西北工业大学鱼雷自动控制系统期末考试试题A
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西北工业大学本科自动控制原理期末试题参考答案
D( z ) = ( z − 1)( z − e −T ) + KTz = z 2 − (1 + e −T − KT ) z + e −T =0
D(1) = KT > 0 −T D (−1) = 2(1 + e ) − KT > 0 e −T < 1
K >0 2(1 + e −T ) < K T
综合之： 0 < K < （3） （5 分）
2(1 + e −T ) T =1 = 2.736 T
z →1
K v = lim( z − 1)G ( z ) = lim
z →1KT KTz =源自−T 1 − e −T z −eT =1, K =1
e(∞ )
r ( t )=t
=
AT AT (1 − e −T ) = Kv KT
ω = 3 K * = 54
4 <K <6 9
4 < K
*
< 54
σ
0 0
即：
↑
4 （3） （3 分）依根轨迹， < K < 6 时， K ↑ ⇒ t s ↑ 9 e ↓
ss
四． （共 15 分） 解 （1） （5 分） （2） （5 分）
−Ts KTz 1 K 1 − e Z G( z) = Z ⋅ = s ( z − 1)( z − e −T ) s + 1 s
（3） （3 分）依图
ω c = 10
γ = 180° + arctan
10 10 10 − 90° − arctan − 2 × arctan = 63.6° 100 3 0 .3
西北工业大学考试试题(A卷)-----答案 (20140624)
（3） 故共模输入电压应满足：。
八、(本题10分)电路如图所示，设运放为理想运放，三极管的 。 （1） 求出三极管的C、B、E各极的电位值； （2） 若电压表的读数为200mV，试求三极管的电流放大系数
的值。
【解】（1）利用虚短、虚断的概念得：
(2)三极管的β值：
故电流放大系数为
九、(5分)电路如图4所示，试合理连线，引入合适组态的反馈满足要求：减小放大电路从信 号源索取的电流，并增强带负载能力。
等于各级电压放大倍数之积； B)
等于输入级的输入电阻； C)
等于输出级的输出电阻； D)
等于各级电压放大倍数之和。 (6)用恒流源电路代替差动放大电路中的射极电阻
，可以提高电路的( D ) A)|
|； B)|
|； C)
； D) 。 (7)下图所示电路中，晶体管能够取得合适的静态工作点的电路为（ B
）。
又有 故
六、(本题8分) 图6所示电路中，三端稳压器LM78L15的1、3端电压 U13≥4V才能正常工作，最大输出电流为0.1A；输入电压UI=35V，A 为理想运放。试回答：1．若R1=R2=1kΩ，则UO为多少？2．若R2为 负载电阻，求其电流的表达式？R1的最小值为多少？若R1=300Ω， 则R2的最大值为多少？
1．UO=30V；（2分） 2．；（2分） ；（2分） R1=300Ω时，，（2分） 七、（本题15分）（作业4-6 ） 电路见图P4-6(a)。已知和管的，，, kΩ，，， 。 （1） 若，求； （2） 若，试画出波形图； （3） 若，试求允许的最大变化范围；
解： （1）
（2） 其波形如图P4-6(b)所示。
；C）2β； D）1+β （11）功率放大电路的最大输出功率是 （ A ）。
八、(本题10分)电路如图所示，设运放为理想运放，三极管的 。 （1） 求出三极管的C、B、E各极的电位值； （2） 若电压表的读数为200mV，试求三极管的电流放大系数
的值。
【解】（1）利用虚短、虚断的概念得：
(2)三极管的β值：
故电流放大系数为
九、(5分)电路如图4所示，试合理连线，引入合适组态的反馈满足要求：减小放大电路从信 号源索取的电流，并增强带负载能力。
等于各级电压放大倍数之积； B)
等于输入级的输入电阻； C)
等于输出级的输出电阻； D)
等于各级电压放大倍数之和。 (6)用恒流源电路代替差动放大电路中的射极电阻
，可以提高电路的( D ) A)|
|； B)|
|； C)
； D) 。 (7)下图所示电路中，晶体管能够取得合适的静态工作点的电路为（ B
）。
又有 故
六、(本题8分) 图6所示电路中，三端稳压器LM78L15的1、3端电压 U13≥4V才能正常工作，最大输出电流为0.1A；输入电压UI=35V，A 为理想运放。试回答：1．若R1=R2=1kΩ，则UO为多少？2．若R2为 负载电阻，求其电流的表达式？R1的最小值为多少？若R1=300Ω， 则R2的最大值为多少？
1．UO=30V；（2分） 2．；（2分） ；（2分） R1=300Ω时，，（2分） 七、（本题15分）（作业4-6 ） 电路见图P4-6(a)。已知和管的，，, kΩ，，， 。 （1） 若，求； （2） 若，试画出波形图； （3） 若，试求允许的最大变化范围；
解： （1）
（2） 其波形如图P4-6(b)所示。
；C）2β； D）1+β （11）功率放大电路的最大输出功率是 （ A ）。
西北工业大学自动控制期末试卷
