第2章进程的描述与控制
一、选择题
1．某计算机系统中有8台打印机，由K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。该系统可能会发生死锁的K的最小值是（）。
A．2
B．3
C．4
D．5
【答案】C
【解析】假设K＝3，3个进程共享8台打印机，每个进程最多可以请求3台打印机，若3个进程都分别得到2台打印机，系统还剩下2台打印机，然后无论哪个进程申请打印机，都可以得到满足，3个进程都可以顺利执行完毕，这种情况下不会产生死锁。假设k＝4，4个进程共享8台打印机，都得不到满足，产生了互相等待，可能会发生死锁。
如果觉得这种思路不够简略，换个说法或许更好理解。根据组合数学中鸽巢原理的思想，考虑极端情况，因为每个进程最多需要3台，当每个进程都已经占用了2台时，如果仍然有空闲打印机，则必定能满足某个进程3台的条件；如果没有，则死锁。所以，将8个打印机分给K个进程的极端情况就是K为4，刚好每个进程2台，没有剩余。
这类型的题通常数字不大，可以凭经验给出正确答案，这样或许会快一些。下面给出对应计算公式，以便大家加深理解。假设n为每个进程所需的资源数，m为进程数，A为系
统的资源数，则满足（n－1）×m＞A的最小整数m即为可能产生死锁的最小进程数，该公式同样可以用于求出每个进程需要多少资源时可能会产生死锁。
该公式可以这样理解：当所有进程都差一个资源就可以执行，此时系统中所有资源都已经分配，因此死锁，其思想和鸽巢原理类似。
2．有关进程的说法不正确的是（）
A．操作系统通过PCB来控制和管理进程，用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息
B．用户进程被创建时，系统为它申请和构造一个相应的PCB
C．进程的优先级信息是保存在进程的PCB中的
D．同一个程序是不能被创建成多个进程的
【答案】D
【解析】一个应用程序通常有多个进程组成。程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。从静态的角度看，进程是由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成的。
3．操作系统通过（）来管理计算机系统内的进程。
A．进程控制块
B．程序
C．PCB
D．作业控制块
【答案】C
【解析】为了便于系统控制和描述进程的基本情况以及进程的活动过程，在操作系统中为进程定义了一个专门的数据结构，称为进程控制块（PCB）。当系统创建一个进程时，系统为其建立一个PCB，然后利用PCB对进程进行控制和管理；当进程被撤销时，系统收回它的PCB，随之该进程也就消亡了。
4．PCB与（）是一对一的关系。
A．程序
B．进程
C．文件
D．页表
【答案】B
【解析】系统为每一个进程设置一个PCB，它是进程存在与否的唯一标志。
二、填空题
1．从结构上看每个进程由三部分组成，它们是______，______，______。
【答案】程序；数据；进程控制块（PCB）
【解析】考查进程的构成。进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
（1）程序段：程序段是进程中能被进程调度程序调度到CPU上执行的程序代码段，它能实现相应的特定功能。
（2）数据段：一个进程的数据段，可以是进程对应的程序加工处理的原始数据，也可以是程序执行时产生的中间或最终结果数据。
（3）进程控制块PCB：每一个进程均有一个进程控制块PCB。用户进程被创建时，系
统为它申请和构造一个相应的PCB。
2．操作系统的PCB结构包含进程描述信息、______、______和______等方面的信息。
【答案】进程标识符；处理机状态信息；进程调度信息
【解析】操作系统的进程控制块包含进程的描述信息、进程标识符、处理机状态信息、进程调度信息、进程优先级等信息来实现对进程的控制与管理。
3．操作系统中，进程可以分为______进程和______进程两类。
【答案】系统；用户
【解析】考查操作系统中进程的分类，进程通常分为两类，一类是系统进程，另一类是用户进程。它们的区别如下：
