内容 1．公司必须具备的三个基本条件： （1）必须有自己独立的财产； （2）必须是一个组织体或组织机构； （3）必须独立承担责任。 （4）我国《公司法》规定：“本法所称公司是指依照本法在中国境内设立的有限责任公司和股份有限公司”，公司是企业法人，有独立财产，享有法人财产权。公司以其全部财产对公司的债务承担责任。 2．公司的特征： （1）公司具有盈利性； （2）公司具有法人性； （3）公司具有社团性； （4）公司具有依法认可性。 3．公司产生的必然性： （1）公司是商品经济发展的必然结果，商品经济的发展是公司得以产生和发展的主要原因和动力。 （2）社会化大生产要求资本迅速集中，从而使公司成为商品经济中不可缺少的社会组织形式。 （3）信用制度的形成和发展，加速了公司制的产生和发展。 4．公司产生的经济根源： （1）散单个资本所承担的经济风险； （2）满足大规模资本需求； （3）适应科学管理的需要。 5．股份公司立法史经历哪几个阶段： （1）特许主义阶段； （2）许可主义阶段； （3）准则主义阶段。 6．现代公司发展的新趋势： （1）跨国经营和生产国际化趋势；
（2）股份公司的联合控制趋势； （3）国有公司私有化趋势； （4）公司经营多样化趋势； （5）公司管理“民主化”趋势； （6）公司的小型化和专业化趋势。 7．我国企业集团组建的主要方式有： （1）行政组合型； （2）名优产品生产型； （3）科企联合型； （4）跨地区协作型； （5）优势企业扩张型。 第二章现代公司的特征、功能及类型 一、填空题 1.法人资格 2.独立财产 3.2 4.不取得 5.法人自然人 6.企业 7.无限清偿有限清偿 8.无限责任有限责任 9.必备条件基本法律文件 二、单项选择题 1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.D 三、多项选择题 1. B C D 2. A B C D E 3. A B C 四、其它重点内容 1. 独资企业与公司的区别： （1）设立的主体不同； （2）财产关系不同； （3）经营管理的主体不同； （4）承担的责任不同； （5）法律地位不同。 2.公司与合伙企业的区别： （1）成立的基础不同； （2）信用关系不同； （3）财产关系不同； （4）承担的责任不同； （5）经营管理的主体不同；
1. 采样系统结构如图所示，求该系统的脉冲传递函数。 答案:该系统可用简便计算方法求出脉冲传递函数。去掉采样开关后的连续系统输出表达式为 对闭环系统的输出信号加脉冲采样得 再对上式进行变量替换得 2. 已知采样系统的结构如图所示，，采样周期T=0.1s。试求系统稳定时K的取值范围。 答案:首先求出系统的闭环传递函数。由 求得，已知T=0.1s， e-1=0.368，故
系统闭环传递函数为，特征方程为 D(z)=1+G(z)=z2+(0.632K-1.368)z+0.368=0 将双线性变换代入上式得 0.632ω2+1.264ω+(2.736-0.632K)=0 要使二阶系统稳定，则有 K＞0，2.736-0.632K＞0 故得到K的取值范围为0＜K＜4.32。 3. 求下列函数的z变换。 (1). e(t)=te-at 答案:e(t)=te-at 该函数采样后所得的脉冲序列为 e(nT)=nTe-anT n=0，1，2，… 代入z变换的定义式可得 E(z)=e(0)+P(T)z-1+e(2T)z-2+…+e(nT)z-n+…=0+Te-aT z-1+2Te-2aT z-2+…+nTe-naT z-n+…=T(e-aT z-1+2e -2aT z-2+…+ne-naT z-n+…) 两边同时乘以e-aT z-1，得 e-aT z-1E(z)=T(e-2aT z-2+2e-3aT z-3+…+ne-a(n+1)T z-(n+1)+…) 两式相减，若|e-aT z-1|＜1，该级数收敛，同样利用等比级数求和公式，可得 最后该z变换的闭合形式为 (2). e(t)=cosωt 答案:e(t)=cosωt 对e(t)=cosωt取拉普拉斯变换．得 展开为部分分式，即 可以得到 化简后得
《自动控制原理》复习参考资料 一、基本知识1 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。 2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。 3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。 4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。 5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。 7、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2 (s)的环节，以并联方式连接，其等效 传递函数为G 1(s)+G 2 (s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G 1 (s)*G 2 (s)。 8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。 9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）
