第六章小地区控制测量
?宋建学教授
?郑州大学土木工程学院施工教研室主任?郑州大学土木工程学院测量实验室主任
?2008-1
第6章小地区控制测量（4学时）
内容：各级控制网的概念和原理，导线控制网的建立，三、四等水准测量程序，全站仪三角高程测量。
理解：各级控制网的概念和原理
熟悉：全站仪三角高程测量的方法
掌握：导线测量的外业和内业，四等水准测量程序和数据处理方法。
6.1 概述
在工程测量中，为了限制误差的传播范围，满足测定和测设的精度要求，也为了使分区的测量能够拼接成整体或使整体的工程能够分区放样，就必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，先在测区内选定一些对整体测量具有控制作用的点（称为控制点），并依此建立控制网。
用较精密的仪器和方法测定各控制点的平面位置和高程，然后根据控制网进行碎部测定和测设。
平面控制网示意图高程控制网示意图
建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。三
角测量(triangulation survey )就是在地面上布设一系列连
续三角形，采用测角及量边的方式测定各三角形顶点水平
位置的方法，于1617年由荷兰W.斯涅耳首创。
水平角观测是三角测量的关键性工作，除此之外，还要选择一些三角形的边作为起始边，测量其长度和方位角。起始边的长度过去用基线尺丈量，20世纪50年代后改用电磁波测距仪直接测量。起始边的方位角用天文测量方法测定。从一个起始点和起始边出发，利用观测的角度值和边长，逐一推算各边的长度和方位角，再进一步推算各三角形顶点在大地坐标系中的水平位置。
三角测量的特点是测角工作量大，而量边工作量小，适用于通视条件好但地形复杂，测距不便的环境。
一等三角锁是国家平面控制网的骨干。二等三角网
布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。
三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。
一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。
建立国家高程控制网，采用精密水准测量方法。
6.2导线测量
6.2.1、导线网
将测区内相邻控制点连成折线从而构成的线路，称为导线(traverse)。这些控制点，称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值，根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。
用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线，若用光电测距仪测定导线边长，则称为电磁波测距导线。
不同类型的导线，其精度控制指标不同。
导线测量是建立小地区平面控制网惯用的方法，特别适用于城市范围内地物分布较复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区等。根据测区的不同情况和要求，导线可布设成下列三种形式：
（1）、闭合导线; （2）、附合导线 ; （3）、支导线（1）、闭合导线
起讫于同一已知点的导线，称为闭合导线。导线从已知高级控制点B和已知方向AB出发，经过1、2、3、4点，最后仍回到起点B，形成一闭合多边形。构建闭合导线是因为它本身存在着严密的几何条件，具有检核功能。
（2）、附合导线
布设在两已知点间的导线，称为附合导线。
如图所示，导线从一高级控制点A和已知方向BA出发，经过1、2，3、4点，最后附合到另一已知高级控制点C和已知方向CD。此种布设形式，也具有检核观测成果的作用。
（3）、支导线
由一已知点和一已知方向出发，既不能附合到另一已知点和方向，也不便回到起始点的导线称为支导线。
因支导线缺乏检核条件，故其边数不应超过4条。
用导线测量方法建立小地区平面控制网，通常分为一级导线、二级导线、三级导线和图根导线等几个等级。导线测量的主要技术要求见表
6.2.2、导线测量外业工作
导线测量的外业工作包括：踏勘选点及建立标志，量边，测角和连测等。
（1）、踏勘选点及建立标志
选点前，应调查搜集测区已有地形图和高一级的控制点成果资料，把控制点展绘在地形图上，然后在地形图上拟定导线的布设方案，最后到野外去踏勘，实地核对，修改、落实点位和建立标志。如果测区没有地形图资料，则需详细踏勘现场，根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理选定导线点的位置。
实地选点时，应注意下列几点：
(a)、相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距；
