自动控制原理 在线作业 E汇总

自动控制原理1一、单项选择题（每小题1分，共20分）9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ）A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。

12.某单位反馈系统的开环传递函数为：())5)(1(++=s s s ks G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。

A.10B.20C.30D.4013.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数有（ ） A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()ss s s G ++=652，当输入为单位阶跃时，则其位置误差为（ ） A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05 15.若已知某串联校正装置的传递函数为1101)(++=s s s G c ，则它是一种（ ）A.反馈校正B.相位超前校正C.相位滞后—超前校正D.相位滞后校正 16.稳态误差e ss 与误差信号E (s )的函数关系为（ ）A.)(lim 0s E e s ss →= B.)(lim 0s sE e s ss →=C.)(lim s E e s ss ∞→= D.)(lim s sE e s ss ∞→=17.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ ） A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前 18.相位超前校正装置的奈氏曲线为（ ）A.圆B.上半圆C.下半圆D.45°弧线 19.开环传递函数为G (s )H (s )=)3(3s s K,则实轴上的根轨迹为（ ）三、名词解释（每小题3分，共15分） 31.稳定性32.理想微分环节 33.调整时间 34.正穿越 35.根轨迹四、简答题（每小题5分，共25分）36.为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 ? 举例说明。

1 请解释下列名字术语：自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。

解：自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成；受控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。

如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。

外扰是系统的输入量。

给定值：受控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程。

2 请说明自动控制系统的基本组成部分。

解：作为一个完整的控制系统，应该由如下几个部分组成：①被控对象：所谓被控对象就是整个控制系统的控制对象；②执行部件：根据所接收到的相关信号，使得被控对象产生相应的动作；常用的执行元件有阀、电动机、液压马达等。

③给定元件：给定元件的职能就是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参考量）；④比较元件：把测量元件检测到的被控量的实际值与给定元件给出的参考值进行比较，求出它们之间的偏差。

常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。

⑤测量反馈元件：该元部件的职能就是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般需要将其转换成为电量。

常用的测量元部件有测速发电机、热电偶、各种传感器等；⑥放大元件：将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。

如电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。

⑦校正元件：亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，用以改善系统的性能。

常用的校正元件有电阻、电容组成的无源或有源网络，它们与原系统串联或与原系统构成一个内反馈系统。

3 请说出什么是反馈控制系统，开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？解：反馈控制系统即闭环控制系统，在一个控制系统，将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量，并将该测量值与输入量进行比较，形成一个反馈通道，从而形成一个封闭的控制系统；开环系统优点：结构简单，缺点：控制的精度较差；闭环控制系统优点：控制精度高，缺点：结构复杂、设计分析麻烦，制造成本高。

自动控制原理试卷1答案一．填空 1． 微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

2． 闭环极点都位于S 平面左侧；系统的特性方程的根都在Z 平面上以原点为圆心的单位圆内。

3．5.02+S ；0；8。

4． 4，Ⅱ；62.5。

5．110100+S ；10。

6． P-I ；利用G(s)的负斜率使ωC 减小，改善静态性能。

7． 将连续信号变为离散信号；0。

二．（14分） 解：（1）（2）C(Z)=)()(1)()(1232321Z H Z H G G Z G G Z RG ∙+∙三．（20分） 解：(1)F(s)=[]Ts st f 111)(+-=(2)F(s)=525125151)5(122++-=+s s ss s（3）G 1(s)=s s s s s s s s s s 321030)2(10)2(3101)2(102+=++=+⨯++521634432125152125143321521251243213211352126346321251132122111)1()()(1001)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C G G G G G G G G P G G G P L G G G L G G G G G G G G G G L L L L P P s R s C +-+++++++=∴+++=∆==∆==∑=∑+---=∑∑-∑+∑-=∆∆∆+∆= tet s F 5125125151)]([f(t)--+-== (1分) (1分) (1分) (1分)(1分) (1分)(1分) (1分) (1分)(1分)(4分)(4分)(3分)(3分)(3分)（每空1分。

共18分）G 2(s)=ss s a s )32(10)(2+⨯+ sa s s as s s s a s a s s R s C 1010321010)32(10)(10)()()(232++++=++⨯+⨯+=∴a s s s s A 101032)(23+++=∴要使系统稳定，则必须满足{{032010101032><>>⨯⇒a a a a320<<∴a （两内项系数乘积>两外项系数乘积）四．（12分）反馈校正系统如图示。