/(1+ G（s）)。 10、典型二阶系统中，ξ=时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为%。 11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。 12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。 13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。 14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。 15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。 16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。 17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T愈大则系统的快速性愈差。 越小，即快速性18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越好 19最小相位系统是指S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
计算题分析题 1、某企业生产某产品的固定成本为600万元，单件可变成本为150元，产品零售价为180元。试求其盈亏平衡点时产量和目标利润为30万元时的产量。如果企业产销量达到22万件，该企业的实际利润（或亏损）是多少？ 答：盈亏平衡点产量=6000000/（180-150）=200000（件） 目标利润为30万元时的产量=（6000000+300000）/（180-150）=210000（件） 产量为22万件时企业利润=220000×180-（6000000+220000×150）=60（万元）（4分） 2、结合所学关于企业核心能力的有关知识，试分析如何培育企业的核心能力？（14分） 解答要点：所谓核心能力是一种将知识、技能、资产和运行机制有机结合的企业自组织能力。它以企业的技术创新能力为核心，通过其与企业的反应能力、生产制造能力、市场营销能力和企业文化等资源或能力的交互作用，最终生成能够使企业保持长期竞争优势的能力。（4分） 培育企业核心能力应从以下方面着手： （1）加强知识、技能的学习与积累。它包括员工个人知识技能的培育，也包括企业整体素质和各种资源的积累。 （2）不断完善企业技术体系。技术体系是指由一系列配套的技术专利、技术诀窍、技术装备和技术规范等组成的有机系统。企业技术系统通常以关键技术为核心，识别、开发和有效利用这些核心技术，并围绕之形成别具一格的技术体系和核心产品，常常能为企业建立竞争优势奠定坚实的基础。 （3）不断提高企业管理水平。有效的管理是将企业所拥有的资源、能力整合在一起，进而形成核心能力的关键。 （4）加快培育企业信息系统。由于当今社会科学技术迅猛发展，市场竞争越来越激烈，及时获取有关科学技术和市场变化的信息，并在企业内部迅速传递成为企业正确决策和获得成功的关键，因此，企业信息系统的完善是构成企业核心能力的重要方面。（2分） （5）培育积极的企业文化。企业文化是构成企业核心能力的一个重要的无形因素，它如同一柄双刃剑，积极的企业文化对内能够增强员工的归属感、凝聚力，激发员工的工作积极性和创造性，对外则有助于树立企业的良好形象，增加对优秀人才的吸引。而消极的文化则往往会束缚员工思想，阻碍员工积极性发挥，成为企业发展的严重障碍。所以，培育积极的企业文化也是培育核心能力的重要内容。从时代发展的角度
《2014浙江大学自动控制原理考研复习精编》 历年考研真题试卷 浙江大学2007年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：自动控制原理 编号：845 注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。 1、（10分）图1为转动物体，J 表示转动惯量，f 表示摩擦系数。若输入为转矩，()M t ， 输出为角位移()t θ，求传递函数 () ()()s G s M s θ= 。 图1 转动物体 2、（10分）求图2所示系统输出()y s 的表达式 图2 3、（20分）单位负反馈系统的开环传递函数为 ()(1)(21)K G s s Ts s = ++，其中0K >、 1 0T T >。试求： （1）闭环系统稳定，K 和T 应满足的条件；在K-T 直角坐标中画出该系统稳定的区域。 （2）若闭环系统处于临界稳定，且振动频率1/rad s ω=，求K 和T 的值。 （3）若系统的输入为单位阶跃函数，分析闭环系统的稳态误差。 4、（20分）系统结构如图4所示。 （1）画出系统的根轨迹图，并确定使闭环系统稳定的K 值范围；
（2）若已知闭环系统的一个极点为 11s =-，试确定闭环传递函数。 图4 5、（10分）系统动态方框图及开环对数频率特性见图5，求 1K 、2K 、1T 、2T 的值。 图5 6、（10分）已知单位负反馈系统开环频率特性的极坐标如图6所示，图示曲线的开环放大倍数K=500，右半s 平面内的开环极点P=0，试求： （1）图示系统是否稳定，为什么？ （2）确定使系统稳定的K 值范围。 图6 7、（10分）是非题（若你认为正确，则在题号后打√，否则打×，每题1分） （1）经过状态反馈后的系统，其能控能观性均不发生改变。 （ ） （2）若一个可观的n 维动态系统其输出矩阵的秩为m ，则可设计m 维的降维观测器。（ ） （3）由已知系统的传递函数转化为状态方程，其形式唯一。 （ ）
