第三章
3-1已知系统脉冲响应 1.25()0.0125t
k t e
-=，试求系统闭环传递函数()s Φ。
解：由系统的脉冲响应 1.25()0.0125t
k t e -=得
0.0125
() 1.25C s s
=
+ 又 ()1R s = 则()0.01251()() 1.2580100C s s R s s s Φ===++ 3-3单位反馈系统的开环传递函数4
()(5)
G s s s =
+，求单位阶跃响应h(t)和调节时间t s 。
解：由开环传递函数4
()(5)
G s s s =
+得
闭环传递函数为2()4
()1()54
G s s G s s s Φ=
=+++
则 单位阶跃响应2
4
()()()(54)
H s s R s s s s =Φ=
++ 拉氏反变换得：441()133
t t h t e e --=-+ ∵2
4
()54
s s s Φ=
++ ∴2
4,25n n ωζω== 解得： 2, 1.25
n ωζ== 若取5%?=，则得 3
1.2s n
t s ζω≈
=
若取2%?=，则得 4
1.6s n
t s ζω≈
=
3-6机器人控制系统结构图如下图所示，试确定参数K 1 ,K 2,使系统阶跃响应的峰值时间
0.5p t s =，超调量2%δ=。
解：由图可得 系统闭环传递函数1221
()
()1()K K G s s G s s as K Φ=
=+++
对照二阶系统的数学模型有2
12,2,1n n K a K ωζω===
又
0.5
2%
p t e δ=
=== 解得10.04,0.78n ωζ== 则1215.67,100.71,1a K K ===
3-7设上题所示系统的单位阶跃响应如下图所示，试确定系统参数K 1 ,K 2和a 。 解：由图可知1
()3,,0.13
p p h t δ∞==
= 又∵ 系统单位阶跃响应为：12
21()()()()
K K H s s R s s s as K =Φ=
++
∴
20()lim ()3
13
0.1
p s p h sH s K e
t δ→∞=====
=
=解得 33.3
,0.3n ωζ== 代入
2
1,2n n K a ωζω== 有 1222,1106.5,3a K K ===
3-8已知系统的特征方程，试判别系统的稳定性，并确定在s 右半平面根的个数及纯虚根。 （1）5
4
3
2
()22411100D s s s s s s =+++++= （2）5
4
3
2
()3122432480D s s s s s s =+++++= （3）5
4
()220D s s s s =+--=
（4）5
4
3
2
()2244825500D s s s s s s =+++--=
解（1）各项系数均大于零，满足稳定的必要条件，列劳斯阵列如下
5s 1 2 11
4
s 2
4 10 3s 0ε→ 6
2s 412
εε
-→-∞
10 1s
6
0s
10
第一列元素符号改变两次，所以系统不稳定，且有两个s 右半平面的根。
（2）各项系数均大于零，满足稳定的必要条件，列劳斯阵列如下
5s
1 1
2 32
4
s 3 24 48 3
s 4 16
2s 12 48 2()1248P s s =+ 1s 0 '()24P s s = 1s
24 1,22s j =±
0s
48
即系统有一对共轭虚根1,22s j =±，没有s 右半平面的根，系统处于临界稳定状态。
（3）5
4
4
()22(1)(2)0D s s s s s s =+--=-+= 解得1,,2s j =±±-
则系统不稳定，有一对共轭纯虚根j ±，且s 右平面有一个根为1。
（4）5
4
3
2
2
2
()224482550(25)(1)(2)0D s s s s s s s s s =+++--=+-+= 解得1,5,2s j =±±-
则系统不稳定，有一对共轭纯虚根5j ±，且s 右平面有一个根为1。
3-9单位反馈系统的开环传递函数为()(3)(5)
K
G s s s s =++，为使系统特征根的实部不大于
-1，试确定开环增益的取值范围。 解：系统闭环传递函数32
()()1()815G s K
s G s s s s K
Φ=
=++++ 则特征式32
()8+15+D s s s s K =+
∵极点在1s =-之左
∴令11s s =-代入D （s ）中，得32
1111()5+2-8+0D s s s s K =+=
劳斯阵列表为
31s 1
2 21s
5
K -8 11s 185
K
- 01s
K -8
系统稳定，则 18058080K K K -?>??
->??-+>??