(b)、点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器；
(c)、视野开阔，便于施测碎部；
(d)、导线各边的长度应大致相等，除特殊情形外，应不
大于350m，平均边长符合“主要技术要求表”的规定。
(e)、导线点应有足够密度，分布均匀，能控制整个测区。
导线点选定后，要在每一个点位上打一大木桩，其周围浇灌一圈混凝土，桩顶钉一小钉，作为临时性标志。若导线点需要保存较长时间，就要埋设混凝土桩，桩顶刻“十”字，作为永久性标志。导线点应统一编号。为了便于寻找，应量出导线点与附近固定而明显的地物点的距离，绘一草图，注明尺寸，称为点之记（node description）。
自动控制原理》第01 章在线测试剩余时间：46:37 答题须知： 1 、本卷满分20 分 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。第一题、单项选择题（每题 1 分，5 道题共5分） 1、线性系统和非线性系统的根本区别在于 A、线性系统有外加输入，非线性系统无外 B、线性系统无外加输入，非线性系统有 外 加输入。加输入。 C、线性系统满足迭加原理，非线性系统不 D、线性系统不满足迭加原理，非线性系 统 满足迭加原理。满足迭加原理。 2、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 A、代数方程 B、特征方程 C、差分方程 D、状态方程 3、根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 A、恒值控制系统、随动控制系统和程序控 B、反馈控制系统、前馈控制系统前馈— 反 制系统馈复合控制系统 C、最优控制系统和模糊控制系统 D、连续控制系统和离散控制系统 4、 A、B、 C、D、 5、下列系统中属于开环控制的为 A、自动跟踪雷达 B、无人驾驶车 C、普通车床 D、家用空调器 第二题、多项选择题（每题 2 分，5 道题共10分） 1、下列系统不属于程序控制系统的为 A、家用空调器 B、传统交通红绿灯控制
C、普通车床 D、火炮自动跟踪系统 2、下列系统不属于随动控制系统的为 A、家用空调器 B、家用电冰箱 C、自动化流水线 D、火炮自动跟踪系统 3、下列是自动控制系统基本方式的是 A、开环控制 B、闭环控制 C、前馈控制 D、复合控制 4、下列属于自动控制系统的基本组成环节的是 A、被控对象 B、被控变量 C、控制器 D、测量变送 5、自动控制系统过渡过程有 A、单调过程 B、衰减振荡过程 C、等幅振荡过程 D、发散振荡过程 第三题、判断题（每题 1 分，5道题共 5 分）1、自动控制系统不稳定的过渡过程是发散振荡过程
控制理论与控制工程专业解析 一、专业介绍 控制理论与控制工程隶属于控制科学与工程一级学科 1、研究方向 目前，各大院校与控制理论与控制工程专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以哈尔滨工程大学为例，该学科当前的主要研究方向: 01先进控制理论及应用 02船舶运动控制 03船海工程动力定位 04机器人与智能控制 05自主水下航行器控制 06核动力工程与控制 2、培养目标 控制理论与控制工程专业的硕士学位获得者必须掌握控制科学与工程学科的坚实的基础理论和系统的专业知识，了解自动控制领域的最新发展动向，能创造性地研究和解决与本学科有关的理论和实际问题，具有一定的独立从事科学研究和管理工作的能力，至少掌握一门外国语，能熟练地阅读专业文献资料，并具有一定的外语写作能力和进行国际学术交流的能力。 3、专业特色 本专业最突出的特点是控制理论与工程实际的紧密结合，培养的研究生既具有较高的控制理论水平，又具有很强的工程综合和计算机应用能力。学科以工程领域内的控制系统为主要研究对象，采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等，研究系统的建模、分析、控制、设计和实现的理论、方法和技术。 4、考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日语任选其一 ③301数学一 ④809自动控制原理 （注：以上以哈尔滨工程大学为例，各院校在考试科目中有所不同） 二、推荐院校 控制理论与控制工程硕士全国招生较强的单位有清华大学、浙江大学、上海交通大学、东北大学、东南大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、华南理工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学、中南大学、西安交通大学、燕山大学、大连理工大学、上海大学、广东工业大学、山东大学、中国科学技术大学、吉林大学、大连海事大学、同济大学、北京科技大学、湖南大学、郑州大学、天津大学、重庆大学、浙江工业大学、南开大学、北京大学 三、就业方向 本专业培养的研究生可胜任本专业或相邻专业的教学、科研以及相关的技术、管理及研究工作。有些方向的毕业生在西门子、霍尼韦尔、和利时等自动化企业工作。控制理论与控制工程是个典型的工科专业，对动手能力的要求很高，毕业后从事科研技术工作的人员很多。
