一、 填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。 4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为 。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各 点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃 响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统
SHANGHAI UNIVERSITY 课程项目 MATLAB的模拟仿真实验专业课：自动控制原理 学院机自学院 专业（大类）电气工程及其自动化 姓名学号 分工：蒋景超负责MATLAB仿真部分 顾玮负责分析结论 其它共同讨论
二阶系统性能改善 一、要求 （1）比例-微分控制与测速反馈控制的传递函数求解 （2）性能分析与对比 （3）举出具体实例，结合matlab分析 二、原理 在改善二阶系统性能的方法中，比例-微分控制和测速反馈控制是两种常用的方法。（1）比例-微分控制： 比例-微分控制是一种早期控制，可在出现位置误差前，提前产生修正作用，从而达到改善系统性能的目的。 图1 比例微分控制系统 （2）测速反馈控制： 测速反馈控制是通过将输出的速度信号反馈到系统输入端，并与误差信号比较，其效果与比例微分-控制相似，可以增大系统阻尼，改善系统性能。 图2测速反馈控制系统 (3)经典二阶控制系统
图3经典二阶控制系统 三、实例分析 1、标准传递函数 )2()(G 2n n s s s ζωω+= 22)2()(n n n s s s ωζωω++=Φ 00.2n =ω 15.0=ζ MATLAB 代码： num=[4]; den=[1,0.6,4]; G=tf(num,den); t=0:0.1:10; step(G,t); 图4标准传递函数仿真 2、比例微分控制系统与经典二阶系统比较 22 )2()1()(n n d n d s s s T s ωωζω+++=Φ 2n d d T ωζζ+= 设置d T =0.15 d ξ=0.30 00.2=n ω ξ=0.15 MATLAB 代码：
一、 设计任务书 设计任务是考虑到飞机的姿态控制问题，姿态控制转换简化模型如图所示，当飞机以4倍音速在100000英尺高空飞行，姿态控制系统的参数分别为： 4,0.1,0.1,0.11 1====a a a K ωεωτ 设计一个校正网络(),s G c 使系统的阶跃响应超调量小于5%，调节时间小于5s （按2%准则）
2、计算机辅助设计 （1）simulink仿真框图 Simulink仿真框图 双击scope显示图像，观察阶跃相应是否达到指标
放大图像观察超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足要求 （2）绘制bode 图
校正前的bode图 校正后的bode图
（3）绘制阶跃相应曲线 校正前的阶跃相应曲线 校正后的阶跃相应曲线
三、校正装置电路图 前面为放大装置放大25倍，后面为超前补偿电路，它自身的K 为0.1，相乘之 后为指标中的2.5，校正装置电路完成1 60 ) 16( 5.2++= s s G c 。 四、设计结论 设计的补偿网络为1 60 ) 16( 5.2++=s s G c 。经过仿真得出超调量为s t s p 7.4%,3==σ满足 要求。 五、设计后的心得体会 实际的控制系统和我们在书中看到的标准系统差别很大，参数的要求比书 中要求相对要苛刻，在设计校正网络的过程中，遇到很多困难超前滞后用根轨迹法无法求出，只能用simulink 画出仿真框图，通过经过一定的计算大概确定某些参数，通过不断地尝试修改，才能最终得到满足指标要求的阶跃相应曲线，很多时候现实中的参数没有书中的参数给的那么简单，会遇到很多难以想象的复杂状况，所以我们学习控制原理关键是学习怎么处理，如何应用好软件来配合完成系统的设计，现代控制理论不能单纯的通过简单的计算得出结论的，需要我们熟练运用软件来辅助设计，这样我们才能设计好一个校正网络。
2006―2007 学年度第二学期 一、单项选择题（每题1分，共20分） 1．操作系统的发展过程是( C ) A、原始操作系统，管理程序，操作系统 B、原始操作系统，操作系统，管理程序 C、管理程序，原始操作系统，操作系统 D、管理程序，操作系统，原始操作系统 2．用户程序中的输入、输出操作实际上是由( B )完成。 A、程序设计语言 B、操作系统 C、编译系统 D、标准库程序 3．进程调度的对象和任务分别是( C )。 A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 4．支持程序浮动的地址转换机制是( A、动态重定位 ) A、动态重定位 B、段式地址转换 C、页式地址转换 D、静态重定位 5．在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( C )进行排列。 A、地址从大到小 B、地址从小到大 C、尺寸从小到大 D、尺寸从大到小 6．