自动控制理论阶段性作业11

北交《自动控制理论》在线作业一-0004把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。

A:等M圆图
B:系统图
C:伯德图
D:结构图
答案：A
在采样过程中，（）用于解决各采样点之间的数据恢复问题。

A:采样器
B:保持器
C:传输器
D:接收器
答案：B
超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的（）明显上升，从而具有较大的稳定裕度。

A:相位
B:角度
C:幅值
D:增益
答案：A
单位脉冲函数的拉氏变换等于（）。

A:1
B:2
C:3
D:4
答案：A
二阶系统当共轭复数极点位于（）线上时，对应的阻尼比为0.707。

A:±45°
B:±30°
C:±60°
D:±90°
答案：A
常用的典型外作用有（）。

《自动控制理论I》第二章作业控制系统的数学描述学号：_______________姓名：_______________2008-10-102.0 在下图所示的电路中，输入量是电压v (t ) （a ）以电压u 2(t )为输出量，列写微分方程； （b ）以电压u 3(t )为输出量，列写微分方程；（c ）设12120.1M ,10, 2.5R R C F C F μμ==Ω==，将（a ）的结果写成数字形式。

(t)v2.1 简单伺服系统的如图所示，其数据如下：电位器比例系数为0.1V/rad ，放大器的电压放大倍数为100，电机电枢电路的电感为0.5H ，电阻为10Ω，电机转子连同转动部分的机电时间常数为0.4s ，电机的比例系数为0.2V s/rad ，减速器的减速比为20:1，负载力矩为M L ，要求： （1）列写关于()t ϕ的微分方程；（2）列写关于电机力矩M (t )的微分方程；（3）说明这个数学模型中忽略了哪些次要因素；（4）如果M L = 0，且假设在t = 0时刻有0,0ϕψ==，这个系统是否能够运动，为什么？DKM L2.2 如图所示的电路中，滑动变阻器的总电阻r 沿变阻器的长度l 均匀分布。

设变阻器滑臂距离变阻器中点的位移x 是随时间变化的。

要求：（1）以x 为自变量，写出关于电流i 的方程； （2）设r << R ，写出关于i (t )的近似线性方程。

2.3 结构图化简：U2.4结构图化简2.5 对右图所示系统：（a）写出P到Y的传递函数；（b）写出E到Y的传递函数；2.6 对上图所示系统：（a）写出V到Y的开环传递函数；（b）写出V到Y的闭环传递函数；。

北理工《自动控制理论1 》在线作业-0002试卷总分:100 得分:0一、单选题(共20 道试题,共60 分)1.主导极点的特点是（）。

A.距离虚轴很近B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离实轴很远正确答案:A2.系统的频率特性（）A.是频率的函数B.与输入幅值有关C.与输出有关D.与时间t有关正确答案:A3.单位反馈系统的开环传递函数G(s)=16/(s(s+4*sqrt(2)))，其幅值裕度h等于（）A.0B.4sqrt(2)dBC.16dBD.无穷正确答案:D4.系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（）指标密切相关。

A.允许的峰值时间B.允许的超调量C.允许的上升时间D.允许的稳态误差正确答案:D5.系统型次越高，稳态误差越（）。

A.越小B.越大C.不变D.无法确定正确答案:A6.用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。

A.相位B.频率C.稳定裕量D.时间常数正确答案:B7.系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点，则该系统称作（）。

A.非最小相位系统B.最小相位系统C.不稳定系统D.振荡系统正确答案:B8.适合应用传递函数的系统是（）。

A.单输入，单输出的线性定常系统B.单输入，单输出的线性时变系统C.单输入，单输出的定常系统D.非线性系统正确答案:A9.已知串联校正装置的传递函数为0.2(s+5)/(s+10)，则它是（）A.相位迟后校正B.迟后超前校正C.相位超前校正D.A、B、C都不是正确答案:C10.二阶系统的调整时间长，则说明（）。