郑州大学 2005年硕士研究生入学考试试题 试题名称： 自动控制原理（A ） 第 1 页 共3 页 一、（16分）已知线性连续系统和线性离散系统的结构图分别如图1的（a ）和（b ）所示。 （1）写出图1（a ）系统的等效传递函数) () (s R s C 。（8分） （2）写出图1（b ）系统的输出z 变换表达式)(z C 。（8分） (R ) (a ) (b ) 图1 二、（15分）设单位反馈系统的开环传递函数1 2 ) 1()(2 3++++= s as s s K s G ，若系统以2=ωs rad 的频率持续振荡，试确定相应的a 和K 值。 三、（12分）某仪表随动系统结构如图2所示。设输入信号为264)(at t t r ++=，若该系统的最大工作时间为1.5s ，现要求系统在工作期间误差不超过2.5，问输入信号中的加速度分量参数a 应如何选取？ (r ) 图2 答案必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上不给分；答题纸上写明考试科目。 试题名称：自动控制原理（A ） 第 2 页 共 3页
四、（18分）已知单位反馈系统如图3所示。 （1）画出以k 为参数变量的根轨迹图。（7分） （2）若系统的一个闭环极点是5-=s ，求另外两个闭环极点的位置。（6分） （3）在（2）的情况下，系统是否存在主导极点？若存在，写出简化后的闭环传递函数。（5分） (r ) 图3 五、（20分）已知最小相位系统开环渐近对数幅频特性曲线如图4所示。 （1） 写出系统的开环传递函数。（6分） （2） 利用相角裕度判断系统的稳定性。（6分） （3） 若要求系统具有30o的相角裕度，试确定开环放大倍数应如何改变？（8 分） 图4 六、（14分）已知两个最小相位系统的开环渐近对数幅频特性如图5所示。试问在系统（a ）中加入怎样的串联环节可以达到特性（b ）。 图5 答案必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上不给分；答题纸上写明考试科目。 试题名称：自动控制原理（A ） 第 3页 共 3 页 七、（15分）已知采样控制系统结构如图6所示。设采样周期s 4.0=T ， （1） 求使系统稳定的K 值范围。（5分） （2） 去掉系统的零阶保持器，再求K 的稳定范围。（5分） （3） 说明零阶保持器的引入对系统稳定性的影响。（5分）
电气工程学院课程设计报告 课程名称：自动控制理论 设计题目： KSD-1型晶闸管直流随动 控制系统的分析与校正专业：自动化 班级：四班学号：20110220442 学生姓名：张玉龙 时间：2014年3月20日 ——————以下由指导教师填写——————分项成绩：出勤成品答辩及考核 总成绩：总分成绩 指导教师（签名）：
前言 KSD-1型晶闸管直流随动系统是按输入角度与反馈角度之间的偏差原理进行的。它采用自整角机作位置测量元件，，晶闸管作功率放大元件和直流伺服电动机作执行元件，属小功率随动系统，为了提高系统的稳定性和动态品质，在系统中加入PID串联或并联校正装置。 该装置性能指标为: (1)静态位置误差e0≦0.5o (2)系统速度误差e sr≦1o(最大速度为50o/s) (3)超调量M p≦30% (4)振荡次数N≦2 (5)过度过程时间t p≦0.7s 目录 一、KSD-1随动系统工作原理 二、KSD-1性能指标（校正后） 三、随动系统方块图 四、系统中有关环节的传递函数 五、系统的闭环方框图 六、对系统进行校正的过程 七、参考文献 附1：matlab程序 附2 : 对串联校正装置的建议
一、KSD-1工作原理 KSD-1型随动系统是采用自整角机作为反馈元件，线性运算放大器作为放大元件，可控硅作为功率放大元件，直流伺服电动机作为执行元件的小功率随动系统，为了改善系统的动态品质指标，采用了直流测速发电机反馈作为并联校正。用电压放大器作为有源串联校正器。 本系统是采用电枢控制直流伺服电动机的随动系统，系统采用变压式自整角机对，用来测量两个机械轴的转角差，当系统静止时两个自整角机转子相对于三相绕组的夹角之差为零。两个自整角机处于平衡状态，自整角接收机S的输出绕组没有电压输出，整个系统处于协调状态，假设系统有一输入角θ，这时自整角机输出轴的转子相对于三相绕组的夹角不为零，于是自整角接收机的输出绕组就输出误差电压U c，通过输出变压器加到全波桥式相敏整流器上，相敏整流器输出直流时，脉动很大，必须通过低通滤波器消除不必要的频率成分，取出近似正比于误差角的直流有效讯号，加到线性组件K o的反相输入端，经过电压放大后，加到同相器TX和反相器PX的同相和反相输入端作为SCR控制脚的控制信号，经触发陷入CP1或CP2产生触发脉冲，去触发可控硅，由可控硅功率放大器输出控制伺服电动机转动，经减速器i同时带动自整角机接收机Sc的转子转动，直至Sc跟上Sr的转角后，系统重新处于平衡，为了使系统正常工作，改善系统的动态品质指标，必须加入串联校正装置或者并联校正装置。 二KSD-1型随动系统性能指标（校正后）该装置性能指标为: (1)静态位置误差e0≦0.5o (2)系统速度误差esr≦1o(最大速度为50o/s) (3)超调量Mp≦30%