解得 818K <<
3-12已知单位反馈系统的开环传递函数为2
7(1)
()(4)(22)
s G s s s s s +=
+++，试求当输入信号()r t 分别等于1()t ，t 和2t 时系统的稳定误差。
解：稳态误差0
1
lim ()1()()
ss s e s
R s G s H s →=+
由题意可知27(1)
()(4)(22)
s G s s s s s +=
+++， H(s)=1
○1当()1()r t t =时 1
()R s s = 则220(4)(22)1lim 0(4)(22)7(1)ss s s s s s e s
s s s s s s →+++=?=+++++ ○2当()r t t =时 21
()R s s = 则2220(4)(22)18lim (4)(22)7(1)7ss s s s s s e s s s s s s s →+++=?=+++++ ○3当2
()r t t =时 32
()R s s
= 则2230(4)(22)2lim (4)(22)7(1)ss s s s s s e s s s s s s s →+++=?=∞+++++
3-13系统结构图如下图所示，已知12()()()1()r t n t n t t ===，试分别计算1(),()r t n t 和2()n t 作用时的稳态误差，并说明积分环节设置位置对减小输入和干扰作用下的稳态误差的影响。
解：○1()r t 作用时
121
(),(),()1(1)(1)K G s R s H s s T s T s s
=
==++
则系统稳态误差：120
012(1)(1)1
lim ()lim 01()()(1)(1)ss s s s T s T s e s
R s G s H s s T s T s K
→→++===++++
○21()n t 作用时
11
()N s s
= 干扰作用点与误差点之间的传递函数为11()1K G s T s =
+ 则系统稳态误差：110
01111
lim ()lim ()ss s s T s e s
N s G s K K
→→+-===--
○32()n t 作用时
21
()N s s
=
干扰作用点与误差点之间的传递函数为211()1K G s T s S =
?+ 则系统稳态误差：120
02(1)1
lim ()lim 0()ss s s T s S e s
N s G s K
→→+-===-
扰动作用下的稳态误差与扰动作用点之后积分环节无关，而与误差信号到扰动作用点之间的
前向通道中的积分环节有关，增加积分环节可减小甚至消除稳态误差。
3-15单位反馈系统的开环传递函数为25
()(5)
G s s s =
+
（1）求各静态误差系数和2
()120.5r t t t =++时的稳态误差ss e 。 （2）当输入作用10s 时的动态误差是多少？
解：（1）静态位置误差系数0
25
lim ()()lim
(5)p s s k G s H s s s →→===∞+
静态速度误差系数0
25lim ()()lim
5(5)
v s s s
k sG s H s s s →→===+
静态加速度误差系数2
2
0025lim ()()lim
0(5)
a s s s k s G s H s s s →→===+
当2
()120.5r t t t =++时23
121()R s s s s =
++ 稳态误差223001(5)121
lim ()lim ()1()()(5)25ss s s s s e s
R s G s H s s s s s s
→→+==++=∞+++ （2）由已知可得1(5)
()1()()(5)25
e s s s G s H s s s +Φ=
=+++
∵()()
1(0),()()!i i i e ss i i C e t C r t i ∞
==Φ=∑ 且2()120.5,'()2,''()1r t t t r t t r t =++=+=
∴01211(0),'(0),''(0)052e e e C C C =Φ=Φ=
=Φ= 故1
()(2)5
ss e t t =+ 则 当输入作用10s 时，动态误差(10) 2.4ss e =
第三章习题及实验答案 习题答案 一、选择题 1、A 2、A 3、C 二、填空题 1、程序 2、MIN、SUM 3、CONTINUE、BREAK 三、简答题 1、可以使用的运算符可以分为算术运算符、逻辑运算符、赋值运算符、字符串串联运算符、按位运算符、一元运算符及比较运算符等。 2、用户自定义函数可分为：标量函数和表值函数。可使用CREATE FUNCTION语句创建函数，在调用用户自定义函数时，如果调用的是标量函数，则必须提供架构名。如果调用的是表值函数，则可以不提供架构名。用户可以将调用的函数用在赋值语句中，或作为表达式的操作数，或用在SQL命令中。 3、批处理是包含一个或多个Transaction-SQL语句的组，从应用程序一次性的发送到SQL Server执行。批处理是使用GO语句将多条SQL语句进行分隔，其中每两个GO之间的SQL 语句就是一个批处理单元。一个批处理中可以包含一条语句，也可以包含多条语句。 4、在SQL Server系统中，可以使用的流程控制语句有BEGIN…..END、IF…ELSE、CASE、WHILE…..CONTINUE….BREAK、GOTO、W AITFOR、RETURN等。 BEGIN…..END….: 在条件语句和循环语句等流程控制语句中，当符合特定条件需要执行两个或多个语句时，就应该使用BEGIN…END语句将这些语句组合在一起。 IF…..ELSE….: IF….ELSE语句是条件判断语句。 CASE:用于多重选择的条件判断语句，结果返回单个值。在CASE中可根据表达式的值选择相应的结果。 WHILE…..CONTINUE….BREAK: SQL语言中的循环语句，用来重复执行SQL语句或语句块。 GOTO: SQL程序中的无条件跳转语句，可以使程序直接跳到指定的标识符位置处继续执行。 WAITFOR: SQL中起暂停正在执行的语句、语句块或者存储过程的调用，直到某时间、时间间隔到达后才继续执行。 RETURN:用于无条件终止查询、存储过程或批处理。
1.2根据题1.2图所示的电动机速度控制系统工作原理 （1）将a,b 与c,d 用线连接成负反馈系统； （ 2）画出系统 框图。 c d + - 发电机 解： （1） a 接d,b 接c. （2） 系 统 框 图 如下 1.3题1.3图所示为液位自动控制系统原理示意图。在任何情况下，希望页面高度c 维持不变，说明系统工作原理并画出系统框图。