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( 系统效率和吞吐量 )。 A、灵活性和可适应性 B、系统效率和吞吐量 C、交互性和响应时间 D、实时性和可靠性 7．当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、完成 8．文件的保密是指防止文件被( )。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 9．若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由 ( )临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 10．按逻辑结构划分，文件主要有两类：（记录式文件）和流式文件。 A、记录式文件 B、网状文件 C、索引文件 D、流式文件 11．UNIX中的文件系统采用（、流式文件）。 A、网状文件 B、记录式文件 C、索引文件 D、流式文件 12．文件系统的主要目的是（）。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存贮器 C、提高外围设备的输入输出速度 D、用于存贮系统文档 13．文件系统中用（）管理文件。 A、堆栈结构 B、指针 C、页表 D、目录 14．为了允许不同用户的文件具有相同的文件名，通常在文件系统中采用（）。 A、重名翻译 B、多级目录 C、约定 D、文件名 15．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。 A、打印机 B、磁带机 C、CPU D、磁盘 16．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。 A、先来先服务 B、轮转 C、最高响应比优先 D、均衡调度 17．两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。 A、互斥 B、同步 C、调度 D、伙伴 18．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（）。 A、有环必死锁 B、死锁必有环 C、有环不一定死锁 D、被锁者一定全在环中 19．数据文件存放在到存储介质上时，采用的逻辑组织形式是与( )有关的。 A、文件逻辑结构 B、存储介质特性 C、主存储器管理方式 D、分配外设方式 20．在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于( )。 精品文档
2015年自动控制原理期末考试卷与答案 一、填空题（每空 1 分，共20分） 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。 2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。 3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。%σ是超调量 。 8、设系统的开环传递函数为12(1)(1) K s T s T s ++频特性为 01112()90()() tg T tg T ?ωωω--=---。 9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环控制系统；当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时，称为 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 14、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值越频率c ω对应时域性能指标 调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 二、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
四、解答题(共20分) 1．什么是操作系统它的主要功能是什么(共8分) 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合)，是用户与计算机之间的接口 操作系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。 2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么什么叫虚拟存储器(共8分) 存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充。(4分) 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中虚地址被映象成实地址。或者：简单地说，虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。(4分) 3．