自动控制原理B卷(第二版 余成波)
自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第5章习题解答
第5章频率特性法频域分析法是一种图解分析法，可以根据系统的开环频率特性去判断闭环系统的性能，并能较方便地分析系统参量对系统性能的影响，从而指出改善系统性能的途径，已经发展成为一种实用的工程方法，其主要内容是：1）频率特性是线性定常系统在正弦函数作用下，稳态输出与输入的复数之比对频率的函数关系。
频率特性是传递函数的一种特殊形式，也是频域中的数学模型。
频率特性既可以根据系统的工作原理，应用机理分析法建立起来，也可以由系统的其它数学模型（传递函数、微分方程等）转换得到，或用实验法来确定。
2）在工程分析和设计中，通常把频率特性画成一些曲线。
频率特性图形因其采用的坐标不同而分为幅相特性(Nyquist图)、对数频率特性(Bode图)和对数幅相特性(Nichols图)等形式。
各种形式之间是互通的，每种形式有其特定的适用场合。
开环幅相特性在分析闭环系统的稳定性时比较直观，理论分析时经常采用；波德图可用渐近线近似地绘制，计算简单，绘图容易，在分析典型环节参数变化对系统性能的影响时最方便；由开环频率特性获取闭环频率指标时，则用对数幅相特性最直接。
3）开环对数频率特性曲线(波德图)是控制系统分析和设计的主要工具。
开环对数幅频特性L(ω)低频段的斜率表征了系统的型别(v)，其高度则表征了开环传递系数的大小，因而低频段表征系统稳态性能；L(ω)中频段的斜率、宽度以及幅值穿越频率，表征着系统的动态性能；高频段则表征了系统抗高频干扰的能力。
对于最小相位系统，幅频特性和相频特性之间存在着唯一的对应关系，根据对数幅频特性，可以唯一地确定相应的相频特性和传递函数。
4）奈奎斯特稳定性判据是利用系统的开环幅相频率特性G(jω)H(jω)曲线，又称奈氏曲线，是否包围GH平面中的(－l，j0)点来判断闭环系统的稳定性。
利用奈奎斯特稳定判据，可根据系统的开环频率特性来判断闭环系统的稳定性，并可定量地反映系统的相对稳定性，即稳定裕度。
稳定裕度通常用相角裕量和幅值裕量来表示。
大学教材课后习题答案免费下载链接下部
大学教材课后习题答案免费下载链接（上中下）190-290本资料由上网购返利网分享汽车理论习题答案(考研_作业).pdf→→/s/1zobam汽车理论第五版_课后习题答案(正确).pdf→→/s/1o67DaHk波动习题答案.pdf→→/s/1pJDGFyj泵与风机课后习题答案.pdf→→/s/1gdBph3H 流体力学习题解答李晓燕吴邦喜.pdf→→/s/1qWM2gAo液压与气压传动习题答案.pdf→→/s/1bnksUmV物理化学第五版习题解答（上下册）.pdf→→/s/1sjvvFPj物理学教程第二版马文蔚下册课后答案完整版_cropped.pdf→→/s/1sj98Mct物理学第五版上册习题答案.pdf→→/s/1jG1F9NS王勖成《有限单元法》1-5章课后习题答案.pdf→→/s/1nt8vc3B理论力学教程_第三版_周衍柏_课后习题答案_总汇(1).pdf→→理论力学教程_第三版_周衍柏_课后习题答案_总汇.pdf→→/s/1eQABmxW电力系统分析课后习题答案.pdf→→/s/1bngpktD电动力学习题答案chapter5.pdf→→/s/1pJ7AZ5x电子商务法律与法规综合复习题与答案.pdf→→/s/1c0nEFUo电子测量技术基础课后习题答案上1,2,5,6,7,8.pdf→→/s/1hq3f7Is电子线路习题答案梁明理版.pdf→→/s/1bn5rEIr电工学简明教程（第二版）学习辅导与习题解答.pdf→→/s/1mgHQ6xi电机与拖动基础第三版李发海答案（全）.pdf→→/s/1dD25KyP电气测试技术第三版_课后习题答案%28林德杰%29.pdf→→/s/1jGwVRE2电磁场与电磁波习题答案 (6).pdf→→/s/1bnrK3pX电磁场与电磁波习题答案 (7).pdf→→电磁场与电磁波习题答案 (8).pdf→→/s/1mgLUqCC电磁场与电磁波习题答案 .pdf→→/s/1hqsqmX2电磁场与电磁波习题答案2.pdf→→/s/1pJDGF0n电路(第五版)_课后习题答案(全)].邱关源_罗先觉_高等教育出版社.pdf→→/s/1sjtZPBR电路与电子学模拟复习题答案.pdf→→/s/1pJvzN6r电路第五版课后习题答案上册.pdf→→/s/1jG3bA30电路第五版课后习题答案下册.pdf→→/s/1jGn22Ke病理学试题库及答案.pdf→→/s/1hqp80wW 看完包过江苏材料员习题和答案——本人亲自考过.pdf→→/s/1qWyL8IS离散数学课后习题答案_屈婉玲(高等教育出版社).pdf→→/s/1gdghe9t算法导论课后习题与思考题答案合集.pdf→→/s/1pJqaiQf粤教版高中物理必修一课后习题答案(1~4章).pdf→→/s/1gdoU5qF线性代数习题册答案(理）.pdf→→/s/1dD5n9ZV线性代数习题解答.pdf→→/s/1i3JY7PV线性规划习题答案.pdf→→/s/1hqiMQ00组合数学课后习题答案.pdf→→/s/1hqwuajE 组合逻辑电路课后习题答案.pdf→→/s/1bnnaNwF经典国外教材atkins物理化学第七版课后习题答案.pdf→→/s/1i39jobj经济学原理习题解答第五版%28微观、宏观）.pdf→→/s/1sjm8rKT经济应用数学（三）概率论与数理统计修订版（袁荫棠编）习题答案.pdf →→/s/1ntsgiBR结构力学上龙驭求包世华课后习题答案.pdf→→/s/1eQiQVAU结构力学答案（全）.pdf→→/s/1qW2Pud2结构力学课后习题答案.pdf→→/s/1kTKA1sN 结构力学龙驭球习题解答(ch2~ch3).pdf→→/s/1eQ676WM结构化学基础第四版习题答案.pdf→→/s/1jGkKEDw罗默《高级宏观经济学》课后习题答案中文版（金圣才主编）.pdf→→/s/1c0h9fxe考研数学一历年真题答案(2002-2011).pdf→→/s/1qWoCltU胡寿松《自动控制原理》(第四版)课件_习题答案.pdf→→/s/1o6qcjqy自动控制原理习题解答(第二版）(余成波_张莲_胡.pdf→→/s/1pJsHZ0R自动控制原理习题解答.pdf→→/s/1bn3VJPH 船舶结构力学—课后习题答案.pdf→→/s/1lBC6西安理工大学_供电技术习题答案_机械工业出版社_第四版.pdf→→/s/1kTyVJSz西方经济学简明教程（第七版）习题参考答案.pdf→→/s/1bnmuORd计算机组成原理习题答案.pdf→→/s/1pJAYQQv计算机组成原理课后习题答案.pdf→→/s/1o68tfcA计算机编译原理课后习题答案第三版张幸儿.pdf→→/s/1eQikYlW计算机网络(第4版)习题答案(中文版).pdf→→/s/1dDcNuTj计算机网络(第五版)习题答案_谢希仁.pdf→→/s/1dDmWLJb计算机网络第四版习题答案(第五版上的很多题在这都能找到答案）.pdf→→/s/1qWnqs0G计量经济学习题与解答于俊年主编对外经济贸易大学出版社.pdf→→/s/1i3hyUTv证券交易习题大全与答案.pdf→→/s/1o6NSibo证券投资基金章节习题及答案.pdf→→/s/1mgFiKWS课后习题答案(叶见曙主编结构设计原理1-9章).pdf→→/s/1pJ6Vfp5贾俊平_统计学_第四版_习题答案.pdf→→/s/1jG9hn0M软件工程导论(第五版)_(张海藩_着)_清华大学出版社_课后习题答案.pdf→→/s/1kT8zkz1软件工程导论-第五版_课后习题答案%28清华大学出版社%29张海藩著.pdf→→/s/1qWtvU9m软件工程导论_张海藩_第五版课后习题答案.pdf→→/s/1mgK802G运筹学基础及应用第五版胡运权主编课后练习答案.pdf→→/s/1o6K4t8e近代物理复习题答案.pdf→→/s/1bnzmbTl 通信原理_李晓峰_课后习题答案.pdf→→/s/1pJ2lyXX通信原理习题及答案(第六版)_樊昌信_曹丽娜_编著__国防工业出版社.pdf→→/s/1jGDQUJ8通信电子线路习题解答(严国萍版).pdf→→/s/1ntjs7hf逻辑代数基础课后习题答案.pdf→→/s/1o6ufVGe重点推荐---《数值分析》课后习题答案.pdf→→/s/1eQ456QQ量子力学习题解答-第3章.pdf→→/s/1sjoAeID量子力学练习题答案.pdf→→/s/1eQqsylG 金属材料学习题答案（曹志强老师的）.pdf→→/s/1gdwvZFl钢结构基础(第二版)课后习题答案.pdf→→/s/1sjlSrut铁道社单片机习题参考答案.pdf→→/s/1o6qIbSA随机过程习题解答.pdf→→/s/1o6G0618集成电子技术基础教程(上)习题解答.pdf→→/s/1i3mO3fn雷达原理习题解答1.pdf→→/s/13XQ6U高一数学期末复习题及答案.pdf→→/s/1ntlu7g9高中物理必修1、必修2课后习题答案(人教版).pdf→→/s/1jGFSIME高二数列复习题答案.pdf→→/s/1o6lY2nC 高电压技术习题与答案.pdf→→/s/1sjEY8pB 高等代数北大第三版习题全解王萼芳石生明修订.pdf→→/s/1gdn87ZX高等代数_北大第三版_习题答案.pdf.pdf→→/s/1o6lYx6M高等土力学(李广信)1-5章部分习题答案(最新版).pdf→→/s/1jGC4XGa高等教育出版社离散数学课后习题完整答案.pdf→→/s/1dDy2aTb高考数学填空题解答策略.pdf→→/s/1vQmF8 高频电子线路习题答案_张肃文__第五版.pdf→→/s/1nt7Ff1v高鸿业版宏观经济学课后习题答案_%28第十二章到二十三章%29第五版全.pdf→→/s/1sjBAEq5王镜岩生物化学课后习题答案.pdf→→/s/1hqn649e《国际金融学》习题与答案→→/s/1eQ1NKe2 黄达《金融学》精编版(第二版)课后习题答案→→/s/1pJFI9j92014年江南大学微生物学教程(第二版周德庆)考研资料及历年真题答案→→/s/1hq7Pxfm中南大学土木工程材料课后习题及答案→→/s/1o64psNo本资料分上，中，下部三份，欢迎查阅下载建筑装修用花岗岩石材友情赞助。
自动控制原理试卷2
自动控制原理及应用试卷（B卷）适用班级：电气自动化技术））））））））5()0.011G S S =+ωωR1R2C1、 一个传递函数是：STS G 1)(=，它属于： （ ） A 、 比例环节 B 、微分环节 C 、积分环节 D 、惯性环节 2、峰值时间是系统的一个动态性能指标，它是指； （ ） A 、系统响应从零开始第一次上升到稳态值所需的时间； B 、系统响应从零开始第一次到达峰值所需的时间；C 、系统响应从零开始到达并保持在稳态误差范围内的时间。
