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2011—2012学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷（适用专业：自动化、电气、测控）专业班级姓名学号开课系室自动化系考试日期一、简答题（15分）1.反馈控制系统的基本组成有哪几部分？答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件或控制器执行器工艺对象和传感器2.控制系统正常工作的最基本要求是什么？答：稳定性、快速性、准确性3.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。
其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。
4.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。
应用范围是：线性定常系统5.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。
二、(12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。
当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。
（1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。
（3分）（2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并求单容水箱的传递函数。
（9分）图1解：（1）由物料平衡得下列方程i o i dH A Q Q Q dt=-=- 单容水箱的非线性微分方程模型为(1i dH Q dt A=- ① （3分） （2）考虑到000i i i oo o H H H Q Q Q Q Q Q=+∆⎧⎪=+∆⎨⎪=+∆⎩ 代入①式得(00()1i i d H H Q Q dt A+∆=+∆- （2分）即(01i i d H Q Q dt A∆=+∆- ② 0H在H处展开成Taylor级数，只取到线性项H=（2分）代入②，并考虑HQQoiα==，得1id HQ Hdt A⎛⎫∆=∆⎪⎪⎝⎭整理得1id HH Qdt A∆=∆③（2分）③即为所求的线性微分方程在③两边取拉氏变换得1()()is H s Q sA⎛⎫=⎝（2分）故其传递函数为1()()()iH s AG sQ s sα===（1分）三、（20分）结构图化简。
现代控制理论（第三版）课后习题答案与刘豹、唐万生的第三版教材配套，中国石油大学（华东）参考教材后面还附有相关的复习资料1-1 试求图1-27系统的模拟结构图，并建立其状态空间表达式。
11K s K K p +sK s K p 1+s J 11sK n 22s J K b -++-+-)(s θ)(s U 图1-27系统方块结构图解：系统的模拟结构图如下：)(s U )(s θ---+++图1-30双输入--双输出系统模拟结构图1K pK K 1pK K 1+++pK n K ⎰⎰⎰11J ⎰2J K b ⎰⎰-1x 2x 3x 4x 5x 6x系统的状态方程如下：u K K x K K x K K x X K x K x x x x J K x J x J K x J K x x J K x x x pp p p n p b1611166131534615141313322211+--=+-==++--===∙∙∙∙∙∙阿令y s =)(θ，则1x y =所以，系统的状态空间表达式及输出方程表达式为[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙∙∙∙∙∙654321165432111111112654321000001000000000000010010000000000010x x x x x x y uK K x x x x x x K K K K K K J K J J K J K J K x x x x x x p p pp npb1-2有电路如图1-28所示。
以电压)(t u 为输入量，求以电感中的电流和电容上的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻2R 上的电压作为输出量的输出方程。
