重庆大学2020年春季学期课程作业自动控制原理
自动控制原理 课后习题答案(2020年7月整理).pdf
第1章控制系统概述【课后自测】1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统，说明它们的工作原理并比较开环控制和闭环控制的优缺点。
解：开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。
工作原理：被控制量为衣服的干净度。
洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。
系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。
闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。
工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。
水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。
当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。
一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。
开环控制和闭环控制的优缺点如下表1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用是什么？解：自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反馈元件、比较元件、放大元件和执行元件。
各个基本单元的功能如下：（1）被控对象—又称受控对象或对象，指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。
（2）给定元件—可以设置系统控制指令的装置，可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。
（3）检测反馈元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量，再反馈到系统输入端作比较，一般为各类传感器。
（4）比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进行比较，分析计算并产生反应两者差值的偏差信号。
常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。
（5）放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱不足以驱动执行元件动作时，可通过放大元件将微弱信号作线性放大。
重庆大学2020年春季学期课程作业电路原理
答案+我名字2020年春季学期课程作业电路原理第1次电路原理题号一二合计已做/题量0 / 300 / 100 / 40得分/分值0 / 900 / 100 / 100一、单项选择题(共30 题、0 / 90 分)1、当变压器的负载增加后，则（）。
A、铁心中主磁通增大B、二次侧负载电流I2增大，一次侧电流I1不变C、一次侧电流I1和二次侧电流I2同时增大D、铁心中主磁通减小收藏该题2、正弦电流通过电容元件时，下列关系式中正确的是（）。
A、B、i＝ωCuD、收藏该题3、提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（）。
A、减少了用电设备中无用的无功功率B、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量C、可以节省电能D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗收藏该题4、一段导体的电阻为，将其对折后的等效电阻为（）。
A、B、C、收藏该题5、若把电路中原来电位为-2V的一点改为电位参考点，则改后的电路中，各点电位比原来( )。
A、变低B、不变C、变高收藏该题6、图示电路,t<0时电路已稳定，t=0时将S1打开，同时将S2闭合，t≥0 时iL(t)=4e-2tA，则电阻R=（）。
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、2.5Ω收藏该题7、图示电路中的电流i=（）。
A、B、C、D、收藏该题8、变压器电路如图所示，其阻抗变换关系为（）。
A、B、C、D、收藏该题9、图示正弦稳态电路，设=6V，则电路的有功功率P=（）。
A、36WB、64WC、8WD、6W收藏该题10、图示电路在时处于稳态。
时开关打开。
则时等于（）。
A、B、C、D、收藏该题11、一个理想独立电流源的基本特性是：（）。
A、其输出电流与端电压无关；端电压可为任意值，取决于外电路B、其输出电流与端电压有关；端电压不为任何值，取决于电流源C、其输出电流与端电压无关；端电压必定与电流方向一致D、其输出电流与端电压有关；端电压未必与电流方向一致收藏该题12、图示电路中a、b端的等效电阻Rab在开关S打开与闭合时分别为（）A、B、C、D、收藏该题13、判别图示电路当可变频率的电源作用时，是否达到并联谐振状态可根据（）A、B、电感支路电流达最大C、总电流与端电压同相D、电感两端电压达最大收藏该题14、图示正弦交流电路中，已知电源的角频率为，则R应为（）A、B、C、D、收藏该题15、下图中，3A电流源发出的功率为（）A、-30WB、30WC、-60WD、60W收藏该题16、图示正弦交流电路中，（）A、B、C、D、收藏该题17、图示电路中节点a的节点方程为（）。
