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，就是要求系统具有稳定性、准确性和快速性。
稳定性是对系统最基本的要求，不稳定的系统是无法正常工作的，不能实现预定控制任务。系统的稳定性，取决于系统的结构和参数，与外界因素无关。所谓稳定性是指：当受到外作用后（系统给定值发生变化或受到干扰因素影响），系统重新恢复平衡的能力以及输出响应动态过程振荡的振幅和频率。简单来讲，若一个系统稳定，则当其在外部作用下偏离原来的平衡状态，一旦外部作用消失，经过一定时间，该系统仍能回到原来的平衡状态。反之，系统不稳定。
准确性是衡量系统控制精度的指标，用稳态误差来表示。当系统达到稳态后，稳态误差可由给定值与被控量稳态值之间的偏差来表示，误差越小，表示系统的输出跟随给定输入信号的精度越高。
快速性反应系统输出响应动态过程时间的长短，表明系统输出信号跟踪输入信号的快慢程度。系统响应越快，说明系统的输出复现输入信号的能力越强，表明性快速性越好。
在同一个系统中，上述三方面的性能要求通常是相互制约的。
1-4 直流发电机电压控制系统如图所示，图1-17（a）为开环控制，图1-17（b）为闭环控制。发电机电动势与原动机转速成正比，同时与励磁电流成正比。当负载变化时，由于发电机电枢内阻上电压降的变化，会引起输出电压的波动。
（1）试说明开环控制的工作原理，并分析原动机转速的波动和负载的变化对发电机输出电压的影响。
（2）试分析闭环控制的控制过程，并与开环控制进行比较，说明负载的作用。
（a）（b）
图1-17 直流发电机电压控制系统
解：（1）这是一个通过调节原动机励磁，控制输出电压的直流发电机系统。
控制作用的实现是输入信号电压控制原动机励磁的电压输出，再有原动机励磁的输出电压控制直流发电机的输出电压，进一步带动负载工作。
由于发电机电动势与原动机转速成正比，同时与励磁电流成正比，所以当原动机转速降低时，发电机输出电压同时降低。当负载增加时，输出电压同样降低。
（2）该闭环控制系统反馈信号从输出电压得到直接送入电源输入端，形成负反馈控制。当发电机输出电压减小时，原动机励磁增加，进而使发电机输出电压回升。
1-5 图1-18所示为水位控制系统，分析系统工作原理，指出系统被控对象、被控量、控制器、检测反馈元件、执行元件、给定输入量、干扰量、输出量，并画出系统原理方框图。
图1-18 水位控制系统
象：水池；被控量：水位；控制器：放大器；
行元件：电动机，减速器，阀门；给定输入量：出流量与输入流量的变化；输出量：实际水位。
图1-19 仓库大门控制系统
定电位器和测量电位器输出相等时，放大器无设门的原始平衡位置在关状态，门要打开时
门——被控对象。
系统的输入量为“开”、“关”信号；输出量为门的位置。当大门不能全开或全关时，应该调整电位器组。
图2-61 题2－4控制系统结构图
传递函数
，对原系统结构图等效可得)
()
(11s R s C 1()
G s 1()
C s
图2-63 题2－6某控制系统结构图
解：系统总输出由求得，需要分别求出()C s )()(s C s C d r +(C r )
欲求系统闭环传递函数，令，对原系统结构图)
(s C r 0)(=s D
图2-64 题2－7某控制系统结构图
（c）
图2-65 题2－8系统的信号流图解：
图2-66 题2－9某系统的信号流图
解：（1）系统有三条回路，回路增益分别为
、、)
1(5.02+-
=s s K )1(12+-=s s L )1(5
.23
+-=s L
（a）（b）
（c）（d）
（e）
（f）
（g）
图2-67 题2－10 控制系统结构图
解：（a）系统动态结构图中发生交叉连接，为消除交叉，可将前向通道中两相邻比较点互换位置，等效动态结构图如图所示
图3-35题3-1图统的闭环传递函数为
图3-36 题3-5图响应曲线可知() 1.3,
c t=
p
图3-39 题3-6图
图3-38题3-7图意可得，系统闭环特征方程为
图3-39 题3-12图
）当系统输入信号为时，系统结构图等效为
()()r t t ε=
图3-40 题3-13图
）当系统输入信号为时，系统结构图等效()()r t t ε=()
R s ()
C s 0.051K s +25s +
图4-17 题4-1图
解：
σj ωσj ωσj ωσ
j ω
j ωj ωj ωj ω