解： 工作原理：当打开用水开关时，液面下降，浮子下降，从而通过电位器分压，使得电动机两端出现正向电压，电动机正转带动减速器旋转，开大控制阀，使得进水量增加，液面上升。同理，当液面上升时，浮子上升，通过电位器，使得电动机两端出现负向电压，从而带动减速器反向转动控制阀，减小进水量，从而达到稳定液面的目的。 系统框图如下： 2.1试求下列函数的拉式变换，设t<0时，x(t)=0: (1) x(t)=2+3t+4t 2 解： X(S)= s 2 +23s +38 s
(2) x(t)=5sin2t-2cos2t 解：X(S)=5 422+S -242+S S =4 2102+-S S (3) x(t)=1-e t T 1- 解：X(S)=S 1- T S 11+ = S 1-1 +ST T = ) 1(1 +ST S (4) x(t)=e t 4.0-cos12t 解：X(S)=2 212 )4.0(4 .0+++S S 2.2试求下列象函数X(S)的拉式反变换x(t)： (1) X(S)= ) 2)(1(++s s s 解：= )(S X )2)(1(++s s s =1 122+-+S S t t e e t x ---=∴22)( (2) X(S)=) 1(1 522 2++-s s s s 解：=)(S X ) 1(1522 2++-s s s s =15 12+-+S S S
第一章 习题答案 习 题 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。 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 1-3 题1-3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。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P
并联后跨接到同一电源0 E 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵；输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制的方式工作。 试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。 题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽 机转速控制系统如题1-5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。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时，摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及给定量，画出系统方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统
《数据库习题答案》来自五星文库 点这里，有很多篇《数据库习题答案》 在线阅读本文： 数据库习题答案 导读：第三章习题，1．关系数据库设计理论，数据依赖范式和关系模式的规范化设计方法，其中数据依赖起着核心的作用，2．关系数据库中的关系模式至少要满足第一范式，如果每个属性值都是不可再分的最小数据单位，（2）试分析模式R的数据冗余问题，关系R中的C属性会存在在数据冗余，相应地原来存储在一张二维表内的数据就要分散存储到多张二维表中，第四章习题，A删除基本表B修改基本表中的数据，A数据项B 元组，C表D数据库 第三章习题 一、单项选择题 1．在关系模型R中，函数依赖X→Y的语义是（ B ） A．在R的某一关系中，若两个元组的X值相等，则Y值也相等B．在R的每一关系中，若两个元组的X值相等，则Y值也相等C．在R的某一关系中，X值应与Y值相等 D．在R的每一关系中，X值应与Y值相等 2．设学生关系模式为：学生（学号，姓名，年龄，性别，成绩，专业），则该关系模式的主键是（ B ） A．性别 B．学号 C．学号，姓名 D．学号，姓名，性别 3．如果X→Y（Y不包含于X，且Y不能决定X）和Y→Z成立，那么X→Z成立。这条规则称为（ B ） A．自反律 B．传递律 C．伪传递律 D．增广律 4．关系模式R?2NF，则R一定是（b ） A．1NF B．3NF
5．设一关系模式为：运货路径（顾客姓名，顾客地址，商品名，供应商姓名，供应商地址），则该关系模式的主键是（ C ）A．顾客姓名，供应商姓名，供应商地址 B．顾客姓名，商品名 C．顾客姓名，供应商姓名，商品名 D．顾客姓名，顾客地址6．下列有关范式的叙述中正确的是（ B ） A．如果关系模式R?1NF，且R中主属性完全函数依赖于主键，则R是2NF B．如果关系模式 R?3NF，则R?2NF一定成立 C．如果关系模式R?1NF，则只要消除了R中非主属性对主键的传递依赖，则R可转换成2NF D．如果关系模式R?1NF，则只要消除了R中非主属性对主键的部分依赖，则R可转换成3NF 7．关系模式学生（学号，课程号，名次），若每一名学生每门课程有一定的名次，每门课程每一名次只有一名学生，则以下叙述中错误的是（ B ） A．（学号，课程号）和（课程号，名次）都可以作为候选键B．只有（学号，课程号）能作为候选键 C．该关系模式属于第三范式 D．该关系模式属于BCNF 8．已知关系模式R（ABCD），F={A→C，B→C，C→D }，则以下成立的是（ B ） A．A→B B．A→D C．AD→BC D．AC→BD 9．如果X→Y且Z?U成立，那么XZ→YZ成立，这条规则称为（ D ） A．自反律 B．传递律` C．伪传递律 D．增广律 10．能够消除多值依赖引起的冗余是（ D ） A．1NF B．2NF
目录 1自动控制系统的基本概念 1.1内容提要 1.2习题与解答 2自动控制系统的数学模型 2.1内容提要 2.2习题与解答 3自动控制系统的时域分析 3.1内容提要 3.2习颗与他答 4根轨迹法 4.1内容提要 4.2习题与解答 5频率法 5.1内容提要 5.2习题与解答 6控制系统的校正及综合 6.1内容提要 6.2习题与解答 7非线性系统分析 7.1内容提要 7.2习题与解答 8线性离散系统的理论基础 8.1内容提要 8.2习题与解答 9状态空间法 9.1内容提要 9.2习题与解答 附录拉普拉斯变换 参考文献 1自动控制系统的基本概念 1. 1内容提要 基本术语：反馈量，扰动量，输人量，输出量，被控对象； 基本结构：开环，闭环，复合； 基本类型：线性和非线性，连续和离散，程序控制与随动； 基本要求：暂态，稳态，稳定性。 本章要解决的问题，是在自动控制系统的基本概念基础上，能够针对一个实际的控制系统，找出其被控对象、输人量、输出量，并分析其结构、类型和工作原理。