自动控制原理与系统练习题及参考答案1、触发装置输入单元将电流调节器输出的正负信号变换为( )输出信号。

A、零B、负C、正负D、正答案：D2、单相半桥逆变器( )的每个导电臂由一个电力晶体管和一个( )二极管组成。

A、并联B、反并联C、反串联D、串联答案：B3、莫尔条纹的移动方向与两光栅尺相对移动的方向( )。

A、垂直B、无关C、平行D、相同答案：A4、感应同步器的定尺绕组是( )。

A、分段绕组B、断续绕组C、正弦绕组D、连续绕组答案：D5、当双闭环无静差调速系统稳态工作时，电流偏差应该等于( )。

A、最大值B、反馈值C、给定值D、零答案：D6、自控系统的开环放大倍数系统( )。

A、在保证系统动态特性的前提下越大越好B、在保证系统动态特性的前提下越小越好C、越大越好D、越小越好答案：A7、斩波器中的电力晶体管，工作在( )状态。

A、开关B、放大C、饱和D、截止答案：A8、下列实例属于闭环控制的是( )。

A、日光灯B、洗衣机C、电冰箱D、电风扇答案：C9、自动控制系统正常工作的首要条件是( )。

A、系统可调B、系统恒定C、系统闭环负反馈控制D、系统稳定答案：D10、电压型逆变器是用( )。

A、电容器来缓冲无功能量的B、电感器来吸收有功能量的C、电容器来缓冲有功能量的D、电感器来吸收无功能量的答案：A11、当开环系统出现偏差时，系统将( )。

A、能够消除偏差B、能自动调节C、不能自动调节D、能自动调节，只是调节能力差答案：C12、双闭环调速系统中电流调节器的输入信号有两个，即( )。

A、电路给定的信号及B、主电路反馈的电压信号及C、主电路反馈的电流信号及D、主电路反馈的转速信号及答案：C13、在闭环控制系统中，产生控制作用的是( )。

A、输入信号B、输出信号C、反馈信号D、偏差信号答案：D14、在自动控制系统中，若想稳定某个物理量，就该引入该物理量的( )。

A、微分负反馈B、微分正反馈C、正反馈D、负反馈答案：D15、在电压型变频器的转速开环调速系统中，环形分配器输出的各路脉冲发出的时间间隔为( )。

第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答： 1 开环系统(1)长处 :构造简单，成本低，工作稳固。

用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时，可获得满意的成效。

(2)弊端：不可以自动调理被控量的偏差。

所以系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。

2闭环系统⑴长处：不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去消除此偏差，所以控制精度较高。

它是一种按偏差调理的控制系统。

在实质中应用宽泛。

⑵弊端：主要弊端是被控量可能出现颠簸，严重时系统没法工作。

1-2什么叫反应？为何闭环控制系统常采纳负反应？试举例说明之。

解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。

闭环控制系统常采纳负反应。

由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。

比如，一个温度控制系统经过热电阻（或热电偶）检测出目前炉子的温度，再与温度值对比较，去控制加热系统，以达到设定值。

1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类（线性，非线性，定常，时变）？2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )（1）dt 2 dt dt（2） y(t ) 2 u(t)（3）t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )（4）dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) （5）dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt（6）dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt（7）dt解答： （1）线性定常（2）非线性定常 （3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图， 图中 Q1，Q2 分别为进水流量和出水流量。

控制的目的是保持水位为必定的高度。

自动控制原理-在线作业_A（最终得分：100分）1.控制器加工处理一定的信息，产生（）作用到被控制对象上，产生所需要连续控制系统和离散控制系统自动跟踪系统和恒值调节系统自动镇定系统和人工操作系统开环控制系统和闭环控制系统本题分值： 5.0用户得分： 5.0用户解答：连续控制系统和离散控制系统知识点： 1.2 自动控制系统的分类4.自动控制系统按变量的时间分布规律可分为（）。