（1）系统进程是操作系统用来管理系统资源并行活动的并发软件；用户进程是可以独立执行的用户程序段，它是操作系统提供服务的对象，是系统资源的实际使用者；
（2）系统进程之间的关系由操作系统自己负责，这样有利于增加系统的并行性，提高资源的利用率；用户进程之间的关系主要由用户自己负责，为了便于用户管理自己的任务，操作系统提供一套简便的任务调用命令作为协调手段，并在用户区根据用户作业的性质（是单任务还是多任务）装入相应的任务调度程序；
（3）系统进程直接管理有关的软/硬设备的活动；用户进程只能间接地和系统资源发生关系，当用户进程需要某种资源时，它必须向系统提出请求，由系统调度和分配；
（4）在进程调度中，系统进程的优先级高于用户进程。无论是系统进程还是用户进程，对核心层来说它们都是基本的活动单位。
三、综合题
1．3个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N＞0）个单元的缓冲区，P1每次用produce()生成一个正整数，并用put()送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数，并用countodd()统计奇数个数；P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数，并用counteven()统计偶数个数。请用信号量机制实现这3个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。要求用伪代码描述。
答：看到题目之后，可以按照如下的“五步法”来处理：
（1）分析进程之间的同步互斥关系；
（2）确定进程之间的执行顺序；
（3）根据执行顺序的制约，添加信号量；
（4）在正确位置添加对信号量的操作，并依此写出伪代码；
（5）添加关于所有信号量的说明和初值设置，完成题目。
下面按照“五步法”一步一步来讲解这个题目：
（1）分析进程之间的同步互斥关系
本题读题之后就应该看出这是在考查“生产者-消费者”问题，题中共涉及了3个进程，根据进程的行为，可以很轻易地判断出其中P1是生产者，P2和P3是消费者。
有了这个结论，可以很容易得出如下结论：P1、P2、P3这3个进程由于都对缓冲池有操作，而且操作结果对彼此都有影响，所以要互斥访问缓冲池，因此3个进程之间存在互斥关系。同时可以看到，只有P1产生出了奇数，P2才可以取出进行处理，如果没有奇数，则P2无法工作。因此P1和P2因为奇数而产生了固定的执行顺序（先产生，再消耗），而且只有P2释放了缓冲单元，P1才能够继续放入数字。换句话来说，P1和P2之间存在同步关系。同理可知，P1和P3之间也存在同步关系。
（2）确定进程之间的执行顺序
有了上述同步互斥关系的分析结果，可以比较容易地得到进程执行顺序：P1只要在有空余缓冲池的时候就可以随意放入数字，并通知P2或P3来取。如果P1产生的数字是奇数，则P2可以执行；如果是偶数，则P3可以执行。用图来表示更直观，如图2-1所示。
图2-1 3个进程之间的执行顺序
图中可以看到，P2和P3分别与P1因为奇数和偶数而存在同步关系，执行顺序固定。而且P2和P3处理数字之后会释放缓冲池中的缓冲单元，有空余缓冲单元P1才能够继续放入数字。图中虽然没有标明但不能忽视的一点就是：3个进程都会操作缓冲池，每次与缓冲池有关的操作都要先占用缓冲池，最后释放缓冲池，即要互斥进行。
（3）根据执行顺序的制约，添加信号量
通常在PV题目中涉及的信号量可以分为两种，一种是互斥信号量，一种是同步信号量