1.2习题与解答 题1-1图P1-1所示，为一直 流发电机电压白动控制系统示 意图。图中，1为发电机；2为减速器； 3为执行电机；4为比例放大器； 5为可调电位器。 (1)该系统有哪些环节组成， 各起什么作用” (2)绘出系统的框图，说明当 负载电流变化时，系统如何保持发 电机的电压恒定 (3)该系统是有差系统还是无 差系统。 (4)系统中有哪些可能的扰动， 答 (1)该系统由给定环节、比较环节、中间环节、执行结构、检测环节、 发电机等环节组成。 给定环节:电压源0U 。用来设定直流发电机电压的给定值。 比较环节:本系统所实现的被控量与给定量进行比较，是通过给定电 压与反馈电压反极性相接加到比例放大器上实现的 中间环节:比例放大器。它的作用是将偏差信号放大，使其足以带动 执行机构工作。该环节又称为放大环节 执行机构:该环节由执行电机、减速器和可调电位器构成。该环节的 作用是通过改变发电机励磁回路的电阻值，改变发电机的磁场，调节发 电机的输出电压 被控对象:发电机。其作用是供给负载恒定不变的电压. 检测环节跨接在发电机电枢两端、且与电压源0U 反极性相接到比 例放大器输人端的导线。它的作用是将系统的输出量直接反馈到系统的 输人端。 (2)系统结构框图如图1-5所示。当负载电流变化如增大时，发电 机电压下降，电压偏差增大，偏差电压经过运算放大器放大后，控制可逆 伺服电动机，带动可调电阻器的滑动端使励磁电流增大，使发电机的电压 增大直至恢复到给定电压的数值上，实现电压的恒定控制。 图P1-7电压自动控制系统示意图
《自动控制原理》习题参考答案 第1章 1.7.2基础部分 1.答：开环控制如：台灯灯光调节系统。 其工作原理为：输入信号为加在台灯灯泡两端的电压，输出信号为灯泡的亮度，被控对象为灯泡。当输入信号增加时，输出信号（灯泡的亮度）增加，反之亦然。 闭环控制如：水塔水位自动控制系统。 其工作原理为：输入信号为电机两端电压，输出信号为水塔水位，被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时，通过检测装置检测到水位下降，将此信号反馈至电机，电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压，通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。 2.答：自动控制理论发展大致经历了几个阶段： 第一阶段：本世纪40~60年代，称为“经典控制理论”时期。 第二阶段：本世纪60~70年代，称为“现代控制理论”时期。 第三阶段：本世纪70年代末至今，控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。 3.答：开环控制：控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用，即系统的输 出量与对控制量没有影响。 闭环控制：指控制装置与被空对象之间既有正向作用，又有反向联系控制的过程。 开环控制与闭环控制的优缺点比较： 对开环控制系统来说，由于被控制量和控制量之间没有任何联系，所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。 对闭环控制系统来说，由于采用了负反馈，固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感，因此，有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4.答：10 线性定常系统；（2）非线性定常系统； （3）非线性时变系统；（4）非线时变系统； 1.7.3 提高部分 1.答：1）方框图： 2)工作原理：假定水箱在水位为给定值c（该给定值与电位器给定电信ur对应），此时浮子处于平衡位置，电动机无控制作用，水箱处于给定水位高度，水的流入量与流出量保持不变。当c增大时，由于进水量一时没变浮子上升，导致c升高，给电信计作用后，使电信计给电动机两端电压减小，电动机带动减齿轮，使控制阀开度减小，使进水量减小，待浮
3-2 对于教务管理数据库的三个基本表 S(SNO,SNAME, SEX, AGE,SDEPT) SC(SNO,CNO,GRADE) C(CNO,CNAME,CDEPT,TNAME) 试用SQL的查询语句表达下列查询： ⑴检索LIU老师所授课程的课程号和课程名。 ⑵检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名。 ⑶检索学号为200915146的学生所学课程的课程名和任课教师名。 ⑷检索至少选修LIU老师所授课程中一门课程的女学生姓名。 ⑸检索WANG同学不学的课程的课程号。 ⑹检索至少选修两门课程的学生学号。 ⑺检索全部学生都选修的课程的课程号与课程名。 ⑻检索选修课程包含LIU老师所授课程的学生学号。 解： ⑴SELECT C#,CNAME FROM C WHERE TEACHER=’LIU’; ⑵SELECT S#,SNAME FROM S WHERE AGE>23 AND SEX=’M’; ⑶SELECT CNAME，TEACHER FROM SC,C WHERE SC.C#=C.C# AND S#=’200915146’ ⑷SELECT SNAME (连接查询方式) FROM S,SC,C WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# AND SEX=’F’AND TEACHER=’LIU’; 或： SELECT SNAME (嵌套查询方式) FROM S WHERE SEX=’F’AND S# IN (SELECT S# FROM SC WHERE C# IN (SELECT C# FROM C WHERE TEACHER=’LIU’)) 或： SELECT SNAME (存在量词方式)
第 一 章 1-1 图1-2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c 维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。 图1-2 液位自动控制系统 解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位r u （表征液 位的希望值r c ）；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度 不变。 工作原理：当电位电刷位于中点（对应 r u ）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的 开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度r c ，一旦流入水量或流出水量 发生变化时，液面高度就会偏离给定高度 r c 。 当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度 r c 。 反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高到给定高度 r c 。 系统方块图如图所示：