《自动控制原理》郑大在线测试全集答案
《自动控制原理》第01章在线测试剩余时间：59:48 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、线性系统和非线性系统的根本区别在于 A、线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入。 B、线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。 C、线性系统满足迭加原理，非线性系统不满足迭加原理。 D、线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。 2、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 A、代数方程 B、特征方程 C、差分方程 D、状态方程 3、根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 A、恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统 B、反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C、最优控制系统和模糊控制系统 D、连续控制系统和离散控制系统4、 A、B、 C、D、 5、下列系统中属于开环控制的为 A、自动跟踪雷达 B、无人驾驶车 C、普通车床 D、家用空调器 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、下列系统不属于程序控制系统的为 A、家用空调器 B、传统交通红绿灯控制 C、普通车床 D、火炮自动跟踪系统 2、下列系统不属于随动控制系统的为 A、家用空调器 B、家用电冰箱 C、自动化流水线 D、火炮自动跟踪系统 3、下列是自动控制系统基本方式的是 A、开环控制 B、闭环控制 C、前馈控制
D、复合控制 4、下列属于自动控制系统的基本组成环节的是 A、被控对象 B、被控变量 C、控制器 D、测量变送 5、自动控制系统过渡过程有 A、单调过程 B、衰减振荡过程 C、等幅振荡过程 D、发散振荡过程 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、自动控制系统不稳定的过渡过程是发散振荡过程 正确错误 2、家用电冰箱属于闭环控制系统 正确错误 3、火炮自动跟踪系统属于随动控制系统 正确错误 4、离散控制系统为按照系统给定值信号特点定义的控制系统 正确错误 5、被控对象是自动控制系统的基本组成环节 正确错误 《自动控制原理》第02章在线测试剩余时间：58:10 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、以下关于传递函数局限性的描述,错误的是 A、仅适用于线性定常系统 B、只能研究单入、单出系统 C、只能研究零初始状态的系统运动特性 D、能够反映输入变量与各中间变量的关系 2、典型的比例环节的传递函数为 A、K B、1/S C、1/(TS+1) D、S 3、以下关于传递函数的描述,错误的是 A、传递函数是复变量s的有理真分式函数 B、传递函数取决于系统和元件的结构和参数,并与外作用及初始条件有关
控制科学与工程 是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 相关学科关系 本学科在本科阶段叫自动化，研究生阶段叫控制科学与工程，本学科下设的六个二级学科：“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”和“企业信息化系统与工程”。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。