什么是文件的逻辑组织和物理组织(共4分) 文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时 采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。 文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。 三、填空题(每空2分，共30分) 1．通常，进程实体是由程序段，相关的数据段和PCB 这三部分组成，其中PCB 是进程存在的惟一标志。 2．从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有编辑阶段，编译阶段，连接阶段，装入阶段和运行阶段。 3．在UNIX系统中，文件的类型主要包括普通文件，目录文件，特别文件。 4．虚拟设备是通过 SPOOLing 技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。 5. Windows NT是采用微内核结构的操作系统，它的进程的功能发
生了变化，它只是资源分配的单位，不是调度运行的单位，后者的功能由线程完成。 五、应用题(共20分) 5．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ D） A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态 C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态 6．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（C ）将其移动。 A、用户有条件地 B、用户无条件地 C、操作系统有条件地 D、操作系统无条件地 7．分页式存储管理中，地址转换工作是由（A ）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 9．对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（C ）。 、文件 D 、记录 C 、数据项 B 、字符A． 10．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（A ）号。 A、设备类相对 B、设备类绝对 C、相对 D、绝对 11．通常把通道程序的执行情况记录在（D ）中。 A、PSW B、PCB C、CAW D、CSW 14．共享变量是指（D ）访问的变量。 A、只能被系统进程 B、只能被多个进程互斥 C、只能被用户进程 D、可被多个进程 15．临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 16．若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（ D）个进程参于竞争，而不会发生死锁。 A、5 B、2 C、3 D、4 17．产生系统死锁的原因可能是由于（C ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 21．引入多道程序设计的主要目的在于（BD ） A、提高实时响应速度 B、充分利用处理机，减少处理机空闲时间 、有利于代码共享C．
自动控制原理大作业 1.题目 在通常情况下，自动导航小车（AGV ）是一种用来搬运物品的自动化设备。大多数AGV 都需要有某种形式的导轨，但迄今为止，还没有完全解决导航系统的驾驶稳定性问题。因此，自动导航小车在行驶过程中有时会出现轻微的“蛇行”现象，这表明导航系统还不稳定。 大多数的AGV 在说明书中都声明其最大行驶速度可以达到1m/s ，但实际速度通常只有0.5m/s ,只有在干扰较小的实验室中，才能达到最高速度。随着速度的增加，要保证小车得稳定和平稳运行将变得越来越困难。 AGV 的导航系统框图如图9所示，其中12=40ms =21ms ττ， 。为使系统响应斜坡输入的稳态误差仅为1%，要求系统的稳态速度误差系数为100。试设计合适的滞后校正网络，试系统的相位裕度达到50o ，并估计校正后系统的超调量及峰值时间。 ()R s () Y s 2.分析与校正主要过程
2.1确定开环放大倍数K 100) 1021.0)(104.0(lim )(lim =++==s s s sK s sG K v （s →0） 解得K=100 ) 1021.0)(104.0(100++=s s s G s 2.2分析未校正系统的频域特性 根据Bode 图： 穿越频率s rad c /2.49=ω 相位裕度?---=?-?--=99.18)2.49021.0(arctan )2.4904.0(arctan 9018011γ 未校正系统频率特性曲线
由图可知实际穿越频率为s rad c /5.34=ω 2.3根据相角裕度的要求选择校正后的穿越频率1c ω 现在进行计算： ???--=+=---55550)021.0(arctan )04.0(arctan 901801111c c ωω 则取s rad c /101=ω可满足要求 2.4确定滞后校正网络的校正函数 由于1120 1~101c ωω）（= 因此取s rad c /1101 11== ωω）（，则由Bode 图可以列出