重庆大学自控原理课程设计实验报告
课程设计的工作计划：
1、布置课程设计任务；消化课程设计内容，查阅并参考相关资料，进行初步设计（3天）；
2、按课程设计的要求进行详细设计（3天）；
3、进行实时控制实验，并按课程设计的规范要求撰写设计报告（3天）；
4、课程设计答辩，实时控制验证（1天）。
7、完成课程设计报告。
参考资料：
1、固高科技有限公司.直线倒立摆安装与使用手册R1.0，2005
2、固高科技有限公司.固高MATLAB实时控制软件用户手册，2005
3、Matlab/Simulink相关资料
4、谢昭莉，李良筑，杨欣.自动控制原理（上）.北京：机械工业出版社，2012
5、胡寿松.自动控制原理（第五版）.北京：科学出版社，2007
学习态度尚可，动手能力一般，能遵守组பைடு நூலகம்纪律，能按期完成任务
学习马虎，纪律涣散，动手能力较差，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度
报告技术水平与撰写质量
50
设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信。报告结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，图纸非常工整、清晰
任务下达日期2015年12月29日
完成日期2016年12月30日
指导教师（签名）
学生（签名）
摘要
通过对一级倒立摆系统进行数学建模，得到摆杆角度和小车加速度之间的传递函数：
首先从时域角度着手，分析直线一级倒立摆的开环单位阶跃响应和单位脉冲响应，得出该系统的开环响应是发散的这一结论。
利用根轨迹分析法，并借助Matlab一级其中的Simulink仿真系统辅助分析。通过加入超前校正校正环节，得到系统的校正函数，并且校正后的系统满足课设的要求，即最大超调量： ，调整时间： 。同样，利用频域分析法也得到校正环节的传递函数。对系统进行校正系统的静态位置误差函数常数为10，相位裕量为 ，增益裕量等于或大于 。最后利用PID控制器设计出校正函数，并且也满足最大超调量： ，调节时间： 。
重庆大学(自动控制原理)课后答案,考研的必备
第一章绪论重点：1．自动控制系统的工作原理；2．如何抽象实际控制系统的各个组成环节；3．反馈控制的基本概念；4．线性系统（线性定常系统、线性时变系统）非线性系统的定义和区别；5．自动控制理论的三个基本要求：稳定性、准确性和快速性。
第二章控制系统的数学模型重点：1.时域数学模型--微分方程；2.拉氏变换；3.复域数学模型--传递函数；4.建立环节传递函数的基本方法；5.控制系统的动态结构图与传递函数；6.动态结构图的运算规则及其等效变换；7.信号流图与梅逊公式。
难点与成因分析：1.建立物理对象的微分方程由于自动化专业的本科学生普遍缺乏对机械、热力、化工、冶金等过程的深入了解，面对这类对象建立微分方程是个难题，讲述时2.动态结构图的等效变换由于动态结构图的等效变换与简化普遍只总结了一般原则，而没有具体可操作的步骤，面对变化多端的结构图，初学者难于下手。
应引导学生明确等效简化的目的是解除反馈回路的交叉，理清结构图的层次。
如图1中右图所示系统存在复杂的交叉回路，若将a点移至b点，同时将c点移至d点，同理，另一条交叉支路也作类似的移动，得到右图的简化结构图。
图1 解除回路的交叉是简化结构图的目的3. 梅逊公式的理解梅逊公式中前向通道的增益K P 、系统特征式∆及第K 条前向通路的余子式K ∆之间的关系仅靠文字讲述，难于理解清楚。
需要辅以变化的图形帮助理解。
如下图所示。
图中红线表示第一条前向通道，它与所有的回路皆接触，不存在不接触回路，故11=∆。
第二条前向通道与一个回路不接触，回路增益44H G L -=，故4421H G +=∆。
第三条前向通道与所有回路皆接触，故13=∆。
第三章 时域分析法重点：1. 一、二阶系统的模型典型化及其阶跃响应的特点；2. 二阶典型化系统的特征参数、极点位置和动态性能三者间的相互关系；3. 二阶系统的动态性能指标（r t ，p t ，%σ，s t ）计算方法；4. 改善系统动态性能的基本措施；5. 高阶系统主导极点的概念及高阶系统的工程分析方法；6. 控制系统稳定性的基本概念，线性定常系统稳定的充要条件；7. 劳斯判据判断系统的稳定性；8. 控制系统的误差与稳态误差的定义；9. 稳态误差与输入信号和系统类型之间的关系；10. 计算稳态误差的终值定理法和误差系数法；11. 减少或消除稳态误差的措施和方法。
重庆大学 自动控制原理课程设计
目录1 实验背景 (2)2 实验介绍 (3)3 微分方程和传递函数 (6)1 实验背景在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。
自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。
在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。