本表所统计专业课的仅是“0811 控制科学与工程”一级学科下属的几个专业（二级学科）。双控=控制理论与控制工程；检测=检测技术与自动化装置；系统=系统工程；模式=模式识别与智能系统；导航=导航、制导与控制；复试——指的是复试笔试科目。 此仅为部分重点院校或重点专业；部分学校的同一名称的专业分布在不同的学院，也一并列出。还有若干学校复试信息不完全，请予以补充；如果信息有误，请指明。 北京工业大学 421自动控制原理 复试：1、电子技术2、计算机原理 北京航空航天大学 [双控] 432控制理论综合或433控制工程综合 [检测] 433控制工程综合或436检测技术综合 [系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计 [模式] （自动化学院）433控制工程综合或436检测技术综合、（宇航学院）423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合 [导航] （自动化学院）432控制理论综合或433控制工程综合、（宇航学院）431自动控制原理 复试：无笔试。1) 外语口语与听力考核；2) 专业基础理论与知识考核；3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核；4) 综合素质与能力考核 北京化工大学 440电路原理 复试：综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理) 注：数学可选择301数学一或666数学（单） 北京交通大学 [双控/检测]404控制理论 [模式]405通信系统原理或409数字信号处理 复试： [电子信息工程学院双控]常微分方程 [机械与电子控制工程学院检测]综合复试（单片机、自动控制原理） [计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统 北京科技大学 415电路及数字电子技术(电路70%，数字电子技术30%) 复试： 1.数字信号处理 2.自动控制原理 3.自动检测技术三选一 北京理工大学 410自动控制理论或411电子技术（含模拟数字部分） 复试：微机原理+电子技术（初试考自动控制理论者）、微机原理+自动控制理论（初试考电子技术者）、运筹学+概率论与数理统计。 北京邮电大学
郑州大学自动控制理论 （A/B 卷 闭卷） 考试时间 100分钟 考生注意事项：1、本试卷共 2 页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 3、答案请写在答题纸之密封线内和纸卷正面，否则不记分。 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、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 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。 8、PI 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 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。
二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、 型别2
《自动控制原理》第01章在线测试 剩余时间： 46:37 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、线性系统和非线性系统的根本区别在于 A 、线性系统有外加输入，非线性系统无外 加输入。 B 、线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入。 C 、线性系统满足迭加原理，非线性系统不 满足迭加原理。 D 、线性系统不满足迭加原理，非线性系统满足迭加原理。 2、令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的 A 、代数方程 B 、特征方程 C 、差分方程 D 、状态方程 3、根据输入量变化的规律分类，控制系统可分为 A 、恒值控制系统、随动控制系统和程序控 制系统 B 、反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统 C 、最优控制系统和模糊控制系统 D 、连续控制系统和离散控制系统 4、 A 、 B 、 C 、 D 、 5、下列系统中属于开环控制的为
A、自动跟踪雷达 B、无人驾驶车 C、普通车床 D、家用空调器第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、下列系统不属于程序控制系统的为 A、家用空调器 B、传统交通红绿灯控制 C、普通车床 D、火炮自动跟踪系统 2、下列系统不属于随动控制系统的为 A、家用空调器 B、家用电冰箱 C、自动化流水线 D、火炮自动跟踪系统 3、下列是自动控制系统基本方式的是 A、开环控制 B、闭环控制 C、前馈控制