白银职专2009—2010学年度第二学期期末试卷 考试课程《电气自动控制系统》 班级：姓名： 一、填空题：（每空1分，共30分） 1.在随动控制系统中，被控量通常是、或。 2.自动控制系统的性能通常是指系统的、 和。 3.电流截止负反馈环节的作用是，表现为 和。 4. 要实现无静差调速，则需要在电路中引入，在调速系统中，通常采用包含有积分环节的。 5.恒张力控制实质上是电动机的控制。 6.晶闸管可逆电路的两种形式和。 7.调速系统中两种最主要的扰动是和。 8.将能量反送回电网的制动方式称为。 9.逻辑控制器由、、和 组成。 10.基极驱动器具有功率放大作用，其开关过程包含、 和三个阶段。 11.伺服电机包括、和 三种。 12.位移检测装置是将 和转换成一定形式的 电量。 13.光栅传感器是利用来测量的。 二、判断：（每题2分，共20分）1.稳态误差越小，则系统的稳态精度越低。（） 2.最大超调量反映了系统的动态精度，最大超调量越小，说明系统的动态过程进行的越平稳。（） 3.一个调速系统的调速范围是指低速时还能满足所要求的静差率的调速范围。（） 4.闭环系统的静特性比开唤系统的机械特性硬得多。（） 5.电流正反馈是一种补偿控制（） 6.在调速系统中，若偏差电压△U=0，则控制电压U c=0。（） 7.双闭环调速系统的静特性在负载电流小于I dm时表现为转速无静差，当负载电流达到I dm后表现为电流无静差。（） 8.可逆PWM变换器的ρ的变化范围是0-1。（） 9.变频调速调速范围宽，效率高，精度高，是交流电动机比较理想的一种调速方法。（ ）10.有源逆变靠电网换流，无源逆变靠强迫换流。（） 三、选择题：（每题2分，共10分） 1. A.最大超调量 B.调整时间 C.振荡次数 2.在双极式H型PWM变换电路中，若要电动机反转，则（） A. ρ>0 B. ρ=0 C. ρ<0 3.已知一电动机最高转速为1000r/min，最低转速为10 r/min，则调速范围D=（） A.50 B.100 C.200 4.三相电压型逆变器的输出相电压的波形为（） A.正弦波 B.方波 C.阶梯波 5.当电动机处于再生制动状态时，整流器工作在有源逆变状态，逆变器工作在整流状态，整流器控制角α的取值范围是（） A.0<α<90o B. α =90o C. 90o<α<180o 四、分析简答：（共40分）
Harbin Institute of Technology 自动控制大作业
哈尔滨工业大学课程设计任务书 已知技术参数和设计要求：如图所示的系统，设计一个校正装置，使得稳态误差常数等于50/s，相位裕度为50度，幅值裕度不小于8分贝。利用MATLAB画出已校正系统和未校正系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应曲线。
（1）人工设计过程 1数据计算，确定补偿形式 校正之前系统的传递函数为()0G s = (1) K S S + ,由题目要求，系统的稳态速度误差常数Kv 为50-1 秒 ，由公式()0 lim(1) 1 11 e lim ()lim () 50 s ss s s s sE s sG s K Kv →→∞→∞+== == =得开环放大系数为K=50。0G 由放大环节、积分环节和一个惯性环节构成。未校正时系统的幅值穿越频率为 0c w =7.07rad/s 。γ0=180-90-arctan(0c w )=8.05。可见，未加补偿时，系统是稳定的，但是相位 裕度不满足要求。由于设计后要求γ=50，而对校正后的幅值穿越频率无要求，若取c w <=0c w ， γ-γ0=41.95，所以可以采用滞后补偿来实现。 2确定补偿装置参数并设计期望的剪切频率 补偿装置的传递函数为1 11(s)=1 12 s w Gc s w ++ ,其中21w w β=。原系统的Bode 图以-40Db/dec 穿越0dB 线，有可能满足要求。原系统的转折频率为1rad/s ，令校正后的相位裕度γ（Wc ）=γ0(0c w )+ ?≥50,(其中?为相角余量，取?为-6，即90- arctan(Wc )-6=50，解得Wc =0.67,则1 w =0.067rad/s,再由20lg|()0G jWc |+20lg|β|=0,解得β=0.0223,所以2w =0.0015rad/s 。所以校正装置的传递函数为 11 1110.067(s)=111120.0015 s s w Gc s s w ++=++， 校正后的传递函数为()()Ge s Gc s =*()0G s =1 1 500.067 (1)10.0015 s s s s +++ 。
自动控制原理 大作业 (设计任务书) 姓名: 院系: 班级: 学号:
5、 参考图 5 所示的系统。试设计一个滞后-超前校正装置,使得稳态速度误差常数为20 秒-1,相位裕度为60度,幅值裕度不小于8 分贝。利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃与单位斜坡响应曲线。 + 一.人工设计过程 1、计算数据确定校正装置传递函数 为满足设计要求,这里将超前滞后装置的形式选为 ) 1)(()1)(1()(2 12 1T s T s T s T s K s G c c ββ++++ = 于就是,校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。这样就有 )5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205 ==c K 所以 100=c K 这里我们令100=K ,1=c K ,则为校正系统开环传函) 5)(1(100 )(++=s s s s G 首先绘制未校正系统的Bode 图 由图1可知,增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为? 23.6504-,这表明系统就是不稳定的。超前滞后校正装置设计的下一步就是选择一个新的增益穿越频率。由)(ωj G 的相角曲线可知,相角穿越频率为2rad/s,将新的增益穿越频率仍选为2rad/s,但要求2=ωrad/s 处的超前相角为? 60。单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。 一旦选定增益频率为2rad/s,就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程,即选择2.0=ωrad/s 。要获得另一个转角频率)/(12T βω=,需要知道β的数值,
A 卷 一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、 在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、 对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 4、 PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 5、 香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。 二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、 设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（ ）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。 A ．稳态性能 B ．动态性能 C ．抗高频干扰能力 D ．.以上都不是 4、 已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、 已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定
自动控制原理大作业 学院：航天学院 专业：飞行器设计与工程 姓名：XX 学号：XXXXXXXXXXX
目录 自动控制原理大作业................... 错误!未定义书签。设计任务书............................ 错误!未定义书签。 一、设计过程 错误!未定义书签。 1.人工设计 错误!未定义书签。 2.系统校正前后bode图 错误!未定义书签。 3.性能指标验算数据 错误!未定义书签。 二、计算机辅助设计 错误!未定义书签。 1.Simulink仿真框图 错误!未定义书签。 2.Bode图 错误!未定义书签。 3.校正后的bode图： 错误!未定义书签。 4.校正前的bode图 错误!未定义书签。
5.阶跃响应曲线 错误!未定义书签。 校正后阶跃响应曲线.............. 错误!未定义书签。 校正前阶跃响应曲线.............. 错误!未定义书签。 6.校正装置电路图 错误!未定义书签。 三、设计结论 错误!未定义书签。 四、设计后的心得体会 错误!未定义书签。 五、参考文献 错误!未定义书签。
设计任务书 （钻机控制系统）技术要求：增益；阶跃信号输入时超调量22%，调整时间为；阶跃输入且干扰为零时误差为0；干扰为阶跃，输入为0时，稳态响应为。 一、设计过程 1.人工设计 已知阶跃信号输入时超调量,调整时间 根据高阶系统性能指标关系的经验公式 可得：，， 系统是单位负反馈系统，所以误差信号就是偏差信号E(s)。设和分别为R(s)、D(s)产生的误差信号，那么有
按题目要求 解得K=100 代入可知，校正前的开环传递函数为： 采用超前补偿即可满足。 超前补偿网络公式 满足： 解得,取，