3、一系统的开环传递函数是：)12.0)(11.0(20)(++=S S S G其速度误差系数是； （ ）A 、∞B 、20C 、0D 、1/20 4、一系统的开环传递函数为 其阶路输入时的稳态误差是：（ ） A 、0 B 、15 C 、16D 、∞5、一装置的频率特性为；11.0101.0(++=ωωωj j j G （ ）其幅频特性可用伯德图表示为A 、B 、6、系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在复平面的 ( )A. 实轴上B. 虚轴上C. 左半部分D. 右半部分7、积分环节的频率特性相位移θ(ω)为 ( ) A. 90° B. -90° C. 0° D. -180° 8、进行串联超前校正后，校正前的穿越频率ωC 与校正后的穿越频率C ω'的关系，通常是 ( )A. ωC =C ω'B. ωC >C ω'C. ωC <C ω'D. ωC 与C ω'无关9、由电子线路构成的控制器如图，它是 ( ) A. 超前校正装置B. 滞后校正装置C. 滞后—超前校正装置D. 超前—滞后校正装置10、采用超前校正会使系统的抗干扰能力 （ ）A 、增强B 、削弱C 、不变四、计算题（每小题15分，共45分）1、 已知某单位反馈控制系统的开环传递函数为：)10)(2(200)(++=S S S S G （1）、求位置误差系数K P ;并求r(t)=1(t)时的稳态误差e ssp （2）、 求速度误差系数K V ；并求r(t)=t 时的稳态误差e ssV2、 某系统的动态结构图如下图所示， （1）、用动态结构图化简法或梅森公式写出其传递函数并化简； （2）、若要使系统稳定，确定K 的取值范围。
自动控制原理B2讲解
s0
t
有存在的条件f(t)及其导数是可拉氏变换的，且要sF(s)在虚轴（除原点） 和右半平面上没有极点。
初值定理： lim sF (s) lim f (t)
s
t 0
卷积定理：
已知函数f(t)和g(t)，其卷积定义为
f (t) g(t) 0 f (t )g( )d 0 f ( )g(t )d
0
f
(t )e st
dt
------F (s)为f (t)的拉氏变换,也称F (s)为f (t)像函数
f (t) 1
2 j
j j
F
(s)est
ds----f
(t )为F
(s)的拉氏反变换,也称f
(t )为F
(s)的原函数
自动控制原理
第二章 线性系统的数学模型
其中，
a1,..., an1, an , b0, b1,..., bm1, bm是实常数，m, n是正整数，通常m n
实行分母因式分解
F(s) B(s) b0sm b1sm1 ...... bm1s bm A(s) (s s1)(s s2)....(s sn )
2.出现r个重根及n个非重根时，象函数因式分解结果的表达式为：
F (s) B(s) b0sm b1sm1 ...... bm1s bm
A(s)
(s s1)(s s2 )....(s sn )
=
cr (s s1)r
+
(s
cr 1 s1)r1
+...+
s1
1) 2
s(s
s2 1)2 (s
自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验 第3、4章习题解答
第3章控制系统的时域分析法本章介绍了根据系统的时间响应去分析系统的稳定性、动态性能和稳态误差的有关问题。
其主要内容有：（1）自动控制系统的时域分析法，根据控制系统在典型输入信号的作用下输出响应的时域数学表达式和响应曲线，直接分析系统等系统的稳定性、动态性能和稳态误差的品质。
时域分析法具有直观、准确的优点。
（2）稳定性是系统能否正常工作的首要条件。
系统的稳定性取决于系统自身的结构和参数，与外作用的大小和形式无关。
线性系统稳定的充要条件是其特征方程的根均位于左半s 平面（即系统的特征根全部具有负实部）。
劳斯稳定判据是从系统的闭环特征方程，间接判定系统的稳定性的。
（3）对于稳定的控制系统，工程上常用单位阶跃响应的最大超调量σ%，调节时间t s 和稳态误差等性能指标，评价系统性能的优劣。
典型的一阶、二阶系统的性能指标与系统的参数有严格的对应关系，必须牢固掌握。
对一阶、二阶系统分析的结果，往往是分析高阶系统的基础。
当高阶系统具有一对闭环主导极点时（通常是一对共轭复数极点），可以用一个二阶系统近似，并以此估算高阶系统的动态性能。
（4）系统的稳态误差不是系统自身的固有特性，它与系统的结构参数及输入信号的形式都有关。
系统的型别ν决定了系统对典型输入信号的跟踪能力。
提高系统的型别和增大开环放大系数可以减小或消除系统的稳态误差。
但这和稳定性有矛盾。
在要求高的场合可用复合控制。
教材习题同步解析3.1系统结构图如图3.1所示。
已知传递函数12.010)(+=s s G ，现采用加负反馈的方法，将调节时间st 减小为原来的1/10，并保证总放大倍数不变。
试确定参数h K 和0K 的数值。
解：加负反馈后，系统闭环传递函数为：000()()1()10/(0.21)10/(110)110/(0.21)0.2/(110)1hh h h K G s s G s K K s K K K s s K Φ=+++==++++化为标准的时间常数表达式010110()0.21110hhK K s sK +Φ=++而典型的一阶系统传递函数为()1K s Ts Φ=+因此，欲将调节时间s t 减小为原来的1/10，则反馈系统的时间常数T 应该为原来的1/10。