系统方框图如图所示，其输出Y为（）。

本题分值： 5.0用户得分： 5.0用户解答：知识点： 2.3 传递函数动态结构图（方框图）5.系统方框图如图所示，其传递函数为（）。

本题分值： 5.0用户得分： 5.0用户解答：知识点： 2.4反馈 控制系统的传递函数6.高阶多项式方程 一阶微分方程高阶微分方程 传递函数本题分值： 5.0 用户得分： 5.0用户解答： 传递函数知识点： 2.1 控制系统的微分方程7.偶极子 以上都不是 闭环主导极点 闭环极点和开环极点本题分值： 5.0 用户得分： 5.0用户解答： 闭环主导极点知识点： 3.4 高阶系统的动态响应控制系统的输入输出描述利用的数学模型是（）。

系统的暂态响应的主要特征取决于系统（）在 s 复平面上的位置。

8.本题分值： 5.0用户得分： 5.0用户解答：知识点： 3.3 二阶系统分析9.单位反馈二阶系统，已知其开环传递函数为，从实验方法求得其零初始状态下的阶跃响应的超调量，上升时间。

则传递函数中的参量为（）。

系统方框图如图所示，R(s)= 1/s，N(s) =1/s，，，系统的稳态误差是（）。

本题分值： 5.0 用户得分： 5.0用户解答：知识点： 3.6 稳态精度分析10.S =Z2+1 S =Z +1 S= Z －1 S =Z2－1本题分值： 5.0 用户得分： 5.0用户解答： S= Z－1知识点： 3.5 稳定性及代数判据11.调整时间3T 、上升时间1T 、无过调现象 调整时间4T 、上升时间不到3T 、无过调现象调整时间3T 、上升时间∞、无过调现象 调整时间3T 、上升时间4T 、过调量1/T已知系统闭环特征方程为 S 3+9S 2+18S +18K= 0 若需使所有闭环特征根的实部均小于－1，则可设（），然后重排劳斯表即可求出 K 的取值X 围。

大工11春《自动控制原理》在线作业1一、单选题（共10 道试题，共50 分。

）1. 判定一个系统是否稳定有多种方法，其中不包括()。

A. 劳斯判据法B. 奈奎斯特判据法C. 李雅普诺夫第二方法D. 信号流图法2. 当二阶系统为()响应时，系统的特征根为共轭虚根。

A. 欠阻尼B. 过阻尼C. 无阻尼D. 临界阻尼3. 若系统劳斯阵列表的第k行所有系数()，则系统要么不稳定，要么处于临界稳定状态。

A. 均为零B. 均为1C. 不为零D. 恒定4. 测速发电机属于()。

A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 振荡环节5. 下列哪种输入信号属于斜坡函数()。

A. 突然转换B. 突然合闸C. 负荷突变D. 数控机床加工斜面的进给指令6. 电枢控制的直流电动机属于()。

A. 一阶系统B. 二阶系统C. 三阶系统D. 四阶系统7. ()是经典控制理论中最基本也是最重要的概念。

A. 传递函数B. 频率法C. 根轨迹法D. 微分方程8. ()又称为参考输入。

A. 给定值B. 被控量C. 反馈通道D. 前向通道9. 高阶系统找到一对()就可近似地当作二阶系统来分析。

A. 主导零点B. 主导极点C. 共轭复数主导极点D. 共轭实数主导极点10. 用()建立模型时，是通过系统本身机理的分析确定模型的结构和参数，从理论上推导出系统的数学模型。

A. 数学法B. 差分法C. 演绎法D. 归纳法二、判断题（共10 道试题，共50 分。

）1. 如果系统受到扰动，偏离了平衡点，但当扰动消失后，能回到原平衡点，称这个系统是稳定的。

B. 正确2. 一般对有超调的系统常定义响应曲线的上升时间从稳态值10%-90%所需时间。

A. 错误3. 传递函数的零点、极点分布图表征了系统的动态性能。

B. 正确4. 过阻尼系统反应迟钝，动作缓慢，所以一般控制系统都不设计成过阻尼系统。

B. 正确5. 前向通路的各增益乘积称为前向通路增益。

B. 正确6. 静态条件是指变量的各阶导数为零。

自动控制原理作业题(后附答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII自动控制原理作业题第一章基本概念一、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-电动机调速系统操纵电位计发电机伺服电机减速器负载Θr给定值Ur 前置放大器功放执行元件被控量Wm这是一个开环控制的例子+E-EUr操纵电位计R1R2R3R4放大器直流发电机伺服电机Wd Wm发电机-电动机调速系统减速器负载5火炮随动控制系统如图所示。