第3章进程描述和控制 复习题： 3.1什么是指令跟踪？ 答：指令跟踪是指为该进程而执行的指令序列。 3.2通常那些事件会导致创建一个进程？ 答：新的批处理作业；交互登录；操作系统因为提供一项服务而创建；由现有的进程派生。（详情请参考表3.1） 3.3对于图3.6中的进程模型，请简单定义每个状态。 答：运行态：该进程正在执行。就绪态：进程做好了准备，只要有机会就开始执行。 阻塞态：进程在某些事件发生前不能执行，如I/O操作完成。新建态：刚刚创建的进程，操作系统还没有把它加入到可执行进程组中。退出态：操作系统从可执行进程组中释放出的进程，或者是因为它自身停止了，或者是因为某种原因被取消。 3.4抢占一个进程是什么意思？ 答：处理器为了执行另外的进程而终止当前正在执行的进程，这就叫进程抢占。 3.5什么是交换，其目的是什么？ 答：交换是指把主存中某个进程的一部分或者全部内容转移到磁盘。当主存中没有处于就绪态的进程时，操作系统就把一个阻塞的进程换出到磁盘中的挂起队列，从而使另一个进程可以进入主存执行。 3.6为什么图3.9（b）中有两个阻塞态？ 答：有两个独立的概念：进程是否在等待一个事件（阻塞与否）以及进程是否已经被换出主存（挂起与否）。为适应这种2*2的组合，需要两个阻塞态和两个挂起态。3.7列出挂起态进程的4个特点。 答：1.进程不能立即执行。2.进程可能是或不是正在等待一个事件。如果是，阻塞条件不依赖于挂起条件，阻塞事件的发生不会使进程立即被执行。3.为了阻止进程执行，可以通过代理把这个进程置于挂起态，代理可以是进程自己，也可以是父进程或操作系统。4.除非代理显式地命令系统进行状态转换，否则进程无法从这个状态中转移。 3.8对于哪类实体，操作系统为了管理它而维护其信息表？ 答：内存、I/O、文件和进程。 3.9列出进程控制块中的三类信息。 答：进程标识，处理器状态信息，进程控制信息。 3.10为什么需要两种模式（用户模式和内核模式）？ 答：用户模式下可以执行的指令和访问的内存区域都受到限制。这是为了防止操作系统受到破坏或者修改。而在内核模式下则没有这些限制，从而使它能够完成其功能。 3.11操作系统创建一个新进程所执行的步骤是什么？ 答：1.给新进程分配一个唯一的进程标识号。2.给进程分配空间。3.初始化进程控制块。 4.设置正确的连接。 5.创建或扩充其他的数据结构。 3.12中断和陷阱有什么区别？ 答：中断与当前正在运行的进程无关的某些类型的外部事件相关，如完成一次I/O操作。陷阱与当前正在运行的进程所产生的错误或异常条件相关，如非法的文件访问。 3.13举出中断的三个例子。 答：时钟终端，I/O终端，内存失效。 3.14模式切换和进程切换有什么区别？ 答：发生模式切换可以不改变当前正处于运行态的进程的状态。发生进程切换时，一个正在执行的进程被中断，操作系统指定另一个进程为运行态。进程切换需要保存更
《自动控制原理》题库 一、解释下面基本概念 1、控制系统的基本控制方式有哪些？ 2、什么是开环控制系统？ 答：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。 3、什么是自动控制？ 答：自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 4、控制系统的基本任务是什么？ 5、什么是反馈控制原理？ 6、什么是线性定常控制系统？ 7、什么是线性时变控制系统？ 8、什么是离散控制系统？ 9、什么是闭环控制系统？ 10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？ 11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？ 12、典型控制环节有哪几个？ 13、典型控制信号有哪几种？ 14、控制系统的动态性能指标通常是指？ 15、对控制系统的基本要求是哪几项？ 16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成? 17、什么是控制系统时间响应的动态过程？ 18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？ 19、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 20、控制系统的稳态性能指标是什么？ 21、什么是控制系统的数学模型？ 22、控制系统的数学模型有： 23、什么是控制系统的传递函数？ 24、建立数学模型的方法有? 25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?
