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红色为重点（2016年考题）第一章1-2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。
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，电动机反转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。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5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、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
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Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 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Uf。
Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。
自动控制原理作业1、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。
系统方框图如下图所示。
2、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。
︒→T C ︒→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。
系统方框图为：3、解 在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速ω是被控量,给定量是设定的蒸汽机希望转速。
离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠杆传调节供汽阀门，控制蒸汽机的转速，从而构成闭环控制系统。
自控作业答案
红色为重点（2016年考题）
第一章
1-2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。
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，电动机反转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。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？
解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1。
自动控制原理作业题第一早基本概念一、简答题1简述自动控制的基本概念2简述自动控制系统的基本组成3简述控制系统的基本控制过程4简述自动控制系统的基本分类5试比较开环控制和闭环控制的特点6简述自动控制系统的性能评价指标二、分析计算题1液位自动控制系统如图所示。
试分析该系统工作原理，画出系统原理框图，指出被控对象、被控参量和控制量2发动机电压调节系统如图所示，试分析其工作原理，画出系统原理框图，指出其特点。
3液面控制系统如图所示。
试分析该系统的工作原理，指出系统中的干扰量、被控制量及被控制对象，并画出系统的方框图。
4控制系统如图所示。
简述该系统的工作原理，说明该系统的给定值、被控制量和干扰量,并画出该系统的方块图。
图1-7发电机-电动机调速系统第二章线性控制系统的数学模型、简答题1简述建立控制系统数学模型的方法及其数学表示形式 2简述建立微分方程的步骤3简述传递函数的基本概念及其特点 4给出组成控制系统典型基本环节、分析计算题1有源电网络如图所示，输入量为U i （t ）,输出量为U 2（t ）,试确定该电网络的传递函数R3直流发电机 r-a ——I「二T--大4放>RI 25火炮随动控制系统如图所示。
简述该屣就维像墉璃速臻鳞出该系统的原理框图。
被控量负载Wm伺服电机减速器负载Wm给定值Or臼整中机南向蝇方2电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为e（t）,输出量为o（t）,试确定其微分方程。
氏。
图中，电动机电枢输入电压；电动机输出转角；电枢绕组的电阻；电枢绕组的电感；流过电枢绕组的电流；电动机感应电势；电动机转矩；电动机及负载这和到电动机轴上的转动惯量;电动机及负载这和到电动机轴上的粘性摩擦系数。
3某RC电路网络原理图如图所示，电压U(t)为输入量，u0(t)为输出量，试画出其方块图,并求其传递函数。
球)，R i u3(t)R2i2⑴\3>3(t)U i(t)丰，u o(t)C i C24某控制系统方块图如图所示，被控制量为C(s),控制量为R(s),试用梅森公式确定该系统的传递函数5某控制系统的信号流图如图所示，被控制量为C(s),控制量为R(s),试用梅森公式确定其传递函数第三章线性控制系统的时域分析一、简答题1控制系统的典型输入信号有哪几个 2评价控制系统的动态性能指标由哪些3简述控制系统稳定的基本概念及系统稳定的充要条件 4简述控制系统稳态误差的基本概念5简述一阶控制系统的基本概念及其主要特点 6简述控制系统中闭环主导极点的符合条件、分析计算题时，参数K 和T 的取值范围2已知控制系统方块图如图所示。
《自动控制原理》习题解答第一章习题及答案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。
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 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 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。
《自动控制原理》习题习题11有一水位控制装置如图所示。
试分析它的控制原理，指出它是开环控制系统闭环控制系统？说出它的被控量，输入量及扰动量是什么？绘制出其系统图。
2 某生产机械的恒速控制系统原理如图所示。
系统中除速度反馈外，还设置了电流正反馈以补偿负载变化的影响。
试标出各点信号的正负号并画出框图。
3图示为温度控制系统的原理图。
指出系统的输入量和被控量，并画出系统框图。
4.自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。
画出方块图说明此反馈系统。
5.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。
目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？6.开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？7.反馈控制系统的动态特性有哪几种类型？生产过程希望的动态过程特性是什么？习题21 试分别写出图示各无源网络的传递函数。
习题1图2 求图示各机械运动系统的传递函数。
(1)求图a的＝？(2)求图b的＝？(3) 求图c的＝？习题2图3 试分别写出图中各有源网络的传递函数U2(s)/ U1(s)。
习题3图4交流伺服电动机的原理线路和转矩－转速特性曲线如图所示。
图中，u为控制电压．T 为电动机的输出转矩。
N为电动机的转矩。
由图可T与n、u呈非线性。