A.系统响应快B.系统响应慢C.系统的稳定性差D.系统的精度差正确答案:B11.典型二阶系统的超调量越大，反映出系统（）A.频率特性的谐振峰值越小B.阻尼比越大C.闭环增益越大D.相角裕度越小正确答案:D12.开环频域性能指标中相角裕度对应时域性能指标( ) 。

A.超调B.稳态误差C.调整时间D.峰值时间正确答案:A13.最小相角系统闭环稳定的充要条件是（）A.奈奎斯特曲线不包围（-1，j0）点B.奈奎斯特曲线包围（-1，j0）点C.奈奎斯特曲线顺时针包围（-1，j0）点D.奈奎斯特曲线逆包围（-1，j0）点正确答案:A14.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（）。

此为第一部分如合适，请再下第二部分1-6解 控制系统的任务是使摄像机自动跟踪光点显示器指示的方向。

当摄像机方向角与光点显示器指示的方向一致时，12θθ=，自整角机输出0=e ，交流放大器输出电压0=u ，电动机静止，摄像机保持原来的协调方向。

当光点显示器转过一个角度，12θθ≠时，自整角机输出与失谐角21θθθ-=∆成比例的电压信号（其大小、极性反映了失谐角的幅值和方向），经电位器后变成e ，经放大器放大后驱动伺服电动机旋转，并通过减速器带动摄像机跟踪光点显示器的指向，使偏差减小，直到摄像机与光点显示器指向重新达到一致时为止。

测速发电机测量电动机转速，进行速度反馈，用以改善系统性能。

系统中，摄像机是被控对象，摄像机的方向角2θ是被控量，给定量是光点显示器指示的方向角1θ。

系统方框图如图解1-6所示。

参 考 答 案第一章1-1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。

1-3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所控制，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，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。

在正常情况下，炉温等于某个期望值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，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，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)，则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。

自动控制理论作业一1 / 20 单选题（5分）正确答案 BA开环控制B随动控制C复合控制D闭环控制2 / 20 单选题（5分）正确答案 AA稳定性B动态特性C稳态特性D瞬态特性3 / 20 单选题（5分）正确答案 DA系统的扰动量影响不大B系统的扰动量大且无法预计C闭环系统不稳定D系统的扰动量可以预计并能进行补偿4 / 20 单选题（5分）正确答案 BA与输入信号有关B只取决于系统结构和元件的参数C闭环系统不稳定D系统的扰动量可以预计并能进行补偿5 / 20 单选题（5分）正确答案 CA经典理论B控制理论C经典控制理论D现代控制理论6 / 20 单选题（5分）正确答案 CAζ=1Bζ=0C0<ζ<1D0≤ζ≤17 / 20 单选题（5分）正确答案 B振荡。

Aζ=1Bζ=0C0<ζ<1D0≤ζ≤18 / 20 单选题（5分）正确答案 D极点位于位于( )。

A虚轴正半轴B实正半轴C虚轴负半轴D实轴负半轴9 / 20 单选题（5分）正确答案 B有根都具有( )。

A实部为正B实部为负C虚部为正D虚部为负10 / 20 单选题（5分）正确答案 BA越大系统的动态特性越好B越大系统的稳态特性越好C越大系统的阻尼越小D越小系统的稳态特性越好11 / 20 单选题（5分）正确答案 D根轨迹是指开环系统某个参数由0变化到∞,( )在s平面上移动的轨迹。

A开环零点B开环极点C闭环零点D闭环极点12 / 20 单选题（5分）正确答案 A,则共轭出现。

所以根轨迹( )。

A对称于实轴B对称于虚轴C位于左半[s]平面D位于右半[s]平面13 / 20 单选题（5分）正确答案 C系统的开环传递函数,则全根轨迹的分支数是( )。

A1B2C3D414 / 20 单选题（5分）正确答案 A已知控制系统的闭环传递函数是,则其根轨迹起始于( )。

AG(s)H(s)的极点BG(s)H(s)的零点C1+G(s)H(s)的极点D1+G(s)H(s)的零点15 / 20 单选题（5分）正确答案 B系统的闭环传递函数是,根轨迹终止于( )。