一、单项选择 1、在存储管理方案中，__D_____ 可与覆盖技术配合. A、页式管理 B、段式管理 C、段页式管理 D、可变分区管理 2、在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是___A______。 A、节省主存空间 B、物理上扩充准存容量 C、提高CPU效率 D、实现主存共享 3、动态重定位技术依赖于___B______。 A、重定位装入程序 B、重定位寄存器 C、地址机构 D、目标程序 4、虚拟存储器的最大容量____A______。 A、为内外存容量之和 B、由计算机的地址结构决定 C、是任意的 D、有作业的地址空间决定 5、在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，但执行访问页号序列为1、2、3、4、1、2、5、1、、2、3、4、5、6时，将产生___D___次缺页中断。 A、7 B、8 C、9 D、10 6、设内存的分配情况如下图所示。若要申请一块40K字节的内存空间，若采用最佳适应算法，则所得到的分区首址为____C___。 A、100K B、190K C、330K D、410K 7、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是____A____。 A、页式存储管理 B、段式存储管理 C、多重分区管理 D、可变分区管理 8、系统“抖动”现象的发生是由___A___引起的。 A、置换算法选择不当 B、交换的信息量过大 C、内存容量不足 D、请求页式管理方案 9、在可变式分区存储管理中的拼接技术可以_____A___。 A、集中空闲区 B、增加主存容量 C、缩短访问周期 D、加速地址转换 10、分区管理中采用“最佳适应”分配算法时，宜把空闲区按____A__次序等记在空闲区表中。 A、长度递增 B、长度递减 C、地址递增 D、地址递减 11、在固定分区分配中，每个分区的大小是_C__。 A、相同 B、可以不同但根据作业长度固定 C、可以不同但预先固定 D、所作业长度变化
吉林大学网络教育学院2019-2020学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业 学生姓名专业 层次年级学号 学习中心成绩 年月日
作业完成要求：大作业要求学生手写，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word 文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word 文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 综合题（每小题10分，共100分） 1、试用部分分式法、幂级数法和反演积分法，求下列函数的z反变换： (1) )2 )(1 ( 10 ) ( - - = z z z z E (2) 2 1 1 2 1 3 ) ( - - - + - + - = z z z z E 2、试确定下列函数的终值： (1) 2 1 1 ) 1( ) ( - - - = z Tz z E (2) )1.0 )( 8.0 ( ) ( 2 - - = z z z z E 3、设开环离散系统如图所示，试求开环脉冲传递函数G(Z)。 第3题图 4、当 z z z z z z C 5.0 5.1 1 2 ) ( 2 3 2 3 + - + + =时，计算系统前4个采样时刻c(0)，c(T)，c(2T)和c(3T)的响应。 5、已知线性离散系统的闭环脉冲传递函数为 2.0 1.0 ) ( 2 2 - + + = Φ z z z z z，试判断该系统 是否稳定。 6、设有零阶保持器的离散系统如下图所示，试求： （1）当采样周期T为1s和0.5s时，系统的临界开环增益K c； （2）当r(t)=1(t)，K=1，T分别为2s，4s时，系统的输出响应c(kT)。
《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1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。试绘制系统方框图，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？
一、填空（每空0.5分，共10分，请在答题纸上写出各空对应的答案）12．在分时操作系统环境下运行的作业通常称为( C )。 1．存储分配方式分为分区1 、分页2 、分段3 三种方式。A、终端作业B、长作业 2．文件的目录结构有4单级目录结构、5二级目录结构和多级目录结构。C、后台作业D、批量型作业 3．文件的物理结构包括顺序结构、链接结构和6索引结构。13. 下列进程的实体的转换中,哪一个是不正确的( C)。4．操作系统提供给编程人员的唯一接口是7系统调用。p22 A.就绪->运行 B.运行->就绪 C.就绪->阻塞 D.阻塞->就绪5．重定位是指程序的8虚拟地址到实地址的转换，根据定位时机可分为静态重定位和14. 下列不属于排除死锁的方法是( D ) 9动态地址重定位两种。 A.预防 B.回避 C.检测和恢复 D.加锁 6．1．实现临界区互斥的方法有开关中断法、10加锁和PV操作法。15．在下列操作系统的各个功能组成部分中，（A）不需要硬件的支持。7．每个索引文件都必须有一张11索引表，其中每个登记项用来指出一个A、进程调度B、时钟管理C、地址映射D、中断系统逻辑记录的12物理块号。16．进程可由就绪状态转到（A）状态。 8．打开文件的主要工作是把文件13 目录读入内存。 A. 执行 B. 创建 C. 封锁 D. 终止 9．进程存在的唯一标志是进程14 控制块（PCB）17．产生死锁的必要条件不包括（D）。 10．进程运行满一个时间片后让出中央处理器，它的状态应变为15就绪状态 A. 互斥作用 B. 非剥夺分配 C. 部分分配 D. 非环路条件11．