自动控制原理 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。
四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, 1s t ?= 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2o ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分, 共2个小题，每题10分） L ()/ -20 5c
现代管理学 一、概念题 1.不确定型决策：任何决策问题都面临一定的环境和条件。如果这些 环境和条件是决策者主管所不能控制的，就叫自然状态。如果自然状态是不确定的，而且也无法计算其发生的概率，其结果也无法预料，这种决策就叫做不确定决策。（P169） 2.超前监督原则：监督的一个重要功能是预防，为充分发挥该项功能 的作用，就要遵循超前监督的原则。超前监督的实质，在于防患于未然。因此，实行超前监督，也是监督过程中应遵循的一个重要的原则。（P227） 3.风险型决策：任何决策问题都面临一定的环境和条件。如果这些环 境和条件是决策者主管所不能控制的，就叫自然状态。如果自然状态是不确定的，但决策者能根据预测情况计算出事情发生的概率，并根据概率能对决策结果做出一定估计，这种决策就叫做风险决策。 （P169） 4.管理：管理是指在一定的环境下，管理主体为了达到一定的目的， 运用一定的职能和方法，对管理客体施加影响和进行控制的过程。 （P005） 5.管理的人本观念：是指在管理活动中，坚持一切从人出发，以调动 和激发人的积极性和创造性为根本手段，以达到提高效率和人的不断发展为目的的观念。（P92） 6.管理目标：是指人们在管理活动中，用合理科学的管理措施所要达 到的预期结果。（P60） 7.管理系统观念：是指管理主体自觉地运用系统理论和系统方法，对 管理要素、管理组织、管理过程进行系统分析，旨在优化管理的整体功能，取得较好效果的观念。（P103）
8.管理中的激励：是指管理者通过各种方式去激发人的动机，使人产 生一股内在动力，迸发积极性和创造性，朝着组织确定的目标奋发努力的过程。（P218） 9.管理中的监督：是指管理主体为获得较好的管理效益，对管理运行 过程中的各项具体活动所实行的检查审核、监督督导和防患促进的一种管理活动。（P222） 10.管理中的协调：是指管理者对管理活动中各个要素之间的问题和关 系进行协商和调节，使之互相配合，步调一致地实现管理目标的活动。（P211） 11.计划：计划有狭义与广义两种不同的解释。狭义的计划是指为实现 既定目标所制定的具体行动方案。广义的计划是指为实现组织既定的目标，对未来的行动进行规划和安排的活动。也就是说，计划就是预先确定要做什么、如何做、何时做和由谁做的一种程序。现代管理所讲的计划是广义的计划。（P188） 12.计划指标：是指计划任务的具体化，是计划任务的数量表现。通常 是由指标名称和指标数值两部分组成的。（P196） 13.控制：从一般意义上说，控制是指控制主体按照给定的条件和目标， 对控制客体施加影响的过程和行为。一般说，管理中的控制则是指管理主体为了达到一定的目的，运用一定的控制机制和控制手段，对管理客体施加影响的过程。（P296） 14.社会心理方法：是指在管理过程中运用社会心理学知识，对人们的 社会心理进行详细了解和科学分析，按照人们的社会心理活动特点和规律性，进行有效管理的一系列方法的总称。（P266） 15.审计监督：是指各级审计机关和审计人员，以国家财经纪律、制度、 政策、法令规定为标准，对国家机关和企事业单位的财务收支及经济业务活动所进行的监督检查、约束控制的管理活动。（P234）16.异体监督：是指对行为主体的监督，是由行为主体以外的他体所实 施的监督，监督者与被监督者不同体。（P226） 二、辨析题
练习题 一、填空题1．定比值控制系统包括：（开环比值控制系统）、（单闭环比值控制系统）和（双闭环比值控制系统）。 2．控制阀的开闭形式有（气开）和（气关）。3．对于对象容量滞后大和干扰较多时，可引入辅助变量构成（串级）控制系统，使等效对 象时间常数（减少），提高串级控制系统的工作频率。 4．测量滞后包括测量环节的（容量滞后）和信号测量过程的（纯滞后）。5．锅炉汽包水位常用控制方案为：（单冲量水位控制系统）、（双冲量控制系统）、（三冲量控制系统）。 6．泵可分为（容积式）和（离心式）两类，其控制方案主要有：（出口直接节流）、（调节泵的转速）、（调节旁路流量）。 7．精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益最大或总成本最小。具体对一个精馏塔来说，需从四个方面考虑，设置必要的控制系统，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（约束条件控制）和（质量控制）。 1.前馈控制系统的主要结构形式包括：单纯的前馈控制系统、（前馈反馈控制系统）和（多变量前馈控制系统）。 2.反馈控制系统是具有被控变量负反馈的闭环回路，它是按着（偏差）进行控制的；前馈控制系统是按（扰动）进行的开环控制系统。 3.选择性控制系统的类型包括：（开关型）、（连续型）和（混合型）。 4.常用控制阀的特性为（线性）、（快开）、（对数）、和（抛物线）特性。 5.阀位控制系统就是在综合考虑操纵变量的（快速性）、（经济性）、（合理性）、和（有效性）基础上发展起来的一种控制系统。 6.压缩机的控制方案主要有：（调速）、（旁路）和节流。 7.