第一次作业2—1 设机械系统如图2—1 所示，其中x i 为输入位移，x0 为输出位移。

试分别列写各系统的微分方程式及传递函数。

图2—1 机械系统解①图2—57(a)：由牛顿第二运动定律，在不计重力时，可得21 ? f 1 ( x &i ? x &0 ) ? f2 x &0 ? m &x&0 整理得m d x 0 ? ( f ? f ) dx 0 ? f dx i dt 2 1 2 dt 1 dt将上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即初始条件全部为零，可得?ms 2? ( f ? f 2 )s ?X 0 (s ) ? f 1 sX i(s )于是传递函数为X 0 (s ) ? X i (s ) f 1 ms ? f 1 ? f 2②图 2—57(b)：其上半部弹簧与阻尼器之间，取辅助点 A ，并设 A 点位移为 x ，方向朝下；而在其下半部工。

引出点处取为辅助点 B 。

则由弹簧力与阻尼力平衡的原则，从 A 和 B 两点可以分别列出如下原始方程：K 1 ( x i ? x ) ?f ( x& ? x &0 )K 2 x 0 ? f ( x& ? x &0 )消去中间变量 x ，可得系统微分方程f (K ? K ) dx 0 ? K K x ? K f dx i 1 2 dt 1 2 0 1 dt对上式取拉氏变换，并计及初始条件为零，得系统传递函数为X 0 (s ) ? X i (s ) fK 1 s f (K 1 ? K 2 )s ? K 1 K 2③图 2—57(c)：以 x 0 的引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程：K 1 ( x i ? x ) ? f ( x&i ? x &0 ) ? K 2 x 0 移项整理得系统微分方程f dx 0 ? (K dt 1 ? K 2 ) x 0 ? f dx i dt ? K 1 x i 对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即x i (0) ? x 0 (0) ? 0则系统传递函数为X 0 (s ) ? X i (s ) fs ? K 1 fs ? (K 1 ? K 2 )2—2 试分别列写图中个无源网络的微分方程式。

北交《自动控制理论》在线作业一-0005
积分环节和惯性环节的频率特性在（）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
答案：A
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
答案：C
二阶系统当共轭复数极点位于（）线上时，对应的阻尼比为0.707。

A:±45°
B:±30°
C:±60°
D:±90°
答案：A
以下哪种措施不能提高系统的稳定性。

（）
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
答案：A
把系统的开环频率特性画在（）上可以求得闭环频率特性。

A:等M圆图
B:系统图
C:伯德图
D:结构图
答案：A
降低稳态误差所采取的措施有。

（）
A:增大开环增益
B:增加前向通道中积分环节数
C:采用复合控制
D:采用综合控制
答案：A,B,C
结构图的基本组成形式有。

（）
A:串联连接
B:并联连接
C:反馈连接
D:混联连接
答案：A,B,C
以下环节哪些（）为控制系统的典型环境。

A:比例环节
B:积分环节
C:微分环节。

北交《自动控制理论》在线作业一-0001
频率特性是线性系统(或部件)在（）输入下的稳态响应。

A:线性
B:正弦
C:余弦
D:正切
答案：B
积分环节和惯性环节的频率特性在（）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
答案：A
二阶系统当共轭复数极点位于（）线上时，对应的阻尼比为0.707。

A:±45°
B:±30°
C:±60°
D:±90°
答案：A
在采样过程中，（）用于解决各采样点之间的数据恢复问题。

A:采样器
B:保持器
C:传输器
D:接收器
答案：B
闭环控制系统又称为（）。

A:反馈系统
B:前馈系统
C:串联系统
D:并联系统
答案：A
消除系统结构不稳定的措施有（）。

A:改变积分性质
B:引入比例-微分控制。