26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些？ 28、系统信号流图是由哪二个元素构成？ 29、系统结构图是由哪四个元素组成？ 30、系统结构图基本连接方式有几种？ 31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？ 33、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 35、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？ 36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？ 37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。 40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差） 41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 43、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值 49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。 50、什么是控制系统的根轨迹？ 51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？ 52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 55、试述采样定理。
一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、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G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率= n ω 阻尼比=ξ ，0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的 开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?， 其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定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奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉
实验1 进程的控制与描述 1.1 Windows任务管理器的进程管理 1.1.1 背景知识 Windows 的任务管理器提供了用户计算机上正在运行的程序和进程的相关信息，也显示了最常用的度量进程性能的单位。使用任务管理器．可以打开监视计算机性能的关键指示器，快速查看正在运行的程序的状态，或者终止已停止响应的程序。也可以使用多个参数评估正在运行的进程的活动，以及查看CPU和内存使用情况的图形和数据。其中： （1）“应用程序”选项卡显示正在运行程序的状态，用户能够结束、切换或者启动程序。（2）“进程”选项卡显示正在运行的进程信息。例如，可以显示关于CPU和内存使用情况、页面错误、句柄计数以及许多其他参数的信息。 （3）“性能”选项卡显示计算机动态性能，包括CPU和内存使用情况的图表，正在运行的句柄、线程和进程的总数、物理、核心和认可的内存总数（KB）等。 1.1.2 实验目的 通过在windows任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作系统进程管理的概念，学习观察操作系统运行的动态性能。 1.1.3工具／准备工作 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。 需要准备一台运行windows 7操作系统的计算机。 1.1.4 实验内容与步骤 启动并进入Windows环境，按Ctrl+A1t+DeL键，或者右键单击任务栏，快捷菜单中单击“任务管理器”，打开“任务管理器”窗口。 在本次实验中，你使用的操作系统版本是： 在当前机器中，由你打开、正在运行的应用程序有：
Windows“任务管理器”的窗口由个选项卡组成，分别是： 当前“进程”选项卡显示的栏目分别是（可移动窗口下方的游标/箭头，或使窗口最大化进行观察）： （1）使用任务管理器终止进程 步骤1：单击“进程”选项卡，一共显示个进程。请试着区分一下，其中：系统(system)进程有个，填入表2-1中。 表2-1 实验记录
复习题 一、选择题： 1、线性定常二阶系统的闭环增益加大： A 、系统的快速性愈好 B 、超调量愈大 C 、峰值时间提前 D 、对系统的动态性能没有影响 2、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比) ()()(s N s M s G = 则闭环特征方程为： A 、N(S) = 0 B 、N(S)+M(S) = 0 C 、1+ N(S) = 0 D 、与是否为单位反馈系统有关 3、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差)('s E 之间有如下关系： A 、 )(')()(s E s H s E = B 、)()()('s E s H s E = C 、 )(')()()(s E s H s G s E = D 、)()()()('s E s H s G s E = 4、已知单位反馈系统的开环传递函数为)22(4 +s s ，则其幅值裕度)(dB h 等于： A 、0 B 、∞ C 、4 D 、 22 5、积分环节的幅频特性，其幅值与频率成： A 、指数关系 B 、正比关系 C 、反比关系 D 、不定关系 6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1=c ω 处提供最大相位超前角的是： A 、1110++s s B 、11.0110++s s C 、15.012++s s D 、1 1011.0++s s 7、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼比ξ的范围为： A 、ξ>1 B 、0<ξ<1 C 、1>ξ>0.707 D 、0<ξ<0.707 8、一阶系统的闭环极点越靠近平面的s 原点，其 A 、响应速度越慢 B 、响应速度越快 C 、准确度越高 D 、准确度越低 9、系统时间响应的瞬态分量 A 、是某一瞬时的输出值 B 、反映系统的准确度 C 、反映系统的动特性 D 、只取决于开环极点 10、某系统单位斜坡输入时，∞=ss e ，说明该系统： A 、闭环不稳定 B 、闭环传函中至少有一个纯积分环节 C 、开环一定不稳定 D 、是0型系统
自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电 动机可看作一个（ ） } A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（ ） .2 C 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++= s s s G ，则该系统是（ ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） ° ° ° ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） > A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。 .20 C 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数 有（ ） .1 C