D、复合控制 4、下列属于自动控制系统的基本组成环节的是 A、被控对象 B、被控变量 C、控制器 D、测量变送 5、自动控制系统过渡过程有 A、单调过程 B、衰减振荡过程 C、等幅振荡过程 D、发散振荡过程 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、自动控制系统不稳定的过渡过程是发散振荡过程 正确错误2、家用电冰箱属于闭环控制系统 正确错误3、火炮自动跟踪系统属于随动控制系统 正确错误
第1章绪论 教学内容 首先介绍智能控制与传统控制的密切关系，然后讨论智能控制的定义及构成，最后阐述智能控制的几个重要分支。 教学重点 掌握智能控制的主要分支及控制思想 。 教学难点 对智能控制的定义及其内涵的准确把握和理解。 1.1 智能控制的基本概念： 智能控制是自动控制发展的高级阶段，是人工智能、控制论、系统论和信息论等多种学科的高度综合与集成，是一门新的交叉前沿学科。从广义上讲，智能控制是研究对复杂的不确定性被控对象（过程）采用人工智能的方法有效地克服系统的不确定性，使系统从无序到期望的有序状态转移的方法及其规律。 智能控制已经出现了相当长的一段时间，并且已取得了初步的应用成果。但是究竟什么是“智能”，什么是“智能控制”等问题，至今没有统一的明确定义。归纳各种说法，主要有四种说法：z定义一：智能控制就是由一台智能机器自主地实现其目标的过程。而智能机器则定义为，在结构化或非结构化的、熟悉的或陌生的环境中，自主地或与人交互地执行人的任务。
z定义二：K.J.Astron则认为，把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟，并用于控制系统的分析与设计中，以期在一定程度上实现控制系统的智能化，这就是智能控制。 K.J.Astron还认为自调节控制、自适应控制就是智能控制的低级体现。 z定义三：智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制，也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。 z定义四：智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。 1.2 智能控制系统的特点： 同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合制过程，也往往是那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数字过程，并以知识进行推理，以启发引导求解过程； z智能控制的核心在高层控制，即组织级； z智能控制器具有非线性特性； z智能控制具有变结构特点； z智能控制器具有总体自寻优特性； z智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求； z智能控制是一门边缘交叉学科； z智能控制是一个新兴的研究领域。
自动控制理论课程设计 院系：电气工程学院自动化专业年级：2010级 班级：自动化三班 姓名： 学号：
KSD-1型晶闸管直流随动系统分析与校正 一、该装置特点及性能指标： KSD-1型晶闸管直流随动系统是按输入角度与反馈角度之间的偏差原理进的。它 采用自整角机作位置测量元件，晶闸管做功率放大元件和直流伺服电动机做执行元件，属小功率随动系统，为了提高系统稳定精度和动态品质，在系统中加入PID 串联或并联校正装置。 该装置性能指标： （1）输入轴最大变化速度50度/秒；最大角速度50度/s 2 。 （2）静态误差不大于0.5度。 （3）振荡次数小于2次。 （4）超调量≤30%。 （5）调节时间≤0.7s ； （6）系统速度误差≤1度（最大速度50度/秒），r=50t 。 二、装置工作原理及主要环节数学模型的求取 KSD-1型随动控制系统主要由自整角机、相敏整流、滤波器、电压放大、可控 硅功率放大器、电动机和减速器这几个环节构成。 （1）自整角机 变压器式自整角机对，用于测量两个机械轴的转角差。假设：系统的输入 角 ；输出角 θ2，θ 为系统的误差角： 在发送机 的激磁绕组上加交流电压 则在接收机 的变压器绕组上输出的感应电势为 接收机的感应电势 通常随动系统工作期间，失调角θ 是比较小的，输出电压曲线可看成直线 自整角机对的传递函数可以看作一个线性放大环节 1θ1 θ2 θr S c S 变压器式子整角机对的原理图 接收机 发送机 ) (t e r ) (t u r t U t U m r ωθsin sin )(??=t E t e r r ωsin )(?=21θθθ-=r S c S θ sin )(?=m r U t U θ ?=m r U t U )(0 1)(=??= θθ r U s K 自整角机对的输出特性