化学反应器在石油、化工生产中占有很重要的地位，对它的控制一般有四个方面，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（质量控制）和（约束条件控制）。 二、简答题1．说明生产过程中软保护措施与硬保护措施的区别。 答：所谓生产的软保护措施，就是当生产短期内处于不正常情况时，无须像硬保护措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选择性控制系统，以适当改变控制方式来达到自动保护生产的目的。这样就可以减少由于停车而带来的巨大经济损失。而硬保护措施将使得生产设备停车。 2．前馈控制主要应用在什么场合？答：前馈控制主要用于下列场合： （1）干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈控制达不到要求时；（2）主要干扰是可测不可控的变量； （3）对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。 3．怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律? 答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。 串级控制系统中对副变量的要求不严。在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。
自动控制原理 一、简答题：（合计20分,共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分,共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin 3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。
四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分,共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2 ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕 量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分,共2个小题，每题10分） (rad/s)
练习题 一、填空题 1．定比值控制系统包括：（开环比值控制系统）、（单闭环比值控制系统）和（双闭环比值控制系统）。 2．控制阀的开闭形式有（气开）和（气关）。 3．对于对象容量滞后大和干扰较多时，可引入辅助变量构成（串级）控制系统，使等效对象时间常数（减少），提高串级控制系统的工作频率。 4．测量滞后包括测量环节的（容量滞后）和信号测量过程的（纯滞后）。 5．锅炉汽包水位常用控制方案为：（单冲量水位控制系统）、（双冲量控制系统）、（三冲量控制系统）。 6．泵可分为（容积式）和（离心式）两类，其控制方案主要有：（出口直接节流）、（调节泵的转速）、（调节旁路流量）。 7．精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益最大或总成本最小。具体对一个精馏塔来说，需从四个方面考虑，设置必要的控制系统，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（约束条件控制）和（质量控制）。 1. 前馈控制系统的主要结构形式包括：单纯的前馈控制系统、（前馈反馈控制系统）和（多变量前馈控制系统）。 2. 反馈控制系统是具有被控变量负反馈的闭环回路，它是按着（偏差）进行控制的；前馈控制系统是按（扰动）进行的开环控制系统。 3. 选择性控制系统的类型包括：（开关型）、（连续型）和（混合型）。 4. 常用控制阀的特性为（线性）、（快开）、（对数）、和（抛物线）特性。 5. 阀位控制系统就是在综合考虑操纵变量的（快速性）、（经济性）、（合理性）、和（有效性）基础上发展起来的一种控制系统。 6. 压缩机的控制方案主要有：（调速）、（旁路）和节流。 7. 化学反应器在石油、化工生产中占有很重要的地位，对它的控制一般有四个方面， 分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（质量控制）和（约束条件控制）。 二、简答题 1．说明生产过程中软保护措施与硬保护措施的区别。 答：所谓生产的软保护措施，就是当生产短期内处于不正常情况时，无须像硬保护措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选择性控制系统，以适当改变控制方式来达到自动保护生产的目的。这样就可以减少由于停车而带来的巨大经济损失。而硬保护措施将使得生产设备停车。 2．前馈控制主要应用在什么场合？ 答：前馈控制主要用于下列场合： (1)干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈控制达不到要求时； (2)主要干扰是可测不可控的变量； (3)对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。 3．怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律? 答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允