考试试卷第 1 页 共 3页（勤奋、求是、创新、奉献）2006～ 2007 学年第 1 学期考查试卷主考教师： 刘 瑾学院 _________________ 班级 __________ 姓名 __________ 学号 ___________《自动控制理论B 》课程试卷A（本卷考试时间 90 分钟）题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总得分 题分 15 10 10 10 15 20 20得分一、求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i （15分） (1) (2)(7分)Uo(s)U i (s)(8分)(1))1()()(3132320+++-=CS R R R R CS RR s U s U i (2)在线性电路的计算中，引入了复阻抗的概念，则电压、电流、复阻抗之间的关系，满足广义的欧姆定律。
即：)()()(s Z s I s U = 如果二端元件是电阻R 、电容C 或电感L ，则复阻抗Z (s )分别是R 、1/C s 或L s 。
用复阻抗写电路方程式：sC S I S V R S U S U S I sC S I S I S U R S U S U S I c c c c C r 222221212111111)()(1)]()([)(1)]()([)(1)]()([)(⋅=-=⋅-=⋅-=二、某系统在输入信号r(t )=(1+t )1(t )作用下，测得输出响应为：t e t t c 109.0)9.0()(--+= （t ≥0）已知初始条件为零，试求系统的传递函数)(s φ。
(10分) 解 因为22111)(ss s s s R +=+=)10()1(10109.09.01)]([)(22++=+-+==s s s s s s t c L s C 故系统传递函数为11.01)()()(+==s s R s C s φ三、设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示。
西北工业大学09-10第二学期计算机控制系统试题
考生班级
学
号
姓
名
一、填空题（25 分，每空 1 分） 1、 计算机控制系统的主要组成部件包括 6 个部分， 分别为： 、 、 、 。 ； （2） 。 、 五种方法。 、 、
2、零阶保持器具有如下两种特性： （1）
3、计算机控制系统连续域－离散化设计方法中的离散化方法有 、 、 、
4、某系统的 Z 传递函数为 G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.5)(z-0.2) ，可知该系统的稳定性 。 是 5、计算机控制系统的信号转换中，用理想采样信号代替有限脉冲宽度采样信号的条 件是（1） ； （2） 。 6、计算机控制系统采样信号的幅值量化有两种方法,分别为 和 。 7、数字 PID 控制中，积分项的主要作用是 ；微分项的主要 作用是 。 8、计算机控制系统过程通道的模拟输入通道中，AD 转换器的转换时间是指： 。 9、过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，计算机 控制系统中常见的过程通道包括 、 、 、 。
五、 （15 分）求下图所示系统的闭环脉冲传递函数或 Y(z)。
R(s) _ G1 (s) Y(s)
H1 (s)
H2 (s)
（a）
R(s) G1(s) G2(s) Y(s)
H(s)
（b） 六、(15 分) 已知某单位负反馈连续控制系统控制器的传递函数为：
D(s) = ( s + 1) U ( s) ， T=0.5 秒。要求： = ( s + 0.2) E ( s )
共2页 第1页
西北工业大学命题专用纸
二、简答题（15 分，每小题 5 分） 1、简述计算机控制系统信号采样中前置滤波器的概念以及其作用。 2、简述采样定理的主要内容，并分析如果不满足采样定理时可能出现的现象。 3、简述模拟控制器离散化方法中脉冲响应不变法的变换准则及其特点。 三、 分）试用留数法求下列拉氏变换的 z 变换 （5 1 F(s) = (s+1)(s+3) 四、 分）已知采样系统结构如下图所示，采样周期 T=1s ，试画出 A、B、C 各点 （5 的精确波形图，设 r(t)=1(t) 。
控制工程基础试卷及答案
控制工程基础考试卷及答案西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名：学号：一．填空题（共24分，每空1.5分）1.实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。
P22.若一个元件的输入和输出的关系曲线为直线，则称元件为线性元件。
P63.系统的数学模型都是线性常系数微分方程，它的一个重要性质是具有齐次性和叠加性。
P134.在控制工程中，一般需要确定信号流图中输出和输入间的关系，即系统的闭环传递函数。
P27 5.动态响应是指系统在某一信号的作用下，其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。
P356.乃奎斯特图又称为极坐标图或幅相频率特性图。
P557.最小相位系统是指系统的传递函数在复平面无右极点和右零点的系统。