简述该系统的工作原理，并画出该系统的原理框图。

第二章 线性控制系统的数学模型一、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二、分析计算题1 有源电网络如图所示，输入量为)(1t u ，输出量为)(2t u ，试确定该电网络的传递函数2 电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为)(1t e ，输出量为)(t o θ，试确定其微分方程。

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。

自动控制原理大工14秋《自动控制原理》在线作业1 一,单选题1. 控制系统的动态模型不包括()。

A. 微分方程B. 偏微分方程C. 差分方程D. 恒值?正确答案：D2. 弹簧-质量-阻尼器系统属于()。

A. 一阶系统B. 二阶系统C. 三阶系统D. 四阶系统?正确答案：B3. 电位器可认为是()。

A. 比例环节B. 惯性环节C. 积分环节D. 振荡环节?正确答案：A4. 对于线性定常系统的性能分析不包括()。

A. 常值B. 动态性能C. 稳定性D. 稳态误差?正确答案：A5. ()接受控制量并输出被控量。

A. 被控对象B. 比较装置C. 计算装置D. 放大装置?正确答案：A6. 目前，非线性系统在工程上常用的分析方法不包括()。

A. 相平面法B. 相轨迹法C. 描述函数法D. 逆系统法?正确答案：B7. 求解离散函数的Z变换不包括()方法。

A. 级数求和法B. 部分分式法C. 留数求和法D. 留数计算法?正确答案：C8. 判别一个系统是否稳定有多种方法，其中不包括()。

A. 劳斯判据法B. 奈奎斯特判据法C. 李雅普诺夫第二方法D. 拉普拉斯法?正确答案：D9. 等速采样也称为()。

A. 等效采样B. 周期采样C. 等频率采样D. 数字采样?正确答案：B10. ()适合于研究给定初始状态的二阶自由运动系统。

A. 相平面法B. 相轨迹法C. 描述函数法D. 逆系统法?正确答案：A二,判断题1. 电冰箱可用一阶微分方程描述其动态过程。

A. 错误B. 正确?正确答案：B2. 控制系统的数学模型有动态模型和静态模型之分。

A. 错误B. 正确?正确答案：B3. 如果信号流图有多个回路，各回路之间没有任何公共节点，则称为不接触回路。

A. 错误B. 正确?正确答案：B4. 振荡环节在动态过程中两个储能元件不能进行能量交换。

A. 错误B. 正确?正确答案：A5. 在正弦输入信号下，非线性系统可能呈现出分频振荡。

第三章习题及答案3-1 已知系统脉冲响应如下，试求系统闭环传递函数Φ(s)。

t e t k 25.10125.0)(-=解 Φ()()./(.)s L k t s ==+001251253-2 设某高阶系统可用下列一阶微分方程近似描述T c t c t r t r t ∙∙+=+()()()()τ其中，0<(T-τ)<1。

试证系统的动态性能指标为 T T T t d ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-+=τln 693.0t T r =22. T T T t s ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)ln(3τ 解 设单位阶跃输入ss R 1)(=当初始条件为0时有:11)()(++=Ts s s R s C τ 11111)(+--=⋅++=∴Ts T s s Ts s s C ττC t h t T Te t T()()/==---1τ 1) 当 t t d = 时h t T Te t td ()./==---051τ12=--T T e t T d τ/ ; T t T T d -⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-τln 2ln ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∴T T T t d τln 2ln2) 求t r （即)(t c 从0.1到0.9所需时间) 当 Tt e TT t h /219.0)(---==τ; t T T T 201=--[ln()ln .]τ当 Tt e TT t h /111.0)(---==τ; t T T T 109=--[ln()ln .]τ 则 t t t T T r =-==21090122ln ... 3) 求 t sTt s s e TT t h /195.0)(---==τ ∴=--t T T T s [ln ln .]τ005=-+T T T[ln ln ]τ20=+-T T T [ln ]3τ3-3 一阶系统结构图如题3-3图所示。

要求系统闭环增益2=ΦK ，调节时间4.0≤s t （s ），试确定参数21,K K 的值。