1-10 下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r (t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统 （１） 222 )()(5)(dt t r d t t r t c ++=； （２）)()(8) (6)(3)(2 233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++； （３） dt t dr t r t c dt t dc t ) (3)()()(+=+； （４）5cos )()(+=t t r t c ω； （５）?∞-++=t d r dt t dr t r t c τ τ)(5)(6)(3)(； （６）)()(2 t r t c =； （７）???? ?≥<=.6),(6,0)(t t r t t c 解：（1）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2 ()r t ，所以该系统为非线性系统。 （2）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （3）该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，所以该系统为线性系统，但第一项 () dc t t dt 的系数为t ，是随时间变化的变量，因此该系统为线性时变系统。 （4）因为c(t)的表达式中r(t)的系数为非线性函数cos t ω，所以该系统为非线性系统。 （5）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （6）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ，表示二次曲线关系，所以该系统为非
一、填空题 1 闭环控制系统又称为反馈控制系统。 2 一线性系统,当输入就是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。 3一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 时间常数T 。 4 控制系统线性化过程中,线性化的精度与系统变量的 偏移程度 有关。 5 对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。 6 一般讲系统的位置误差指输入就是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。 7 超前校正就是由于正相移的作用,使截止频率附近的 相位 明显上升,从而具有较大的 稳定裕度。 8 二阶系统当共轭复数极点位于 +-45度 线上时,对应的阻尼比为0、707。 9 PID 调节中的“P ”指的就是 比例 控制器。 10 若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ 远 越好。 11 在水箱水温控制系统中,受控对象为_水箱 ,被控量为_水温 。 12 自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为_ 开环控制方式 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为_ 闭环控制方式 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于_ 开环控制方式 。 13 稳定就是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统_ 稳定 _。判断一个闭环线性控制系统就是否稳定,在时域分析中采用_ 劳斯判据 _;在频域分析中采用_ 奈氏判据 _。 14、传递函数就是指在_ 零 _初始条件下、线性定常控制系统的_ 输入拉式变换 _与_ 输出拉式变换 _之比。 15 设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为_ _,相频特性为 _-180-arctan(tw-Tw)/1+tTw _。 16 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对 应时域性能指标_ 调整时间t _,它们反映了系统动态过程的_快速性 _。 17 复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制与按 扰动 的前馈复合控制。 18 信号流图由节点___与___支路_组成。 19 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为_(0,1)___。 20 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 s ,则G(s)为 G 1(s)+ G 2(s)(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 21 PI 控制器就是一种相位_比例积分___的校正装置。 22 最小相位系统就是指 S 右半平面不存在系统的开环零点与开环极点 。 23对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:快速性____、_稳定性___与准确性。 24如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则在这两个极点间必定存在_一个分离点 _。