设在某平衡状态附近用增量化表示的转矩与转速、控制电压关系方程为k n、k c为与平衡状态有关的值，可由转矩－转速特性曲线求得。
设折合到电动机的总转动惯量为J，粘滞摩擦系数为f，略去其他负载力矩，试写出交流伺服电动机的方程式并求输入为u c，输出为转角θ和转速为n时交流伺服电动机的传递函数。
习题4图5图示一个转速控制系统，输入量是电压V，输出量是负载的转速 ，画出系统的结构图，并写出其输入输出间的数学表达式。
习题5图6 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统框图，求出闭环传递函数。
7 系统的微分方程组如下：其中K0，K1，K2，T均为正常数。
自动控制原理大作业1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
闭环控制：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，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。
）4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值来表征的第二章1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质？认真理解。
（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比4.七个典型环节的传递函数（必须掌握）。
了解其特点。
（简答）。
题1-6 图p1-1所示为一直流发电机电压自动控制系统。
图中，1为发电机；2为减速器，3为执行机构，4为比例放大器，5为可调电位器。
（1）该系统由哪些环节组成？各起什么作用？（2）绘制出系统的框图，说明当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定？1 2-13（a）试求下图中电路的传递函数2 2-14（a）试求下图中有源网络的传递函数w（s）=Uc（s）/Ur(s)12-24：已知一个系统由如下方程组组成，试绘制系统的方框图，并求出闭环传递函数2 2-28 求图中系统的闭环传递函数答案：设第一和第二运算放大器的的输出端电压分别为U1和U2，根据运算放大器的“虚地”概念可以列出如下方程组消除中间变量U1和U2，整理的闭环传递函数为13-10（10.0分）正确答案：答案解析：闭环传递函数对2分，特征方程1分，劳斯表列对5分，结论2分23-11（10.0分）正确答案：答案解析：阻尼比和频率占5分，剩余部分5分33-19：有闭环系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面的分布。
（10.0分）正确答案：答案解析：表头列对5分，计算和结论5分43-19：有闭环系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面的分布。
（10.0分）正确答案：答案解析：表头列对5分，计算和结论5分53-19：有闭环系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面的分布。
（10.0分）正确答案：解：根据系数中出现了负值，不用列劳斯表就可以判断系统是不稳定的，但是要知道根的分布情况还是要用劳斯表的。
答案解析：表头5分，计算和结论5分63-19：有闭环系统的特征方程如下，试用劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面的分布。
（10.0分）正确答案：答案解析：表头5分，计算和结论5分73-21：已知系统的结构图如图所示，试用劳斯判据确定使系统稳定的K f的取值范围（10.0分）正确答案：答案解析：得出方程3分，表头3分，计算和结论各占2分83-23：设单位反馈系统的开环传递函数是（10.0分）正确答案：答案解析：写出特征方程2分，代入Z平面得到方程2分，劳斯表列写和计算4分，结论2分93-24: 设有一单位反馈系统，如果其开环传递函数为：（10.0分）正确答案：答案解析：变成标准形式2分，每问计算各占4分103-24: 设有一单位反馈系统，如果其开环传递函数为：（10.0分）正确答案：答案解析：变成标准形式2分，每问计算各占4分113-26：（10.0分）正确答案：答案解析：每一问各占5分。
自动控制原理作业答案1-7(考试重点)红色为重点（2016年考题）第一章1-2 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。
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，电动机反转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。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5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、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
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Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc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Uf。
Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。
在线作业一、单选题1. 一个系统中如果有(D)，对系统的稳定性不利。
A. 惯性环节B. 积分环节C. 振荡环节D. 延滞环节2. 对(D)来说，其职能是产生控制量，直接推动被控对象的被控量发生变化。
A. 测量装置B. 比较装置C. 计算装置D. 执行装置3. 如果系统输入大部分是随时间逐渐增加的信号时，则通常选用(B)作为实验信号。
A. 阶跃函数B. 斜坡函数C. 抛物线函数D. 脉冲函数4. 在实际情况中，微分环节由理想微分环节和(B)组成。
A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 振荡环节5. 当阻尼比等于1时，系统处于(D)情况。
A. 无阻尼B. 过阻尼C. 负阻尼D. 临界阻尼6. 对系统的瞬态响应进行分析，可以考查系统的(C)。
A. 稳定性B. 动态性能C. 稳定性和动态性能D. 稳定性和稳态误差7. 下列参数里， (B)反映的是系统响应的快速性。
A. 峰值时间B. 调节时间C. 延滞时间D. 上升时间8. 对于线性系统的动态性能指标来说，输出响应(B)。
A. 不变B. 越快越好C. 越慢越好D. 不能确定9. 两个或两个以上的方框具有同一个输入，而以各方框输出的代数和作为总输出，这种结构称为(B)。
A. 串联连接B. 并联连接C. 前馈连接D. 反馈连接10. PI调节器又被称为(A)。
A. 比例-积分调节器B. 比例-微分调节器C. 积分调节器D. 微分调节器1. 实轴上属于根轨迹的部分，其右边开环零点与极点的个数之和为(A)。
A. 奇数B. 偶数C. 零D. 正数2. 根轨迹的分支数等于对应特征方程的阶次，即(C)。
A. 开环零点数mB. 开环极点数nC. 开环零点数m和开环极点数n中的较大者D. 开环零点数m和开环极点数n中的较小者3. 比例环节的相频特性是(A)。
A. 0°B. 60°C. 90°D. 180°4. 幅值比随(B)变化的特性被称为幅频特性。