计算及问答题 1．某换热器温度控制系统（设定值为100℃），在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期（按±3％稳态值来确定过渡时间）。 温度℃ 解：衰减比ψ= 8 .011)105110()105130(12 =-=---B B 最大偏差A ，即超调量σ= %8.23%100%100105 105 130) () ()(=?=?-∞∞-y y t y p 余差C=│y ﹙∞﹚－y ﹙0﹚│=105－100=5 过渡时间ts=27min ，（计算稳态值的±3％，即102或108，用尺子量后估算出时间） 振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期T=20－8=12min ，（两个波峰的时间差） 2．已知某被控过程的数学模型为 1)()(+= Ts K s E s U 应用前向差分法，求关于u(k)和e(k)的差分方程。 参考计算控制课本p129 解：)() 1()(s E K Ts s U ?=+? )()()(s E K s U s U Ts ?=+? )()()(t Ke t u T dt t du =+ 设采样周期为T S ，代入S T k u k u dt t du ) ()1() (-+= )()())()1((k Ke k u k u k u S T T =+-+ )()1()(k Ke k u k u T T T T T T S S S --++= 3．一台仪表的测温范围为100～550℃，绝对误差的最大值为2℃，求这台仪表的相对误差。 解：δ= % 44.0%100100 5502=?- 第 页
4． （1）求出仪表最大绝对误差值； （2）确定仪表的允许误差及精确度等级； （3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。 解：(1)最大绝对误差值为 6 。 (2)仪表精度δ=% 5.1%2.1%1000 5006 ≤=?- 所以允许误差为±1.5%，仪表精度等级为1.5级。 (3)使用一段时间后的精度为δ= % 5.1% 6.1%1000 5008≥=?- 所以不符合出厂时的精确度等级。 5．如下图所示液位控制系统中，被控过程物料的输入量和输出量是什么？控制系统的（1）被控变量、（2）操纵变量、（3）主要扰动、（4）输入信号、（5）输出信号各是什么？ Q 2 6．图所示液位过程的输入量为q 1，流出量为q 2、q 3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，设R 1、R 2、R 3为线性液阻，求： （1）列出液位过程的微分方程组； （2）画出液位过程的框图； （3）求液位过程的传递函数W 0(s )=H (s )/Q 1(s ) q 2 q 3 (2)
自动控制原理习题 一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统的 传递函数 ) () (s R s C 。 解： 所以： 3 2132213211)() (G G G G G G G G G G s R s C +++= 二．（10分）已知系统特征方程为063632 3 4 =++++s s s s ，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在s 平面右半部的极点个数。(要有劳斯计算表) 解：劳斯计算表首列系数变号2次，S 平面右半部有2个闭环极点，系统不稳定。 6 6.0650336610 1234 s s s s s - 三．（20分）如图所示的单位反馈随动系统，K=16s -1,T=,试求： （1）特征参数n ωξ，； （2）计算σ%和t s ; （3）若要求σ%=16%，当T 不变时K 应当取何值 解：（1）求出系统的闭环传递函数为：
T K s T s T K K s Ts K s /1 / )(22++= ++= Φ 因此有： 25.021 2/1),(825.0161====== -KT T s T K n n ωζω （2） %44%100e %2 -1- =?=ζζπ σ %) 2)((2825.04 4 =?=?= ≈ s t n s ζω （3）为了使σ%=16%，由式 %16%100e %2 -1- =?=ζζπ σ 可得5.0=ζ，当T 不变时，有： ) (425.04)(425 .05.021 212/11221--=?===??=== s T K s T T n n ωζζω 四．（15分）已知系统如下图所示， 1．画出系统根轨迹（关键点要标明）。 2．求使系统稳定的K 值范围，及临界状态下的振荡频率。 解 ① 3n =，1,2,30P =，1,22,1m Z j ==-±，1n m -= ②渐进线1条π ③入射角 1?()18013513513590360135135=?+?+?+?-?=?+?=? 同理 2?2135sr α=-? ④与虚轴交点，特方 3 2 220s Ks Ks +++=，ωj s =代入 X r X c K S 3 S 2+2S ＋2