并发程序中涉及共享变量访问操作的程序段被称为16 临界区。18．下列哪项不是进行存储管理的目的（D）。 12．每执行一次P操作，信号量的数值S减1。若S=0，则该进程17继续执行； A. 提高存储利用率 B. 防止用户破坏操作系统若S<0，则该进程18 被阻塞后进入等待队列。 C. 防止用户相互干扰 D.为了使用Spooling 13．CPU的工作分为19管态和目态两种，在20目态下不能执行特权指令。P147 19. 通道在输入输出操作完成或出错时，就形成（D）等待CPU来。 A．硬件故障中断B．程序中断C．外部中断D．I／O中断 二、选择题(每题1分，共30分，请在答题纸上写出每题对应的答案) 20．文件系统采用二级文件目录可以（D）。 1.系统在（C）时，发生从用户态到核心态的转换．A．缩短访问存储器的时间? B. 实现文件共享 A、发出P操作 B、发出V操作 C. 节省内存空间 D. 解决不同用户间的文件命名冲突 C、执行系统调用 D、执行中断21．用户要在程序一级获得系统帮助，必须通过（D）。 2．已经获得除（C）以外的所有资源的进程处于就绪状态。A．进程调度B．键盘命令C．作业调度D．系统调用A．打印机B．存储器C．CPU D．磁盘空间22．下列不属于一级目录结构特点的有（D）。 3．动态重定位技术依赖于（B）．A．一个文件卷只有一张目录表B．安全性差 A、重定位装入程序 B、重定位寄存器C．有重名问题D．系统建有一张主目录表 C、地址机构 D、目标程序23．操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，它不能被系统中断，4．分段管理提供（B）维的地址结构。在操作系统中称为（B）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 A．初始化程序B．原语C．子程序D．控制模块5．（A ）是指有关操作系统和其他系统程序组成的文件。24．在一段时间内，只允许一个进程访问的资源称为（C）。 A. 系统文件 B. 档案文件 C. 用户文件 D. 顺序文件A．共享资源B．临界区?C．临界资源D．共享区
哈工大自动控制原理大 作业 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称：自控控制原理大作业 设计题目：控制系统的矫正 院系：自动化测试与控制系 班级： 设计者： 学号： 指导教师：强盛 设计时间： 2016.12.21 哈尔滨工业大学 题目8 8. 在德国柏林，磁悬浮列车已经开始试验运行，长度为 1600m的M-Bahn号实验线路系统代表了目前磁悬浮列车的发展水平。自动化的磁悬浮列车可以在较短的时间内正常运行，而且具有较高的能量利用率。车体悬浮控制系统的框图模型如图 8 所示，试设计一
个合适的校正网络，使系统的相位裕度满足45°≤ γ ≤55°，并估算校正后系统的阶跃响应。 图 8 题 8 中磁悬浮列车悬浮控制系统 一、人工设计 利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图，并确定出 校正装置的传递函数。验算校正后系统是否满足性能指标要求。 1)未校正系统的开环频率特性函数应为： γ0(γγ)= 1 γ2(γ+10) 2)未校正系统的幅频特性曲线图如下： 由图中可以得出: γγ=√γ=0.316 rad/s 对应的相位裕度为: γ(γγ)=180°?180°?arctan( γγ 10 )=?1.81° G c(s) 1
3)超前校正提供(m)=50° 4)γ?1 γ+1 =γγγ50°解得 a=7.5 5)?10γγγ=?8.75γγ,得到γγ=0.523 rad/s 6)1 γ=√γγγ=1.43 rad/s 1 γγ =0.19 rad/s 7)γγ(γ)=1+5.3γ 1+0.7γ 二、计算机辅助设计 利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试 g = tf(1,[1 10 0 0]); gc = tf([5.3 1],[0.7 1]); ge = tf([5.3 1],conv([0.7 1],[1 10 0 0])); bode(g,gc,ge); grid legend('uncompensated','compensator','compensated') [kg,r,wg,wc]=margin(ge)
5 自动控制原理1 单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对 动态特性进行研究，称为（ C ） A. 系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2?惯性环节和积分环节的频率特性在（ A ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ C ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. 3从0变化到+8时，延迟环节频率特性极坐标图为（ A ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电 动机可看作一个（B ） 统临界稳定。 