P708.系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。
P1019.系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。
P10510.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。
P117 二．判断题（共20分，每空2分）1.实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是相同的。
P3（√）2.结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。
P22（√）3.稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。
P35（×）4.开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应的开环系统积分个数越多，放大系数越大。
P74（√）5.对于稳定的系统，()()ωωjHjG曲线离（-1,j0）点越近，闭环系统稳定程度越高。
P97（×）6.对于一个稳定系统，稳态响应中的暂态分量随着时间的推移逐渐减小并趋近于零。
P106（√）7.自动控制系统在给定输入信号的作用下，系统的稳态误差与系统的结构、参数和给定信号的形成有关。
P107（√）8.为满足稳态精度要求，要保持系统有一定的开环增益，超前网络的衰减损失就必须用减小放大器的增益来补偿。
西北工业大学本科自动控制原理期末试题(一)
5
G
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% B % N(S)+M(S) = 0 i9sAUVW78 % D% SAUVW78D0123s G(S) DVW0123s H(S) DBCH 4% g6bc E(S)iBEHg6bc E ( S ) 7@
*
B % E (S ) = H (S ) ⋅ E (S ) % E (S ) = H (S ) ⋅ E (S ) C % E (S ) = G(S ) ⋅ H (S ) ⋅ E (S ) D % E (S ) = G(S ) ⋅ H (S ) ⋅ E (S ) d@1. efghijklmfUpDnfo)pq%rstuvkEwT fxyz{fxy|}(hn~QT 2. e 4 A
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西北工业大学自动控制原理考试试题汇总
装订线注：2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。
共4页 第1页学号：姓名：自动控制原理试题A (56学时)答案及评分标准一、答案：A C B B A D C D C B评分标准：每小题2分二、1、答案：()12314()12314123141C S R S G G G G G G G G G G H G G H G +++--＝评分标准：15分（按步骤给分）2、答案：%16.3 1.4s σ=s ＝％ t 评分标准：10分，每一问5分3、答案：（1）*13K ω=-==12a d ＝ d 3K （2） 13<<15评分标准：15分 第一问10分，第二问5分4、答案：（1） （2） K=80K <<评分标准： 15分 第一问8分，第二问7分 5、答案：（1） ()(1)(11020K G s s ss ++＝)033.4γ=- K=100(2) 3.1251()1001c s G s s ++＝(3) 0100(3.1251)()(1)(1)(10011020'57.7c s GG s s s s s γ+⎧⎪⎪+++⎨⎪=⎪⎩＝) 评分标准：25分 第一问10分，第二问5分，第三问10分装订线注：2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。
共4页 第1页学号：姓名：自动控制原理试题B (56学时)答案及评分标准一、 答案：C D B A B C A D C B评分标准：每小题2分二、1、答案：%16.3 1.4s σ=s ＝％ t评分标准：10分，每一问5分2、答案：（1）*13K ω=-==12a d ＝ d 3K （2） 13<<评分标准：15分 第一问10分，第二问5分 3、答案：()12314()12314123141C S R S G G G G G G G G G G H G G H G +++--＝评分标准：15分（按步骤给分） 4、答案： （1） ()(1)(11020K G s s s s )++＝ K=10033.4γ=-(2) 3.12511001c S G S ++＝(3) 0100(3.1251)()(1)(1)(1001)1020'57.7c s GG s s s s s γ+⎧⎪⎪+++⎨⎪=⎪⎩＝评分标准：25分 第一问10分，第二问5分，第三问10分5、 答案：（1） （2） K=80K <<15评分标准： 15分 第一问8分，第二问7分诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。
西北工业大学《自动控制原理》习题解答