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
可编辑word,供参考版！ 一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、 共4种。 2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。 离散控制系统稳定的充分必要条件是 。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002 +++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。 7．采样器的作用是 ，某离散控制系统 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----= （单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1. 求：) () (S R S C （10分） R(s)
2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分） 四．反馈校正系统如图所示（12分） 求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？ 可编辑word,供参考版！
五.已知某系统L（ω）曲线，（12分） （1）写出系统开环传递函数G（s） （2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=? 六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。 （1）（2）（3）
实验一：进程控制描述与控制 [1]Windows“任务管理器”的进程管理 一、实验名称 Windows“任务管理器”的进程管理 二、实验目的 通过在Windows 任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作，熟悉操作系统进程管理的概念，学习观察操作系统运行的动态性能。 三、实验容与步骤 1. 使用任务管理器终止进程 2. 显示其他进程计数器 3. 更改正在运行的程序的优先级 启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。 在本次实验中，你使用的操作系统版本是： _______Windows_XP______________________ 当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有： 1) _______ ________ 2) ___________实验一___ 3) _________操作系统_____________ 4) ___________百度首页________ 5) ____________ftp://172.16.20.168_______ Windows“任务管理器”的窗口由____4__个选项卡组成，分别是： 1) _______应用程序______________ 2) _进程__________________ 3) ______ 性能___________________ 4) ________联网__________________ 当前“进程”选项卡显示的栏目分别是(可移动窗口下方的游标/箭头，或使窗口最大化进行观察) ：
1. 使用任务管理器终止进程 步骤1：单击“进程”选项卡，一共显示了__40___个进程。请试着区分一下，其中：系统(SYSTEM) 进程有____25__个，填入表3-1中。 表3-1 实验记录 Wmiprvse SYSTEM 00 5376k cidaemon SYSTEM 00 300k cidaemon SYSTEM 00 856k cidaemon SYSTEM 50 284k cisvc SYSTEM 00 924k csrss SYSTEM 00 7412k mqtgsvc SYSTEM00 4144k mqsvc SYSTEM 00 6632k
实验一：进程控制描述与控制 [1] Windows“任务管理器”的进程管理 一、实验名称 Windows“任务管理器”的进程管理 二、实验目的 通过在Windows 任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作，熟悉操作系统进程管理的概念，学习观察操作系统运行的动态性能。 三、实验容与步骤 1. 使用任务管理器终止进程 2. 显示其他进程计数器 3. 更改正在运行的程序的优先级 启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。 在本次实验中，你使用的操作系统版本是： _______Windows_XP______________________ 当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有： 1) _______ ________ 2) ___________实验一___ 3) _________操作系统_____________ 4) ___________百度首页________ 5) ____________ftp://172.16.20.168_______ Windows“任务管理器”的窗口由____4__个选项卡组成，分别是： 1) _______应用程序______________ 2) _进程__________________ 3) ______ 性能___________________ 4) ________联网__________________ 当前“进程”选项卡显示的栏目分别是(可移动窗口下方的游标/箭头，或使窗口最大化进行观察) ：
1. 使用任务管理器终止进程 步骤1：单击“进程”选项卡，一共显示了__40___个进程。请试着区分一下，其中：系统(SYSTEM) 进程有____25__个，填入表3-1中。 表3-1 实验记录 Wmiprvse SYSTEM 00 5376k cidaemon SYSTEM 00 300k cidaemon SYSTEM 00 856k cidaemon SYSTEM 50 284k cisvc SYSTEM 00 924k csrss SYSTEM 00 7412k mqtgsvc SYSTEM00 4144k mqsvc SYSTEM 00 6632k snmp SYSTEM 00 4340k tcpservcs SYSTEM 00 3840k Smss SYSTEM 00 404k System SYSTEM 00 300k System Idle Process SYSTEM 99 28k
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）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=