在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。
卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。
现代控制理论的特点。
是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。
现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。
在其他文献中也有所述及（如下）：至今自动控制已经经历了五代的发展：第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。
简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。
第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。
它标志了电气自动控制时代的到来。
控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。
第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。
自动控制原理作业综述
解：加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压 u c 的平 方成正比，U c 增高，炉温就上升，U c 的高低由调压器滑动触点的位置所控制， 该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压 U f 。
U f 作为系统的反馈电压与给定电压U r 进行比较，得出偏差电压U e ，经电压 放大器、功率放大器放大成U a 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值 T ° C,热电偶的输出电压U f 正好等于 给定电压U r 。
此时，U e ^U r - U f =0，故U|二山二。
，可逆电动机不转动，调压 器的滑动触点停留在某个合适的位置上， 使U c 保持一定的数值。
这时，炉子散失 的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
当炉膛温度T ° C 由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成的热量流失）， 则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T ° C 的实际值等于期望值为止。
1、 自动控制原理作业解：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。
系统方框图如下图所示。
2、 电炉 啟定电压一 .+T 3 不汽阴ltir 心罠丘机的转 员载蒸汽机 減速器4 U1 o-发电机电动机 放大 器杆传调节供汽阀门 解 在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速••是被控量，给定量是 设定的蒸汽机希望转速。
离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠 币构成闭环控 X 制蒸 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的 电压Ur （表征炉温的希望值）。
重庆大学2020年春季学期课程作业电路原理
答案+我名字2020年春季学期课程作业电路原理第1次电路原理题号一二合计已做/题量0 / 300 / 100 / 40得分/分值0 / 900 / 100 / 100一、单项选择题(共30 题、0 / 90 分)1、当变压器的负载增加后，则（）。
A、铁心中主磁通增大B、二次侧负载电流I2增大，一次侧电流I1不变C、一次侧电流I1和二次侧电流I2同时增大D、铁心中主磁通减小收藏该题2、正弦电流通过电容元件时，下列关系式中正确的是（）。
A、B、i＝ωCuD、收藏该题3、提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（）。
A、减少了用电设备中无用的无功功率B、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量C、可以节省电能D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗收藏该题4、一段导体的电阻为，将其对折后的等效电阻为（）。
A、B、C、收藏该题5、若把电路中原来电位为-2V的一点改为电位参考点，则改后的电路中，各点电位比原来( )。
A、变低B、不变C、变高收藏该题6、图示电路,t<0时电路已稳定，t=0时将S1打开，同时将S2闭合，t≥0 时iL(t)=4e-2tA，则电阻R=（）。
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、2.5Ω收藏该题7、图示电路中的电流i=（）。
A、B、C、D、收藏该题8、变压器电路如图所示，其阻抗变换关系为（）。