《自动控制原理》习题解答西北工业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。
第二章 鱼雷航行力学西北工业大学鱼雷自动控制系统
k43 k53
r
k42
k52
y1
（2） 给定舵角 r
k41 k51
k42 k52
y1
k43 k53
r
ze cos sin
cos sin cos cos cos sin (sin cos cos sin sin sin ) sin
(sin cos sin sin sin cos ) cos
cos sin cos cos sin sin sin cos cos cos sin sin
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a32
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a33 z1
(t
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a34
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b3
e
(t
)
(t) a43 z1 (t)
ye (t) a52 (t) a54 (t)
xe (t) a61(t)
§2-8 鱼雷侧向运动
侧向运动的原始方程
m cos Zt T (cos cos cos sin sin )
§2-6 鱼雷的运动方程
运动学方程
1. 重心相对地面坐标系平动的运动方程
xe v v cos cos
ye
Ct0
0
v sin
ze 0 v cos sin
2. 雷体坐标系相对平移坐标系转动的运动方程
x sin
y
cos
cos
z cos sin
0
s in cos
无横滚的侧向水平运动方程
m0 ( Az02 T ) Az02r Az02y1 330 35 y1
J y1
y1
A 2 my 0
Az xr02r
西工大期末考试题及答案
西工大期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 西北工业大学的校训是（）。
A. 公诚勇毅B. 厚德博学C. 求实创新D. 明德格物答案：A2. 西北工业大学位于哪个城市？（）A. 北京B. 上海C. 西安D. 成都答案：C3. 下列哪个不是西北工业大学的国家级重点实验室？（）A. 航空宇航科学与技术实验室B. 材料科学实验室C. 计算机科学与技术实验室D. 环境科学实验室答案：D4. 西北工业大学的建校年份是（）。
A. 1938年B. 1949年C. 1952年D. 1958年答案：A5. 西北工业大学的校徽颜色是（）。
A. 蓝色B. 绿色C. 红色D. 灰色答案：A6. 西北工业大学的校庆日是每年的（）。
A. 4月8日B. 5月20日C. 6月7日D. 9月10日答案：B7. 西北工业大学的校长是（）。
A. 汪劲松B. 张炜C. 王树国D. 张迈曾答案：C8. 西北工业大学的校歌是（）。
A. 《西北工业大学校歌》B. 《公诚勇毅》C. 《飞翔》D. 《青春》答案：A9. 西北工业大学的校风是（）。
A. 勤奋严谨，求实创新B. 厚德博学，求是创新C. 团结勤奋，求实创新D. 求实创新，团结协作答案：A10. 西北工业大学的校训“公诚勇毅”中，“公”指的是（）。
A. 公平B. 公正C. 公开D. 公心答案：D二、多项选择题（每题3分，共30分）11. 西北工业大学的学科门类包括（）。
A. 工学B. 理学C. 管理学D. 文学答案：ABC12. 西北工业大学的国家级特色专业包括（）。
A. 材料科学与工程B. 机械工程C. 计算机科学与技术D. 航空航天工程答案：ABCD13. 西北工业大学的国家级教学团队包括（）。
A. 航空宇航科学与技术教学团队B. 材料科学与工程教学团队C. 机械工程教学团队D. 计算机科学与技术教学团队答案：ABCD14. 西北工业大学的国家级精品课程包括（）。
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西北工业大学鱼雷自动控制系统期末考试试题A（一）
诚信保证
本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。
本人签字：
编号：
西北工业大学考试试题（卷）
200X－200X学年第X学期
开课学院航海学院课程鱼雷自动控制系统学时 32
考试日期考试时间2小时考试形式（）（）卷题号一二三四五六七总分得分
考生班级学号姓名
一、填空题（每空1分，共39分）
1．鱼雷的控制装置主要由、、、四个部分组成。
2．地面坐标系与雷体坐标系之间的位置可用、、三个角度来确定。
雷体坐标系和速度坐标系之间的位置可用、来确定。
地面坐标系和速度坐标系之间的位置可用、、三个角度来确定。
3．鱼雷所受的俯仰力矩与流体动力参数、、有关。
4．鱼雷空间一般运动方程组由、、三部分组成。
鱼雷空间一般运动方程组简化的常用方法是和。
注：1. 命题纸上一般不留答题位置，试题请用小四、宋体打印且不出框。
2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。
共3页第1页。