R1L1R2L2CU---------Uc---------i1i2图1-28 电路图解：由图，令32211,,x u x i x i c ===，输出量22x R y =有电路原理可知：∙∙∙+==+=++3213222231111x C x x x x R x L ux x L x R 既得22213322222131111111111x R y x C x C x x L x L R x u L x L x L R x =+-=+-=+--=∙∙∙写成矢量矩阵形式为：[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡32121321222111321000*********x x x R y u L x x x CCL L R L L R x x x 。
电路分析（中国石油大学（华东））智慧树知到课后章节答案2023年下中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）绪论单元测试1.学好《电路》课的意义（）答案:《电路》是电类专业（自动化、电气工程、电子与信息工程、通信等专业）的第一门专业基础课，有着非常重要的地位。
;《电路》课程的掌握程度对于后续专业课程的学习，有着举足轻重的作用。
;《电路》也是多数电类专业研究生入学考试课。
第一章测试1.电流的参考方向为（）。
答案:沿电路任意选定的某一方向2.图示电路，求u：（）。
答案:-4V3.基尔霍夫电流定律应用于（）。
答案:节点4.在有n个节点，b条支路的连通电路中，可以列出独立KCL方程的个数为（）。
答案:n-15.图示电路中，直流电压表和电流表的读数分别为4V及1A,则电阻R为（）。
答案:76.图示电路中电压U为（）。
答案:2V7.图示电路中电压U AB为（）。
答案:-16V8.电路中b、c两点间的电压U bc为（）。
答案:2V9.图示为某电路中的一个回路，其KCL方程为（）。
答案:R1I1-R2I2-R3I3+R4I4=U S1+U S2-U S3-U S410.图示电路中电压U S为（）。
答案:4V第二章测试1.图示电路中的I为（）。
答案:2A2.电路如图所示，短路线中的电流I为（）。
答案:10A3.图示直流电路中，已知a点电位为5V，则参考点为（）。
答案:c点4.图示电路中的电流I为（）。
答案:0A5.图示电阻串联电路中，U=U1-U2+U3，再根据欧姆定律，可求出等效电阻R为（）。
答案:R1+R2+R36.在下列各图中，与图(N)所示伏安特性相对应的电路是（）。
答案:（B）7.图示电路的开路电压Uoc为（）。
答案:-2V8.图示电路中电位VA为（）。
答案:4V9.如图所示电路中I1为（）。
答案:2A10.图示电路的电压U与电流I的关系为（）。
答案:U=-1-3I第三章测试1.各点电位的高低是（）的，而两点之间的电压值是（）的。
中国石油大学（华东）2016回忆
扰动反馈的优缺点，比例微分对二阶系统影响，输入渐进稳定和输出渐进稳定的关系，简答部分就记住这三个
第二题是电阻电容电感组成的电路图，求输入和输出的传递函数
第三题是求输入和扰动的传递函数
第四题最偏，参量根轨迹题
所有大题中简答题和第四题最偏门
第五题频率伯德图4s+1/40s+1是什么校正
第六题描述函数比较基础
第七题离散域部分，简单计算量极大
第八题忘了
第九题给出传递函数，构建并联实现，做出模拟结构图
第十题分析系统可控，并作出1型标准能控型
十一题李雅普诺夫分析系统稳定属于简单送分
十二题是状态反馈参数题极简单
2015年回忆版，不清楚可参见电子版。
自动控制原理知到章节测试答案智慧树2023年最新中国石油大学（华东）第一章测试1.关于自动控制系统概念的理解正确的是？参考答案:自动控制系统不需要人的直接参与即可自动完成控制任务2.自动控制系统的组成说明正确的是？参考答案:自动控制系统包括控制器、执行器、被控对象和传感器四部分3.关于自动控制系统的反馈控制方式说法错误的是？参考答案:控制精度完全取决于所用元件及校准的精度4.自动控制系统的广义被控对象由哪几部分组成？参考答案:执行元件、被控对象、测量元件5.关于开环系统的叙述正确的是？控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程6.下列说法不是开环控制系统的特性？参考答案:系统具有减小或消除偏差的能力7.自动控制系统的准确性通过哪个性能指标判断？参考答案:稳态误差8.将水槽中的液位高度控制在一个恒定值，这样的系统是一个（）。
参考答案:恒值控制系统9.某系统微分方程为，则该系统是线性的。
参考答案:错10.该系统是线性的。
错第二章测试1.对于微分方程的描述，以下正确的是（）。
参考答案:微分方程模型是通过微分方程来描述控制系统输入和输出之间定量关系的数学模型。
2.以下对传递函数的定义描述正确的是（）。
参考答案:零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量拉氏变换的比值叫该系统的传递函数。