自动控制原理B及答案
自动控制原理B及答案姓名:年级层次:专业:学号:装订线装订线装订线装订线注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。
东北农业大学成人教育学院考试题签自动控制原理（b）一、填空题（每空1分，共20分）1、反馈控制又称偏差掌控，其掌控促进作用就是通过与意见反馈量的差值展开的。
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g1(s)与g2(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g1(s)与g2(s)表示）。
4、若某系统的单位脉冲响应为g(t)?10e?0.2t?5e?0.5t，则该系统的传递函数g(s)为。
5、根轨迹起始于，终止于。
6、设立某最轻增益系统的相频特性为?(?)?tg?1(??)?900?tg?1(t?)，则该系统的开环传递函数为7、在水箱水温控制系统中，受控对象为，被控量为。
8、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；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；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于。
9、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。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用；在频域分析中采用。
10、传递函数是指在初始条件下、线性定常控制系统的与之比。
11、设系统的开环传递函数为k(?s?1)，则其开环幅频特性为2s(ts?1)二、选择题（每题2分后，共30分后）1、关于奈氏判据及其辅助函数f(s)=1+g(s)h(s)，错误的说法是()a、f(s)的零点就是开环传递函数的极点b、f(s)的极点就是开环传递函数的极点c、f(s)的零点数与极点数相同d、f(s)的零点就是闭环传递函数的极点2、未知负反馈系统的开环传递函数为g(s)?2s?1s2?6s?100，则该系统的闭环特征方程为()。
自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验 第6章习题解答
第6章控制系统的校正本章主要讨论利用频率法对单输入-单输出的线性定常系统的综合和设计。
在介绍控制系统校正的基本概念、控制系统的基本控制规律的基础上，介绍了各种串联校正装置（超前校正装置、滞后校正装置、滞后-超前校正装置）的特性及按分析进行相应设计的基本步骤和方法；还介绍了期望设计法的基本概念、常见的期望特性和设计步骤；另外还介绍了根轨迹法的串联校正和反馈校正的基本概念和方法；最后介绍了利用MATLAB进行控制系统校正。
教材习题同步解析试分别说明系统的固有频率特性与系统期望频率特性的概念。
答：系统本身固有元件所具有的频率特性称为固有频率特性。
设计者希望系统所能达到的频率特性称为系统期望频率特性。
试比较串联校正和反馈校正的优缺点。
答：a、校正装置和未校正系统的前向通道环节相串联，这种叫串联校正，串联校正是最常用的设计方法，设计与实现比较简单，通常将串联装置安置在前向通道的前端。
(b、并联校正也叫反馈校正，它是和前向通道的部分环节按反馈方式连接构成局部反馈回路，设计相对较为复杂。
并联校正一般不需要加放大器，它可以抑制系统的参数波动及非线性因素对系统性能的影。
PD控制为什么又称为超前校正串联PD控制器进行校正为什么能提高系统的快速性和稳定性答：加入PD控制相当于在系统中加入一个相位超前的串联校正装置，使之在穿越频率处有较大的相位超前角。
因此，PD控制称为超前控制。
PD控制的传递函数为=+，由比例控制和微分控制组合而成。
增大比例系数Kp，可以展宽系统的G s Kp sτ()(1)通频带，提高系统的快速性。
微分控制反映信号的变化率的预报作用，在偏差信号变化前给出校正信号，防止系统过大地偏离期望值和出现剧烈振荡倾向，有效地增强系统的相对稳定性。
PI控制为什么又称为滞后校正串联PI控制器进行校正为什么能提高系统的稳态性能如何减小它对系统稳定性的影响答：PI控制在低频段产生较大的相位滞后，所以滞后校正。
PI控制的比例部分可以提高系统的无差度，改善系统的稳态性能。
信号与系统第二版余成波-第二章 01
系统的零状态响应形式为(假设为单根)：yzs (t ) B1e1t B2e2t y p (t ) 系数B1和B2由初始值yzs (0 )和yzs (0 )确定,特解根据f(t)形式确定。 总响应：y(t )=yzs (t )+yzi (t ) A1e1t A2e2t +B1e1t B2e2t y p (t )
n阶常系数微分方程
5
n阶常系数微分方程的求解法
y n t an1 y n1 t a1 y 1 t a0 y t bm f m t bm1 f m1 t ... b1 f 1 t b0 f t
10
例：若描述某LTI系统的微分方程为
y´´(t)+5y´(t)+6y(t)=2f´(t)+6f(t) 求（1）当f(t)=t2，y(0)=1，y´(0)=1时的全解；