第3章习题解答 1．选择题 （1）表设计器的“允许空”单元格用于设置该字段是否可输入空值，实际上就是创建该字段的（D）约束。 A．主键B．外键C．NULL D．CHECK （2）下列关于表的叙述正确的是（C）。 A．只要用户表没有人使用，则可将其删除B．用户表可以隐藏 C．系统表可以隐藏D．系统表可以删除 （3）下列关于主关键字叙述正确的是（ A ）。 A．一个表可以没有主关键字 B．只能将一个字段定义为主关键字 C．如果一个表只有一个记录，则主关键字字段可以为空值 D．都正确 （4）下列关于关联叙述正确的是（ C ）。 A．可在两个表的不同数据类型的字段间创建关联 B．可在两个表的不同数据类型的同名字段间创建关联 C．可在两个表的相同数据类型的不同名称的字段间创建关联 D．在创建关联时选择了级联更新相关的字段，则外键表中的字段值变化时，可自动修改主键表中的关联字段 （5）CREATE TABLE语句（C ）。 A．必须在数据表名称中指定表所属的数据库 B．必须指明数据表的所有者 C．指定的所有者和表名称组合起来在数据库中必须唯一 D．省略数据表名称时，则自动创建一个本地临时表 （6）删除表的语句是（A）。 A．Drop B．Alter C．Update D．Delete （7）数据完整性不包括（B ）。 A．实体完整性B．列完整性C．域完整性D．用户自定义完整（8）下面关于Insert语句的说法正确的是（A ）。 A．Insert一次只能插入一行的元组 B．Insert只能插入不能修改 C．Insert可以指定要插入到哪行 D．Insert可以加Where条件 （9）表数据的删除语句是（ A ）。 A．Delete B．Inser C．Update D．Alter （10）SQL数据定义语言中，表示外键约束的关键字是（B ）。 A．Check B．Foreign Key C．Primary Key D．Unique 2．填空题 （1）数据通常存储在表中，表存储在数据库文件中，任何有相应权限的用户都可以对之进行操作。
一、 习 题 及 解 答 第1章习题及解答 1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (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：，d a ?c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 图1-16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。 图1-16 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，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 图1-17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。 图1-17 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出所控制偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为 况下，炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。 在正常情T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=?=f r e u u u 故01，==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以
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 ⑴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。 ⑵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 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证 明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉 子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？ （1） （2） （3） （4） （5）
（6） （7） 解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变 （4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常 （7）线性定常 1-4如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。 试说明该系统的工作原理并画出其方框图。 题1-4图水位自动控制系统 解答： (1) 方框图如下： ⑵工作原理：系统的控制是保持水箱水位高度不变。水箱是被控对象，水箱的水位是被控量，出水流量Q2的大小对应的水位高度是给定量。当水箱水位高于给定水位，通过浮子连杆机构使阀门关小，进入流量减小，水位降低，当水箱水位低于给定水位时，通过浮子连杆机构使流入管道中的阀门开大，进入流量增加，水位升高到给定水位。 1-5图1-5是液位系统的控制任务是保持液位高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压时（表征液位的希望值Cr）是给定量。
. 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元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。 闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。 闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。 答： 自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。 快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的精度
《自动控制原理》习题解答西安建筑科技大学自动化教研室
第一章习题及答案 1-3图1-3 (a)，(b)所示均为调速系统。 (1) 分别画出图1-24(a)、图(b)所示系统的方框图。给出图1-24(a) 所示系统正确的反馈连线方式。 (2) 指出在恒值输入条件下，图1-24(a)，(b) 所示系统中哪个是有差系统，哪个是无差系统，说明其道理。 图1-3 调速系统工作原理图 解图1-3 (a)正确的反馈连接方式如图1-3 (a)中虚线所示。 (1) 系统方框图如图解1-10所示。 (2) 图1-3 (a) 所示的系统是有差系统，图1-3 (b) 所示的系统是无差系统。 图1-3 (a)中，当给定恒值电压信号，系统运行达到稳态时，电动机转速的恒定是以发电机提供恒定电压为条件，对应发电机激磁绕组中电流一定是恒定值。这意味着放大器前端电压是非零的常值。因此，常值偏差电压存在是系统稳定工作的前提，故系统有差。 图1-3 (b)中，给定恒定电压，电动机达到稳定转速时，对应发电机激磁绕组中的励磁电流恒定，这意味着执行电动机处于停转状态，放大器前端电压必然为0，故系统无差。 1-4图1-4 (a)，(b)所示的系统均为电压调节系统。假设空载时两系统发电机端电压均为