A、B、C、D、收藏该题9、图示正弦稳态电路，设=6V，则电路的有功功率P=（）。
A、36WB、64WC、8WD、6W收藏该题10、图示电路在时处于稳态。
时开关打开。
则时等于（）。
A、B、C、D、收藏该题11、一个理想独立电流源的基本特性是：（）。
A、其输出电流与端电压无关；端电压可为任意值，取决于外电路B、其输出电流与端电压有关；端电压不为任何值，取决于电流源C、其输出电流与端电压无关；端电压必定与电流方向一致D、其输出电流与端电压有关；端电压未必与电流方向一致收藏该题12、图示电路中a、b端的等效电阻Rab在开关S打开与闭合时分别为（）A、B、C、D、收藏该题13、判别图示电路当可变频率的电源作用时，是否达到并联谐振状态可根据（）A、B、电感支路电流达最大C、总电流与端电压同相D、电感两端电压达最大收藏该题14、图示正弦交流电路中，已知电源的角频率为，则R应为（）A、B、C、D、收藏该题15、下图中，3A电流源发出的功率为（）A、-30WB、30WC、-60WD、60W收藏该题16、图示正弦交流电路中，（）A、B、C、D、收藏该题17、图示电路中节点a的节点方程为（）。
重庆大学《自动控制原理》复习大纲
第 8 章：
状态空间表达式的建立、状态变量图；传递函数矩阵的计算 状态转移矩阵的性质、齐次状态方程的解 状态可控性、可观测性的判断
第 4 章：
根轨迹增益、根轨迹方程；幅值条件、相角条件 绘制法则（渐近线、分离点坐标、与虚轴交点坐标） 转换参量根轨迹为常规根轨迹
第 5 章：
最小相位系统对数频率特性的绘制与分析计算 相角裕量、幅值裕量的计算 Nyquist 稳定判据、对数稳定判据 三频段的性质以及与系统阶跃响应的定性关系
第 6 章：
《自动控制原理》课程复习大纲
——仅供参考
第 1 章：
开环控制和闭环控制的特点；控制系统的分类、性能要求
第 2 章：
动态结构图的建立及等效变换；控制系统的传递函数（4 类）
第 3 章：
典型一阶、二阶系统的传递函数；二阶系统的性能指标(δ%、ts(5%、2%)、tr、tp) 欠阻尼二阶系统极点分布图与参数的关系（图 3.3.4）；高阶系统的主导极点 劳斯稳定判据 给定的稳态误差（由表 3.2 公式计算）、只能从定义计算扰动的稳态误差
重庆大学自动控制原理课程设计
自动控制理论课程设计倒立摆系统的控制器设计学生姓名：***指导教师：***班级：自动化01班重庆大学自动化学院二O一三年十二月目录目录 (1)倒立摆系统概述 (2)1.数学建模 (3)1.1直线一级倒立摆数学模型概述 (3)1.2直线一级倒立摆的物理模型 (3)1.2.1小车受力分析 (4)1.2.2摆杆受力分析 (5)1.3系统实际模型 (6)2 开环响应分析 (6)3 频率特性法 (7)3.1 频率响应分析 (7)3.2 频率响应设计 (9)3.3 Simulink仿真 (13)4 根轨迹法设计 (14)4.1原系统的根轨迹分析 (14)4.2根轨迹校正 (14)4.2.1确定期望闭环零极点 (15)4.2.2设计控制器 (15)4.3 Simulink仿真 (18)5.PID控制分析 (19)6.总结 (20)参考文献： (20)倒立摆系统概述随着科学技术的迅速发展，新的控制方法不断出现，倒立摆系统作为检验新的控制理论及方法有效性的重要实验手段得到广泛研究。
倒立摆控制系统是一个典型的非线性、强耦合、多变量和不稳定系统，作为控制系统的被控对象，许多抽象的控制概念都可以通过倒立摆直观地表现出来。
倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。
当摆杆到达期望的位置后，系统能客服随机扰动而保持稳定的位置。
通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。
其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发生中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。
倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自由连接（即无电动机或其他驱动设备）。
按照倒立摆的结构类型可以分为：悬挂式、直线、环形、平面倒立摆等。
本设计是以直线一级倒立摆为被控对象来进行设计的。
重庆大学2020年春季学期课程作业机械电气控制及自动化
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三、简答题(共6题、0 / 30分)
1、单独拖动有什么特点？
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2、简述电力拖动的发展历程？
3、若在程序中写入END指令，则END以后的程序不再扫描进行，而是直接进行输出处理也就是说，使用END指令可大大缩短扫描周期。
正确!
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4、能耗制动是指异步电机刚切除三相电源后，立即在转子绕组中接入直流电源。（）
正确!
收藏该题展开该题
5、电动机的机械特性越硬，由负载变动引起的转速降落越小。（）
正确!
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7、刀开关的用途有（）。
正确!