（2）当f(t)=e-t，y(0)=1，y´(0)=0时的全解。
解：（1）特征方程为λ2+5λ+6=0，其特征根λ1=-2，λ2=-3。见表2.1 微分方程的齐次解为：yh(t)=C1e-2t+C2e-3t 当f(t)=t2 时，见表2.2，其特解可设为：yP(t)=P2t2+P1t+P0 将其代入微分方程得 2P2+5(2P2t+P1)+6(P2t2+P1t+P0)=4t+6t2 解得:P2=1，P1=-1，P0=0.5 于是，特解为yp(t)=t2-t+0.5
全响应= 全响应=
齐次方程通解
n
+
i t
非齐次方程特解
零输入响应
n
自控原理第二版
2 n C ( s) ② 传递函数： (s) 2 2 R ( s ) s 2 s n n 频域分析法
根轨迹分析法
控制系统的校正
ξ 称为阻尼比(相对阻尼系数)，ω n为无阻尼自振角频率(固有 频率)，它们是二阶系统的特征参数。
2 n s( s 2 n )
非线性系统的分析
5K A 设系统的输入量为单位阶跃 s( s 34.5)
1500或减小到13.5时，求系统的动态性能指标。 自控系统的数学描述 解：系统的闭环传递函数为
时域分析法 根轨迹分析法
5K A ( s ) 2 s 34.5s 5K A
2 n 5K A 2 n 34 .5
非线性系统的分析 2. K K =1500时 时，求得：
A A
n 5 K A 34.5 2 5K A
n n 1 2 K =13.5 时 3. K =13.5 时，得： ωn=8.22rad/s；ξ＝3.1>1，此时系统为过阻尼情况，峰值时间和 AA 超调量不存在，而调节时间为： (6.45 1.7)
① 单位阶跃响应： h(t)= L-1[H(S)]= L-1[Φ(S)R(S)]= L-1[Φ(S)· 1/S]
根轨迹分析法 频域分析法 控制系统的校正
② 单位斜坡响应： ct(t)= L-1[ct (S)]= L-1[Φ(S)R(S)]= L-1[Φ(S)· 1/S2]
非线性系统的分析
③ 单位脉冲响应： g(t)= L-1[G(S)]= L-1[Φ(S)R(S)]= L-1[Φ(S)]
1. KA =200时，代入上式求得： 时 ωn＝31.5rad/s；ξ＝0.545，代入二阶欠阻尼系 A=200 统动态性能指标的计算公式，可得： 频域分析法 3 / 1 2 t 0 . 12 s % e 13% t 0 . 174 s p s 控制系统的校正 2 n n 1
自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验_____第1、2章习题解答
第1章控制系统的基本概念本章介绍了自动控制的定义，自动控制系统的组成、工作原理和相关的常用术语。
比较了开环控制系统和闭环控制系统，并进一步说明了其优缺点和适用范围，介绍了典型闭环系统的功能框图。
需要重点掌握负反馈在自动控制系统中的作用，闭环系统（或反馈系统）的特征是：采用负反馈，系统的被控变量对控制作用有直接影响，即被控变量对自身有控制作用。
在分析系统的工作原理时，确定控制系统的被控对象、控制量和被控制量，根据控制系统的工作原理及各元件信号的传送方向，可画出控制系统的职能方框图。
方框图是分析控制系统的基础。
本章的难点在于由系统的物理结构图或工作原理示意图绘出系统元件框图。
按照不同的分类方法可以将自动控制系统分成不同的类型，实际系统可能是几种方式的组合。
对自动控制系统的基本要求包括：系统首先必须是稳定的；系统的稳态控制精度要高，即稳态误差要小；系统的动态性能要好，即系统的响应过程要平稳，响应过程要快。
这些要求可归纳成稳、准、快三个字。
教材习题同步解析1.1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统的例子，并简述其工作原理。
解：1）开环控制最普通的热得快，加热到一定程度提醒断电，但不会自主断电，需要人为去断电。
电风扇，人工转换电扇档位实现转速的控制，但不能根据环境温度自动调节。
洗衣机，洗衣人根据经验，预先设定洗涤、漂洗等洗衣程序，则洗衣机根据设定的程序完成洗衣过程。
系统的被控制量（输出量）没有通过任何装置反馈回输入端，对系统的控制不起作用。
2）闭环系统饮水机或电水壶，自动断电保温，加温到一定温度停止加温，进入保温状态；温度降低进入加温状态，如此循环。
自动调温空调，当环境温度高于或低于设定温度时，空调制冷系统自动开启，调定室温到设定值。
全自动洗衣机的水位控制，红外传感器扫描水位高低，当水位合适时，洗衣机自动停止加水。
走道路灯的声光控制系统，基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。
自动控制原理(第二版)第二章控制系统数学模型
一阶系统的特点
系统动态方程为一阶线性常微分方程。
稳定性分析
通过判断系统动态方程的根来判断系统的稳 定性。
二阶系统的动态分析
Байду номын сангаас
01
二阶系统的特点
系统动态方程为二阶线性常微分 方程。
响应特性
02
03
稳定性分析
二阶系统的输出随时间变化呈现 振荡规律。
通过判断系统动态方程的根来判 断系统的稳定性，并分析系统的 阻尼比和自然频率等参数。
控制系统的性能指标
稳态性能指标
01
稳态误差
衡量系统达到稳态后，输出量与期 望值之间的偏差。
静态特性
描述系统在稳态下的输出特性和输 入特性的关系。
03
02
稳态误差系数