有（C ） A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6.若系统的开环传递函数为 s(5s 10 2 —，则它的开环增益为 2） 7. 8. 9. A.1 二阶系统的传递函数 B.2 G(s) A.临界阻尼系统 若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 2 s B.欠阻尼系统 Z 不变，提高 C.5 5 D.10 3n , 一阶微分环节G （s ） 1 Ts ，当频率 A.45 ° B.-45 ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ A.振荡次数越多 ，则该系统是（ 2s 5 C. 过阻尼系统 则可以（B ） B. 减少上升时间和峰值时间 D. 减少上升时间和超调量 1 . T 时，则相频特性 G （ j ）为（A ） C. 90 ° D ） B.稳定裕量越大 D.稳态误差越小 D.零阻尼系统 D.-90 ° 11.设系统的特征方程为 D s s 4 8s 3 17s 2 16s 则此系统 （A ） 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: s(s 1）（s 5），当k =（ C ）时， 闭环系 A.10 B.20 C.30 D.40 4 13.设系统的特征方程为 Ds 3s 3 10s 5s 2 0,则此系统中包含正实部特征的个数 A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为 2 ，当输入为单位阶跃时，则其位置误 s 6s s 差为（C ）
填空： 1、银行家算法在解决死锁问题中是用于避免死锁的. 2、利用共享文件进行进程通信的方式被称为管道。 3、系统调用与一般调用的最大区别就在于：调用程序是运行在用户态，而被调用程序是运行在__核心___态。 4、有序分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的__循环等待__条件不成立。 5、正在执行的进程由于其时间片用完被暂停执行，此时进程应从执行状态变为_就绪____状态。 6、Belady现象。 7、使用位示图(20行,30列)表示空闲盘块的状态。当分配的盘块号为235时，其在位示图中的列数为______。（提示：行为1~20，列为1~30，首盘块号为1） 8、UNIX系统中文件的物理结构一般采用_________。 9、在内存分配的“首次适应法”中，空闲块是按地址递增递增进行排序的。 10、在有m个进程的系统中出现死锁时，参与死锁进程的个数最少是__2_ 11、实时系统按应用领域分为硬实时和软实时两种。 12、操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源。 13、进程在执行过程中有三种基本状态，它们是阻塞、就绪 、执行。 14、存储管理中，对存储空间的浪费是以内部碎片和外部碎片两种形式表现出来。 15、在一个单CPU系统中，若有五个用户进程。假设当前系统为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有 4 个，最少有0 个。
16、有m个进程共享一个临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则该信号量取值最大为 1 ，最小为-(m-1) 17、进程的调度方式有两种，分别是非抢占式和抢占式方式。 18、操作系统的四大资源管理功能是处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。 19、进程在执行过程中有三种基本状态，它们是阻塞、就绪、执行。 20、有m个进程共享一个临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则该信号量取值最大为 1 ，最小为-（m-1）。 21、存储管理中，对存储空间的浪费是以内部碎片和外部碎片两种形式表现出来。 22、引起中断发生的事件称为中断。 23、通道是一个独立于CPU的、专门用来管理I/O设备的处理机。 24、在用位示图管理磁盘存储空间时，位示图的尺寸由磁盘的决定。 25、操作系统通过FCB 感知文件的存在。 26、允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理操作系统为批处理操作系统_。 27、进程由程序段、数据段、PCB 三部分组成 28、设系统中有N个进程，则系统中处于就绪状态的进程最多为__n-1____个。 29、用信号量S实现对系统中5台打印机的互斥使用，S.value的初值应设置为__5__，若S.value的当前值为-1，则表示S.L队列中有___1_个等待进程。 30、预防死锁的预先分配法和有序分配法，它们分别破坏了产生死锁四个必要条件中的___请求和保持_____条件和__循环等待______条件。 31、分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是__就绪状态___。