一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 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G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， ω， 则无阻尼自然频率= n 7 其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定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奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++ arctan 180arctan T τωω--。 6、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s t ，它们反映了系统动态过程的。 1、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。 是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理 论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
信息学院 操作系统实验报告 姓名：杨博敏 学号：1305290206 专业：软件工程 班级：软件1302班 实验名称：进程控制与描述
实验一进程控制与描述 3.1 Windows“任务管理器”的进程管理 3.1.1 Windows XP的任务管理器 Windows XP的任务管理器提供了用户计算机上正在运行的程序和进程的相关信息，也显示了最常用的度量进程性能的单位。使用任务管理器，可以打开监视计算机性能的关键指示器，快速查看正在运行的程序的状态，或者终止已停止响应的程序。也可以使用多个参数评估正在运行的进程的活动，以及查看CPU 和内存使用情况的图形和数据。其中： 1) “应用程序”选项卡显示正在运行程序的状态，用户能够结束、切换或者启动程序。 2) “进程”选项卡显示正在运行的进程信息。例如，可以显示关于CPU 和内存使用情况、页面错误、句柄计数以及许多其他参数的信息。 3) “性能”选项卡显示计算机动态性能，包括CPU 和内存使用情况的图表，正在运行的句柄、线程和进程的总数，物理、核心和认可的内存总数(KB) 等。 3.1.2 练习与实验 在本节“练习与实验”中，通过在Windows任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作，熟悉操作系统进程管理的概念，学习观察操作系统运行的动态性能。 1. 工具/准备工作 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。 需要准备一台运行Windows XP Professional操作系统的计算机。
2. 实验内容与步骤 启动并进入Windows环境，单击Ctrl+Alt+Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。 在本次实验中，你使用的操作系统版本是： _____windowsXP_______________________________________________ 当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有： 1)Microsoft_Word Windows“任务管理器”的窗口由4个选项卡组成，分别是： 1)应用程序 2) 进程 3) 性能 4）用户 当前“进程”选项卡显示的栏目分别是(可移动窗口下方的游标/箭头，或使窗口最大化进行观察) ： 1) 映像名称 2) 用户名 3) CPU 4）内存使用 (1) 使用任务管理器终止进程 步骤1：单击“进程”选项卡，一共显示了__48个进程。请试着区分一下，其中： 系统(SYSTEM) 进程有___23___个，填入表3.1中。 表3.1 实验记录 注：在Windows 2000中，“用户名”需要自己判断。这一点，在Windows XP中有了改进。 服务(SERVICE) 进程有_5_个，填入表3.2中。
自 动 控 制 理 论 2011年7月23日星期六
课程名称: 自动控制理论 （A/B 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 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、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）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω 阻尼比=ξ 0.707 ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++ 。 6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++ 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?， 其相应的传递函数为 1 [1]p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 稳态性能 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( D ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；
1-10:CDAAA CBCDC; 11-20:BDAAA BCDBA; 21-30:AACCB CBCBA; 31-40:ACADC DAXXB; 41-50:ACCBC AADBB; 51-60:BADDB CCBBX; 61-70:DDBDA AACDB; 71-80:ADBCA DCCAD; 81-90:CAADC ABDCC; 91-100:BCDCA BCAAB; 101-112:CDBDA CCDCD CA 《自动控制原理》考试说明 （一）选择题 1单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( ) A ．微分环节 B ．惯性环节 C ．积分环节 D ．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s 2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为( ) A ．-40dB ／dec B ．-20dB ／dec C ．20dB ／dec D ．40dB ／dec 3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) s(s+2)(s+3) ，其根轨迹( ) A ．有分离点有会合点 B ．有分离点无会合点 C ．无分离点有会合点 D ．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss 为无穷大，则此系统为( ) A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．Ⅱ型系统 D ．Ⅲ型系统 5 信号流图中，信号传递的方向为( ) A ．支路的箭头方向 B ．支路逆箭头方向 C ．任意方向 D ．源点向陷点的方向 6 描述RLC 电路的线性常系数微分方程的阶次是( )