110V，试问带上负载后，图1-4(a)，(b)中哪个能保持110V不变，哪个电压会低于110V？为什么? 图1-4 电压调节系统工作原理图 解带上负载后，开始由于负载的影响，图1-4(a)与(b)系统的端电压都要下降，但图(a)中所示系统能恢复到110V，而图(b) 所示系统却不能。理由如下： 图(a)系统，当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器K放大后，驱动电机D转动，经 I增大，发电机的输出电压会升高，从而使偏差电减速器带动电刷，使发电机F的激磁电流 j 压减小，直至偏差电压为零时，电机才停止转动。因此，图(a)系统能保持110V不变。 图(b)系统，当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器K后，直接使发电机激磁电流增大，提高发电机的端电压，使发电机G 的端电压回升，偏差电压减小，但不可能等于零，因 i=0，发电机就不能工作。即图(b)所示系统的稳态电压会低于110V。为当偏差电压为0时， f 1-5图1-5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。 图1-5 仓库大门自动开闭控制系统
对于教学数据库的三个基本表 S(S#,SNAME,AGE,SEX) SC(S#,C#,GRADE) C(C#,CNAME,TEACHER) 试用SQL的查询语句表达下列查询： 3.2.1检索年龄小于17岁的女学生的学号和姓名 select s#,sname from S where age<17 and sex=F; 3.2.2检索男生所学课程的课程号和课程名 select c#,cname from C where c# in (select distinct c# from SC where s# in (select s# from S where sex=M)) 3.2.3检索男生所学课程的任课老师的工号和姓名 select t#,tname from T where t# in(select distinct t# from C where c# in(select distinct c# from SC where s# in(select s# from S where sex=1))); 3.2.4检索至少选修两门课程的学生的学号 select s# from SC group by s#． having count(c#)>=2; 3.2.5检索至少有学号为S2和S4所学的课程和课程名select c#,cname from C where c# in((select c# from sc where s#='S2') intersect (select c# from sc where s#='S4') )； 3.2.6检索‘WANG'同学不学的课程号 select c# from c except (select distinct c# from sc where s# =(select s# from s where sname='WANG'))；
第一章 1-1 图1-2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c维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。 图1-2 液位自动控制系统 解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位（表征液位的希望值）；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度不变。 工作原理：当电位电刷位于中点（对应）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度，一旦流入水量或流出水量发生变化时，液面高度就会偏离给定高度。 当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度。 反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高到给定高度。 系统方块图如图所示： 1-10 下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r (t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统 （１）； （２）； （３）； （４）； （５）； （６）； （７） 解：（1）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项，所以该系统为非线性系统。 （2）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （3）该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，所以该系统为线性系统，但第一项的系数为t，是随时间变化的变量，因此该系统为线性时变系统。 （4）因为c(t)的表达式中r(t)的系数为非线性函数，所以该系统为非线性系统。 （5）因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项，且各项系数均为常数，所以该系统为线性定常系统。 （6）因为c(t)的表达式中包含变量的二次项，表示二次曲线关系，所以该系统为非线性系统。 （7）因为c(t)的表达式可写为，其中，所以该系统可看作是线性时变系统。
百度文库- 让每个人平等地提升自我 第3章关系数据库标准语言SQL 一、选择题 1、SQL语言是的语言，易学习。 A．过程化 B．非过程化 C．格式化 D．导航式答案：B 2、SQL语言是语言。 A．层次数据库 B．网络数据库 C．关系数据库 D．非数据库答案：C 3、SQL语言具有的功能。 A．关系规范化、数据操纵、数据控制 B．数据定义、数据操纵、数据控制 C．数据定义、关系规范化、数据控制 D．数据定义、关系规范化、数据操纵答案：B 4、SQL语言具有两种使用方式，分别称为交互式SQL和。 A．提示式SQL B．多用户SQL C．嵌入式SQL D．解释式SQL 答案：C 5、假定学生关系是S(S#，SNAME，SEX，AGE)，课程关系是C(C#，CNAME，TEACHER)，学生选课关系是SC(S#，C#，GRADE)。 要查找选修“COMPUTER”课程的“女”学生姓名，将涉及到关系。 A．S B．SC，C C．S，SC D．S，C，SC 答案：D 6、若用如下的SQL语句创建一个student表： CREATE TABLE student(NO C(4) NOT NULL， NAME C(8) NOT NULL， SEX C(2)， AGE N(2)) 可以插入到student表中的是。 