描述系统稳态误差与输入量之间的 比例关系。
静态误差系数
衡量系统在稳态下的误差与输入量 之间的比例关系。
04
动态性能指标
动态响应时间
系统达到稳态所需的时间。
03 如果所有极点和零点都位于复平面的左半部分， 则系统是稳定的。
根轨迹法
01
根轨迹法是通过绘制系统的极点位置随系统参数变化
的轨迹图来分析系统稳定性的方法。
02
它通过改变系统参数，观察极点位置的变化，可以判
断系统在不同参数下的稳定性。
03
如果根轨迹全部位于复平面的左半部分，则系统是稳
定的。
05
CATALOGUE
CATALOGUE
控制系统的动态分析
动态分析的基本概念
动态分析
对系统随时间变化的特性进行分析，包括系 统的响应、稳定性和性能等。
状态变量
描述系统内部状态的变量，通过状态变量可 以建立系统的数学模型。
《自动控制原理》第二版课后习题答案
动电位器 P2 的滑臂转过一定的角度 o ，直至 o i 时， ui uo ，偏差电压ue 0 ，电动 机停止转动。这时，导弹发射架停留在相应的方位角上。只要 i o ，偏差就会产生调节作
3
用，控制的结果是消除偏差 e ，使输出量 o 严格地跟随输入量 i 的变化而变化。 系统中，导弹发射架是被控对象，发射架方位角 o 是被控量，通过手轮输入的角度 i 是
大，提高发电机的端电压，使发电机 G 的端电压回升，偏差电压减小，但不可能等于零，因
为当偏差电压为 0 时， i f =0，发电机就不能工作。即图(b)所示系统的稳态电压会低于 110
伏。 1-8 图 1-22 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。试绘制系统方块图，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？
图 1-16 仓库大门自动开闭控制系统
1
解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏 差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大 门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开 启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离 开闭自动控制。系统方框图如图解 1-2 所示。
征炉温的希望值）。系统方框图见图解 1-3。
1-4 图 1-18 是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器 P1 、 P2 并 联后跨接到同一电源 E0 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件
自动控制原理习题解答(余成波,张莲,胡晓倩)
第1章 控制系统的基本概念1.5 图1.1所示的转速闭环控制系统中，若测速发电机的正负极性接反了，试问系统能否正常工作？为什么？图1.1 直流电动机转速闭环控制系统电 压 放大器 功 率 放大器M c负载nM电动机+ _+a u_+ _ g u + E电位器测速发电机+_f u+ e u _解：若测速发电机的正负极性接反，偏差电压则为e g fu u u =+系统将由负反馈变为正反馈，而正反馈不能进行系统控制，会使系统的偏差越来越大。
因此，系统不能正常工作。
1.9 仓库大门自动控制系统原理如图1.8所示。
试说明仓库大门开启、关闭的工作原理。
如果大门不能全开或全关，应该怎样进行调整？解 当给定电位器和测量电位器输出相等时，放大器无输出，门的位置不变。
假设门的原始位置在“关”状态，当门需要打开时，“开门”开关打开，“关门”开关闭合，给定电位器和测量电位器输出不相等。
电位器组会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直图1.8仓库大门自动控制系统图1.9 仓库大门自动控制系统方框图给定电位器到电位器组达到平衡，即测量电位器输出与给定电位器输出相等，则电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如图1.9所示。
如果大门不能全开或者全闭，说明电位器组给定的参考电压与期望的开门位置或关门位置不一致，应该调整电位器组的滑臂位置，即调整“开门”或“关门”位置对应的参考电压。
第2章 自动控制系统的数学模型2.1 求图2.1中RC 电路和运算放大器的传递函数o ()()i U s U s 。
解：（a ）令Z 1=111R Cs +为电容和电阻的复数阻抗之和；Z 2=2R 为电阻的复数阻抗。
由此可求得传递函数为：22121211221()()1()1o i U s Z R R R G s U s Z Z R Cs R R Cs R R ====+++++(c) 该电路由运算放大器组成，属于有源网络。
自动控制原理第2版全篇
=
△
- + - 其中:△称为系统特征式 △= 1 ∑La ∑LbLc ∑LdLeLf+…
—∑La 所有单独回路增益之和
∑L∑和dLLebLLf—c—所有所三有个互两不两接互触回不路接增益触乘回积路之增和益乘积之
Pk—从R(s)到C(s)的第k条前向通路传递函数
△k称为第k条前向通路的余子式 去掉第k条前向通路后所求的△
x0
(x x0 )
1 d 2 f (x)
2!