A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r (t )的定义是( ) A.r (t )=l(t ) B.r (t )=x 0 C.r (t )=x 0·1(t ) D.r (t )=x 0.δ(t ) 9 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)= () () B s A s ，则系统的特征方程为( ) A.G 0(s)=0 B.A(s)=0 C.B(s)=0 D.A(s)+B(s)=0 10 改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加( ) A.振荡环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 11当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为( ) A.N≥0 B.N≥1 C.N≥2 D.N≥3 12 设开环系统的传递函数为G(s)=1 (0.21)(0.81) s s s ++，则其频率特性极坐标图与实轴交 点的幅值|G (jω)|=( ) A.2.0 B.1.0 C.0.8 D.0.16 13设某开环系统的传递函数为G (s )=210 (0.251)(0.250.41) s s s +++,则其相频特性 θ(ω)=( ) A.1 1 2 4tg 0.25tg 10.25ω ωω----- B.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---+- C.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---++ D.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω----+ 14设某校正环节频率特性G c （j ω）=101 1 j j ωω++，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为 ( )
精心整理 自动控制原理复习题A 一、已知控制系统结构图如下图所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C (s )/R (s )。 二、已知系统特征方程为025103234=++++s s s s 试用劳思稳定判据确定系统的稳定性。 三、已知单位反馈系统的开环传递函数 试求输入分别为r (t )=2t 和r (t )=2+2t+t 2时系统的稳态误差。 四、设单位反馈控制系统开环传递函数如下， 试概略绘出相应的闭环根轨迹图(要求确定分离点坐标d )： 五、 1 2 一)()(s R s C =三∞,∞ 四 五 1 2(G 六c (0)=1c 七a π 38>自动控制原理复习题B 一、已知控制系统结构图如下图所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C (s )/R (s )。 二、已知单位反馈系统的开环传递函数)12.0)(1()15.0() (2++++=s s s s s K s G 试确定系统稳定时的K 值范围。 三、已知单位反馈系统的开环传递函数 试求输入分别为r (t )=2t 和r (t )=2+2t+t 2时，系统的稳态误差。 四、设单位反馈控制系统的开环传递函数 要求： (1)画出准确根轨迹(至少校验三点)； (2)确定系统的临界稳定开环增益K ｃ；
(3)确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K 。 五、 1、绘制下列函数的对数幅频渐近特性曲线： 2．已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示，试确定系统的开环传递函数。 六、已知线性离散系统的闭环脉冲传递函数为2 .01.0)(22-++=Φz z z z z ，试判断该系统是否稳定。 七、试用等倾线法证明)1( 022>=++ζωζωx x x n n &&& 相轨迹中有两条过原点直线，其斜率分别为微分方程的两个特征根。 《自动控制原理》复习题B 答案 一)()(s R s C 二解： 三0.2,∞ 四(1) (2)K c =150(3)K =9.62 五 1 2 六稳定 七 自动控制原理复习题C 一、已知G (s )和H (s )两方框相对应的微分方程分别是
一、填空题（每空1分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、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G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω， 阻尼比=ξ，0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++=， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、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，称为开环控制系统；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，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定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奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
课程名称: 自动控制理论 （A/B 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 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )
第三章进程描述和控制 正误判断： 1.处理器的主要功能是处理驻留在主存中的指令。 答案：T 2.进程的轨迹就是该进程的指令序列的列表。 答案：T 3.操作系统的主要任务是控制进程的执行。 答案：T 4.当一个进程派生另一个进程时，派生的进程是子进程，被派生的进程是父进程。 答案：F （派生的进程是父进程，被派生的是子进程） 5.轮循是一种线程优先级调度的方法。 答案：F （轮循是指依次给队列中的每个进程一定的执行时间，然后进程返回队列。 与优先级无关） 6.两状态进程模型和五状态进程模型的主要区别是后者将运行态分成两个新的状态： 就绪和阻塞。 答案：F （将非运行态分成就绪和阻塞） 7.解决主存空间有限的一种方法是交换，即将某个进程的部分或全部内容从主存转移 到辅存。 答案：T 8. 为了定义操作系统管理进程和资源所需要的控制结构（如列表），操作系统在初始 化的时候必须拥有对设备数据的控制权。 答案：T 9. 进程映像是指程序代码的二进制形式。 答案：F （进程映像是程序、数据、栈和属性的集合） 10．进程控制块中包含处理器寄存器的部分称为进程控制信息。 答案：F （称为处理器状态信息） 11. 没有特权的处理器执行模式通常称为内核模式。 答案：F （用户模式）
12. 主进程表中每个进程有一个入口，若进程派生了子进程，则表中会有多个入口指向父 进程。 答案：F （只有一个入口指向父进程） 13. 陷阱是与当前运行进程的一个错误或异常条件有关的一种系统中端。 答案：T 14. 采用无进程的内核方法来定义操作系统与用户程序的区别：操作系统代码作为一个在 特权模式下工作的独立实体被执行。 答案：T 15. Linux系统采用两种运行态来区别表示进程是在用户模式下运行还是在内核模 式下运行。 答案：T 选择题 1.一个处理器的行为可以通过对＿＿的观察来描述 A．单个进程的轨迹 B．多个进程的轨迹 C．各个进程轨迹的交替 D．以上均是 答案：C 2.一个单独进程的行为可以通过对＿＿的观察来描述 A．单个进程的轨迹 B．多个进程的轨迹 C．各个进程轨迹的交替 D．以上都是 答案：A 3.基本的两状态进程模型按照与处理器的关系定义了一个进程的两种状态：＿＿ A．运行态和退出态 B．运行态和非运行态 C．退出态和等待态