A．(‘1031’，‘曾华’，男，23) B．(‘1031’，‘曾华’，NULL，NULL) C．(NULL，‘曾华’，‘男’，‘23’) D．(‘1031’，NULL，‘男’，23) 答案：B 7、当两个子查询的结果时，可以执行并，交，差操作． Ａ.结构完全不一致 B.结构完全一致 C.结构部分一致 D.主键一致答案：B 第8到第10题基于这样的三个表即学生表S、课程表C和学生选课表SC，它们的结构如下： S(S#，SN，SEX，AGE，DEPT) C(C#，CN) SC(S#，C#，GRADE) 其中：S#为学号，SN为姓名，SEX为性别，AGE为年龄，DEPT为系别，C#为课程号，CN为课程名，GRADE为成绩。 8、检索所有比“王华”年龄大的学生姓名、年龄和性别。正确的SELECT语句是。 A．SELECT SN，AGE，SEX FROM S WHERE AGE＞(SELECT AGE FROM S WHERE SN=‘王华’) B．SELECT SN，AGE，SEX FROM S WHERE SN＝‘王华’ C．SELECT SN，AGE，SEX FROM S WHERE AGE＞(SELECT AGE WHERE SN=‘王华’) D．SELECT SN，AGE，SEX FROM S WHERE AGE＞王华．AGE 答案：A 9、检索选修课程‘C2’的学生中成绩最高的学生的学号。正确的SELECT语句是。 A．SELECT S# FORM SC WHERE C#=‘C2’ AND GRADE＞＝ (SELECT GRADE FORM SC WHERE C#=‘C2’) B．SELECT S# FORM SC WHERE C#=‘C2’ AND GRADE IN (SELECT GRADE FORM SC WHERE C#=‘C2’) C．SELECT S# FORM SC WHERE C#=‘C2’ AND GRADE NOT IN (SELECT GRADE FORM SC WHERE C#=‘C2’) D．SELECT S# FORM SC WHERE C#=‘C2’ AND GRADE＞＝ALL (SELECT GRADE FORM SC WHERE C#=‘C2’) 答案：D 10、检索学生姓名及其所选修课程的课程号和成绩。正确的SELECT语句是。 A．SELECT S．SN，SC．C#，SC．GRADE FROM S WHERE S．S#=SC．S# B．SELECT S．SN，SC．C#，SC．GRADE FROM SC WHERE S．S#＝SC．GRADE C．SELECT S．SN，SC．C#，SC．GRADE FROM S，SC WHERE S．S#=SC．S# D．SELECT S．SN，SC．C#，SC．GRADE FROM S．SC 答案：C 11、关系代数中的л运算符对应SELECT语句中的( )子句. BY 答案：A 12、关系代数中的σ运算符对应SELECT语句中的( )子句. BY 答案：C 13、WHERE子句的条件表达式中,可以匹配0个到多个字符的通配符是( ).
第1章控制系统概述 【课后自测】 1-1 试列举几个日常生活中的开环控制与闭环控制系统,说明它们的工作原理并比较开环控制与闭环控制的优缺点。 解:开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。 工作原理:被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度,根据自己的经验,设定洗涤、漂洗时间,洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量(即衣服的干净度)的信息没有通过任何装置反馈到输入端,对系统的控制不起作用,因此为开环控制。 闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统与空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理:以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例,系统的被控制量(输出量)为蓄水箱水位(反应蓄水量)。水位由浮子测量,并通过杠杆作用于供水阀门(即反馈至输入端),控制供水量,形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时,阀门全关(按要求事先设计好杠杆比例),系统处于平衡状态。一旦用水,水位降低,浮子随之下沉,通过杠杆打开供水阀门,下沉越深,阀门开度越大,供水量越大,直到水位升至蓄水量上限高度,阀门全关,系统再次处于平衡状态。 1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用就是什么？ 解:自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反馈元件、比较元件、放大元件与执行元件。各个基本单元的功能如下: (1)被控对象—又称受控对象或对象,指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。 (2)给定元件—可以设置系统控制指令的装置,可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。 (3)检测反馈元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量,再反馈到系统输入端作比较,一般为各类传感器。 (4)比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进行比较,分析计算并产生反应两者差值的偏差信号。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置与电桥等。 (5)放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱不足以驱动执行元件动作时,可通过放大元件将微弱信号作线性放大。如电压偏差信号,可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器与功率放大级加以放大。 (6)执行元件—用于驱动被控对象,达到改变被控量的目的。用来作为执行元件的有阀、电动机、液压马达等。 (7)校正元件:又称补偿元件,它就是结构或参数便于调整的元件,用串联或反馈的方式连接在系统中,以改善控制系统的动态性能与稳态性能。 1-3 试阐述对自动控制系统的基本要求。 解:自动控制系统的基本要求概括来讲,就就是要求系统具有稳定性、准确性与快