230 温度控制系统过渡过程曲 05年 三、计算题（共30分） 1、（6分）某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和回复时间（给定值200℃）。 解 最大偏差：A=230-200=30℃ 余差C=205-200=5℃ 由图上可以看出，第一个波峰值B=230-205=25，第二个波峰值B ’=230-205=5，故衰减比应为B ∶B ’ =25∶5=5∶1。 振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故周期 T=20-5=15（min ） 过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的±2%，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×（±2%）=±4℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4℃画一区域，图9-6中以画有阴影线区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过渡过程就可以认为已经结束。因此，从图上可以看出，过渡时间为22min 。 2、（6分）某一燃烧煤气的加热炉，采用DDZ －III 型仪表组成温度单回路控制系统，温度测量范围0～1000℃，由温度变送器转换为4～20mADC 输出。记录仪刻度范围0～1000℃。当炉温稳定在800℃时，控制器输出为12mA 。此时手动改变设定值，突然使控制器输出变为16mA ，温度记录从800℃逐渐上升并稳定在860℃。从响应曲线上测得τ＝3min ，T P ＝8min 。如果采用P ，PI ，PID 控制器，采用响应曲线法求解各整定参数值。 条件1：
条件2： 响应曲线法整定参数 [解] 对照图12-12响应曲线，结合本控制系统求出： Δm ＝16－12＝4mA ，m max －m min ＝20－4＝16mA Δx ＝x (∞)－x (0)＝860－800＝60℃， x max －x min ＝1000－0＝1000℃ 代入式（12-2）得 由表12-9中PID 控制器参数计算式，算得： P(﹪ )=83 7.47%8 324.083=?=τP P T K T I ＝2τ＝2×3＝6min T D ＝0.5τ＝0.5×3＝1.5min 3、（9分）下图为水箱液位控制对象，其液体流入量为Q 1，改变调节阀1的开度μ 1，可以改变 Q 1的大小。液体流出量为Q 2，它取决于用户的需要，可调节阀门2的开度 来加以改变。液位h 的变化就反映了因液体流入量Q 1与流出量Q 2的不等，而引起水箱 中蓄水或泄水的变化过程。请根据条件利用机理建模的方法建立输出与输入之间的数学模型。 响应曲线法 x (
四、计算题 1. 请说明下述决策是在风险确定还是在风险不确定的条件下作出的 （1）这两吨钢板会生产出300件产品。 （2）我正考虑的这项建议对我公司盈利增加2倍或亏损50%有同样的机会。 （3）根据今年的市场情况，我公司生产的电风扇可能会赚钱，也可能会亏损。（4）如果我存入一年期的2万元人民币，银行会付给我通行的利息率。 2. 现要建一个企业，有4个投资方案、3种自然状态，投资额如下表所示，试用期望 4. 某企业建厂有两种方案可供选择。建大厂投资300万元，建小厂投资150万元，服 务期为10年。 5 某企业提出两个投资方案：一是建大厂，需投资600万元；二是建小厂，需投资 200万元。若前5年销路好，后5年可以考虑扩建达到大厂规模，但需再投资500万元。企业对今后10年的销售情况预测如下：大厂销路好的情况下每年盈利300万元，销路不好时每年盈利100万元；小厂销路好的情况下每年盈利100万元，销路不好时每年盈利20万元。不论大厂、小厂，前5年销路好的概率为60%；在前5年销路好的情况下后5年仍然销路好的概率为80%；在前5销路不好的情况下，后5年销路不好的概率为90%。试用决策树法进行决策。 6. 某企业为生产某种新产品而设计了基建方案，即建设大厂和建设小厂，建大厂需 要投资300万
，建小厂要160万，估计在使用期间，产品销路好的概率为0.8，销路差的概率为 0.2，两个方案的 损益值如表。 方案的损益值 四、计算题 1、（1）确定；（2）不确定；（3）不确定；（4）确定 2、解：E(A1)=400×0.5+700×0.3+300×0.2=470 E(A2)=500×0.5+200×0.3+400×0.2=390 E(A3)=800×0.5+600×0.3+1000×0.2=780 E(A4)=300×0.5+100×0.3+900×0.2=360 A3方案是最佳方案。 3、解：E(1)=45×0.1+36×0.3+30×0.5+24×0.1=32.7 E(2)=90×0.1+75×0.3+45×0.5－15×0.1=52.5 E(3)=240×0.1+210×0.3+12×0.5－60×0.1=87 4、解：E(1)=[360×0.5+180×0.3－20×0.2]×10－300=2000（3天） E(2)=[280×0.5+200×0.3+140×0.2]×10－150=2130（3天） 决策：建小厂 5、解：E(6)=[0.8×300+0.2×100]×5－500=800 E(7)=[0.8×100+0.2×20]×5=420 故看5年扩建大厂好 E(3)=[0.8×300+0.2×100]×5=1300 E(4)=[0.1×300+0.9×100]×5=600 E(5)=[0.1×100+0.9×20]×5=140 E(1)=[0.6×(300×5+1300)+0.4×(100×5+600)]－600=1520 E(2)=[0.6×(100×5+800)+0.4×(20×5+140)]－200=676 决策：建大厂 6、建大厂期望值：76万；收益率为25%。建小厂期望值：34万；收益率为21%。 选择建大厂。