3.已知两个传递函数串联，则其等效变换正确的是（）。
参考答案:4.通过等效变换求下列系统的传递函数C(s)/R(s)（）。
参考答案:5.运用梅森公式求得下面信号流图的传递函数为（）。
参考答案:6.画出下图所示系统的信号流图（）。
参考答案:7.下列哪些是传递函数的标准形式（）。
参考答案:零极点形式;多项式形式;时间常数形式8.支路相当于加法器（）。
参考答案:错9.负号可以在信号线上越过方框移动，也可以越过任何一个引出点或比较点（）。
错10.已知某RC网络如下图所示则其结构图可表示为参考答案:对第三章测试1.系统中是否存在稳态误差取决于外作用的形式(阶跃，斜坡…)，而与系统的结构参数无关。
电路与电子技术——电路基础知到章节测试答案智慧树2023年最新中国石油大学（华东）第一章测试1.在图示电路中，器件A两端的电压和电流参考方向属于（）。
参考答案:关联参考方向2.使用理想独立电压源的定义判断下列那个选项的电压源连接是被允许（）。
参考答案:3.图中流过电阻的电流I=( )A。
参考答案:24.某电阻R两端的电压u与流过该电阻的电流i为非关联参考方向时，令u=-10V，消耗功率为0.5W，则电阻R为（）。
参考答案:200Ω5.电路如图所示，流过受控源两端的电流I=( )A。
参考答案:26.图示电路中Ｉ = 0 A 时，电位ＵA=（）。
参考答案:60 V7.沿顺时针和逆时针列写KVL方程，其结果是相同的。
（）参考答案:对8.电路如图所示，已知U s＝3V，I s＝2A，则U AB=( )V；I=( )A。
参考答案:1；59.图示电路中，正确的电压方程是（）。
参考答案:U S1-R1I1-U S2-R2I2=010.已知图中的I=3A，I2=1A，R1=2Ω，则R2=（）Ω。
参考答案:4第二章测试1.下列说法中错误的是（）。
参考答案:两个电路N1、N2等效时，电路内部的同一元件的功率一定相同2.ab端口的等效电阻为（）Ω。
参考答案:103.对称Y形和对称Δ形纯电阻网络等效变换的公式为R Y=3RΔ。
参考答案:错4.ab在下图电路中，电流源与1欧姆电阻的串联电路等效为（）。
参考答案:4A电流源5.图示电路中，对负载R而言，虚线框中的电路可以等效为（）。
参考答案:10V电压源6.理想电压源和理想电流源间（）。
参考答案:没有等效变换关系7.图示两个电路是等效的。
（）参考答案:错8.若图示两电路等效，则U s=（）V，R s=（）Ω。
参考答案:8；29.一个含独立源的电阻性线性二端网络（可以含受控源）总可以等效为一个电压源与一个电阻串联或一个电流源与一个电阻并联。
（）参考答案:错10.如图所示电路的等效电阻为参考答案:对第三章测试1.现用支路电流法求解图示电路，下面描述正确的是（）。
精选全文完整版（可编辑修改）《计算机控制技术》课程综合复习资料一、判断题1.经典控制理论主要研究方法是时域法、变分法和根轨迹法。
2.系统的稳定性是系统的固有特性，它与扰动的形式无关，只取决于系统本身的结构参数。
3.拉式变换它可把差分方程化为容易求解的代数方程来处理。
4.惯性滤波能有效地去除由于偶然因素引起的波动或因采样器的不稳定造成的误码等脉冲性干扰。
5.上升时间和峰值时间不能直接反应系统初始阶段的快慢过程6.编码器（Encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
7.在电机的启动、保护与停止控制系统中，断路器，熔断器，接触器选择容量大于或等于电机额定电流即可，一般选取在大一个等级来配置。
8.一个用n阶微分方程描述的系统，就有n个独立变，当这n个独立变量的时间响应都获取后，系统的运动状态也就被揭示了。
9.比例环节的作用：能迅速反映偏差，从而减小偏差，但不能消除静差。
10.内部继电器、计数器、移位寄存器等均不能直接控制外部负载，只能作中间结果供PLC内部使用。
11.采用位置式算法时，即使计算机发生故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。
12.双线性变换后的阶次不变，且分子、分母具有相同的阶次。
13.微分环节对于信号无变化或变化缓慢的系统不起作用。
14.对系统各部分的运动机理进行分析，利用物理规律、化学规律等建立数学模型(或称白箱建模、机理建模法)。
15.最小二乘法可用于离线估计和在线估计。
16.将原模拟调节器Dac(s) 直接离散化得到D(z)，设频率特性完全等效，即Dac (jw) = D(e jwT)，则计算机控制系统比原连续系统性能差。
17.若连续信号最高频率为ωm, 而采样频率ωs ≤2ωm 则采样后派生出的高频频谱和基本频谱不会重叠。
18.向前差分法且有串联性（与采样开关无关)，应用方便。
19.向后差分法，如果D(s)稳定，D(z)一定稳定。