dx2
x0
(x x0 )2
忽略二阶以上各项，可写成
y
f
(x0 )
df (x)
dx x0
(x
x0 )
2、对于具有两个自变量的非线性函数，设输入 量 为x1(t)和x2(t) ，输出量为y(t) ，系统正常工作 点为y0＝ f(x10, x20) 。
注意：相加点和分支点一般不能变位
25
2.3.3闭环传递函数
1、给定输入单独作用下的系统闭环传递函数
(s) G1G2 G1G2 1 G1G2H 1 Gk
2、扰动输入单独作用下的闭环系统
n
(
s)
1
G2 G1G2
H
G2 1 Gk
3、误差传递函数：误差信号的拉氏变换与输入信 号的拉氏变换之比。
（1）给定输入单独作用下的闭环系统
Er
(
s)
1
1 G1G2
H
1 1 Gk
（2）扰动输入单独作用下的闭环系统
En
(
s)
1
G2 H G1G2
H
G2H 1 Gk
4)给定输入和扰动输入作用下的闭环系统的总的输
出量和偏差输出量
(完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章
209第8章 离散控制系统的分析和综合本章讲述离散控制系统的分析和综合.首先介绍离散控制系统的组成、研究方法、采样过程、采样定理、z 变换、脉冲传递函数和差分方程；在此基础上，介绍了离散控制系统的稳定性、稳态误差和动态性能的分析等有关问题；介绍了数字控制器的脉冲传递函数以及最少拍系统的设计；最后介绍应用MATLAB 对离散控制系统的分析。
习教材习题同步解析8。
1 设时间函数的拉氏变换为()X s ，采样周期T s =1秒,利用部分分式展开求对应时间函数的z 变换()X z .（1） (3)()(1)(2)s X s s s s +=++ （2） (1)(2)()(3)(4)s s X s s s ++=++（3） 227()(2)(413)X s s s s =+++ （4） 210()(2)(1261)X s s s s s =+++ 解 （1）将()X s 展成部分分式1.520.5()12X s s s s -=++++ 则其z 变换为()()()121.520.5(0.8310.011)()110.3680.135z z z z z X z z z e z e z z z ----=++=------ (2）将()X s 展成部分分式26()134X s s s =+-++ 则其z 变换为23422630.1960.001()10.0680.001z z z z X z z e z e z z ---++=+-=---+210（3）将()X s 展成部分分式22233633(2)()24132(2)3s s X s s s s s s ++=-=-++++++ 则其z 变换为22222433(cos3)()2cos3z z ze X z z e z ze e -----=---+（4）将()X s 展开为部分分式2210059010515125012501()(2)(1261)614121261s X s s s s s s s s s +==⋅-⋅+++++++ 22225151100625614122501(6)52501(6)5s s s s s +=⋅-⋅+⋅-⋅+++++ 则其z 变换为26622612261255100cos52sin 5()6114125012cos525012cos5z z z ze ze X z z z e z ze e z ze e --------=⋅-⋅+⋅-⋅---+-+8。
自动控制原理第二版课后答案第二章精选全文完整版
x kx ，简记为
y kx 。
若非线性函数有两个自变量，如 z f (x, y) ，则在
平衡点处可展成（忽略高次项）
f
f
z xv
|( x0 , y0 )
x y |(x0 , y0 )
y
经过上述线性化后，就把非线性关系变成了线性 关系，从而使问题大大简化。但对于如图（d）所示的 强非线性，只能采用第七章的非线性理论来分析。对于 线性系统，可采用叠加原理来分析系统。
Eb (s) Kbsm (s)
Js2 m(s) Mm fsm(s)
c
(s)
1
i
m
(s)
45
系统各元部件的动态结构图
传递函数是在零初始条件下建立的，因此，它只 是系统的零状态模型，有一定的局限性，但它有现 实意义，而且容易实现。
26
三、典型元器件的传递函数
1. 电位器
1 2
max
E
Θs
U s
K
U
K E
max
27
2. 电位器电桥
1
2
E
K1p1
K1 p 2
U
Θ 1
s
Θ
K1 p
Θ 2
s
U s
28
3.齿轮
传动比 i N2 N1
G2(s)
两个或两个以上的方框，具有同一个输入信号，并 以各方框输出信号的代数和作为输出信号，这种形
式的连接称为并联连接。
41
3. 反馈连接
R(s)
－
C(s) G(s)
H(s)
一个方框的输出信号输入到另一个方框后，得 到的输出再返回到这个方框的输入端，构成输 入信号的一部分。这种连接形式称为反馈连接。
传感器与自动检测技术(第二版)余成波主编第三章答案
传感器与自动检测技术作业电信10-1杨文军1006110124第三章3.3 金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻也会相应地变化，其电导率P 并未发生变化。
而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。
压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。
3.5 某一直流电桥，供电电源电动势V E 3=,Ω==10043R R ，1R 和2R 为相同型号的电阻应变片，其电阻均为Ω100，灵敏度系数0.2=K 。
两只应变片分别黏贴于等强度梁同一截面的正、反两面。
设等强度梁在受力后产生的应变为5000µɛ，试求此时电桥输出端电压O U 。
解：由题意知：分析得差动电桥 因为：)(433221111R R R R R R R R R E U O +-∆-+∆+∆+= 又432121,,R R R R R R ==∆=∆， 所以1121R R E U O ∆=又有11R R ∆=X S K ε；因此：V EK U x S O 015.010*******1216=⨯⨯⨯⨯==-ε 所以：此时电桥输出电压U0=0.015V 。
3.6 哪些因素引起应变片的温度误差，写出相对的误差表达式，并说明电路补偿法的原理。
答：第一，由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 Δ Rt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。
当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。
信号与系统第二版余成波-第三章 01
n1
An
cos n0t
n
单边
物理解释：满足狄里赫利条件的周期函数可以分解为直流和许多余弦 （或正弦）分量。其中第一项A0/2是常数项，也即为信号所包含的直 流分量；从第二项开始，是信号的谐波分量，n为谐波次数，An（n为 自然数）为谐波振幅，φn为相应谐波的初相角。其中，n为1的一次 谐波也称为基波。
1 2
Ane j n ,
Fn
1 2 An
2
an T
T
2 T
f
t cos n0tdt，n
1，2，
2
2
bn T
T
2 T
f
t sin n0tdt，n
1，2，
2
f t
Fne jn0t
n
Fn
1 T
T
2 T
f
2
t
e jn0t dt
Hn
1 T0
T0
f 2
T0 2
t t1
e jn0t dt
令τ= t - t1，则t =τ+ t1，上式改写为
1
Hn T0
f T0
2
t1
T0 2
t1
e d jn0 t1
e
jn0t1
1 T
f T0
2
t1
T0 2
t1
e
t2 t1 i
t
j
t
dt
0， i Ki 0， i
j j
Ki为常数
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
考试试卷
一、 填空(每空2分，共10分)
1. 线性定常系统的传递函数由（ ）决定。
2. 某稳定的线性定常系统，输入一个正弦信号，此系统的稳态响应是 （ ）。
3. 某单位负反馈系统的开环传递函数为)
5)(11.0(50
)(++=s s s s G ，则此系统的开环传递系数k 为
（ ）。
4. 某串联校正装置的传递函数为
1
1
112211++∙
++s T s T s T s T αβ，当T 1> T 2且β>α时，该装置为( )校正装置。
5. 系统开环对数幅频特性曲线中频段的形状决定闭环系统的（ ）性能。
二、 判断并改错，将错误的部分改正即可（每题3分，共15分）
1. 线性定常系统的稳态误差与本身的结构、参数以及外作用信号有关。
（ ）
2. 增大系统的开环传递系数或增加开环积分环节的个数，可以减小或消除系统的稳态误差，同时改善系统
的动态性能。
（ ）
3. 采用PID 调节器可以同时改善系统的动态性能与系统的稳态性能。
（ ）
4.系统开环对数幅频特性曲线低频段的形状决定闭环系统的抗干扰性能。
（）
5.对任意结构的离散控制系统，都可以求出系统的闭环脉冲传递函数。
（）
3分，共9分）
系统的开环奈氏图如图所示，p为开环传递函数在s右半平面的极点数，v为系统的型别，判别系统的闭环稳定性，求出闭环系统在s右半平面的极点数。
四、绘制根轨迹草图（每小题3分，共9分）
某单位负反馈系统的
开环波德图如图所示，此系统为最小相位系统
① 求此系统的开环传递函数。
② 求此系统的相角裕量与幅值裕量 ③ 判断闭环系统的稳定性 ④ 求此系统的闭环传递函数
⑤ 求此系统的动态性能指标% 和s t
某系统结构如
图所示
① 判定使系统稳定的系数K 的取值范
围
② 在系统稳定的前提下，当输入信号r
（t ）=（1+t ）·1
（
t ）时，求响应的稳态误差 七、（12分）
某离散控制系统结构如图所示。
① 求此系统的闭环脉冲传递函数 ② 判断此系统是否稳定
原系统的开环传递函数为
)
12.0)(11.0(10
++s s s ，采用串联校正，期望校正以后的开环幅
频特性曲线L （ω）如图所示。
试求。