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8、电气控制系统图包括( )。
A、电气原理图
B、电器位置图
C、电气互联图
D、电气互锁图
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9、如图所示的机床设备时序控制电路，当X0接通时( )。
A、Y0立即接通
B、T0立即接通
C、T1立即接通
D、延时600秒后，T1接通
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A、整流
B、触发脉冲
C、提供交流电源
D、提供直流电源
收藏该题
三、判断题(共10题、18 / 20分)
1、继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率高；而PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小。
正确!
收藏该题展开该题
2、车床功率的计算主要是根据车床进给运动电机所需的功率进行计算的。（）
正确!
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一、填空题(共10题、0 / 30分)
重庆大学-自动控制原理-第一章 自动控制原理
电气工程与自动化专业 专业基础课(必修课)
为自动控制学科专业基础课
1
第一章
序
论
自动控制理论概述
(开关量与模拟量控制)
第一节
输入量
பைடு நூலகம்
开环控制和闭环控制
控制量
控制器
被控对象
输出量
开环控制系统
2
开环控制系统对外扰及内部参数变化的影响缺乏抑制力， 但开环系统结构简单，比较容易设计和调整，可用于内外扰动 对系统影响不大，且控制精度不高的场合。
4
系统元件中只要有一个元器件的特性不能用线性方程描述即为 非线性系统。 描述非线性系统的常微分方程中，输出量及其各阶导数不全是 一次的。
三.连续系统与离散系统
连续系统各部分的输入和输出信号都是连续函数的模拟量。 离散系统是指系统中某处或数处的信号以脉冲数码形式传递的 系统，如数字计算机或数字控制器，由于被控制量是模拟量，所以 这种系统中有数/摸（D/A）和摸/数（A/D）转换器。
对不稳定系统及不满足性能指标要求的稳定系统需要重新设计，以达到系统要求。
6
三.经典控制理论与现代控制理论
经典控制理论是以积分变换为主要数学工具，用频域方法，以描述输入与输出 外部关系的传递函数为基础、研究控制系统的动态特性的理论。 现代控制理论是以微分方程、线性代数为主要数学工具，用状态空间法，以 描述系统内部状态变量关系的状态方程为基础、研究系统状态运动的理论。 在解决多变量、多输入多输出、时变系统等问题方面，现代控制理论比较有 效，但在处理单变量线性定常系统问题上，现代控制理论尚不及经典控制理论及 方法简便实用。
3
第二节
自动控制系统的类型
一.随动控制系统与自动调节系统
重庆大学自动控制原理2第9章 习题参考答案_作业
9-2 已知非线性系统的微分方程为 (1) 320x x x ++=&&& (2) 0x xx x ++=&&& (3)0x x x ++=&&&(4)2(1)0x x x x --+=&&&试确定系统的奇点及其类型，并概略绘制系统的相轨迹图。
解 (1) 奇点(0, 0)。
特征方程为2320λλ++=两个特征根为1,21, 2λ=--平衡点(0, 0)为稳定节点。
在奇点附近的概略相轨迹图：x(2) 奇点(0, 0)。
在平衡点(0, 0)的邻域内线性化，得到的线性化模型为0x x +=&&其特征方程为210λ+=两个特征根为1,2j λ=±平衡点(0, 0)为中心点。
在奇点附近的概略相轨迹图：xx(3) 奇点(0, 0)。
原方程可改写为0000x x x xx x x x++=≥⎧⎨+-=<⎩&&&&&&其特征方程、特征根和类型为21,221,2100.50.86610 1.618, 0.618jλλλλλλ⎧++==-±⎪⎨+-==-⎪⎩稳定焦点鞍点在奇点附近的概略相轨迹图：(4) 奇点(0, 0)。
在平衡点(0, 0)的邻域内线性化，得到的线性化模型12 为0x x x -+=&&&其特征方程为210λλ-+=两个特征根为1,20.50.866j λ=±平衡点(0, 0)为不稳定焦点。
在奇点附近的概略相轨迹图：x9-6 非线性系统的结构图如图9-51所示，其中0.2a =，0.2b =，4K =，1T s =。
试分别画出输入信号取下列函数时在e -e&平面上系统的相平面图（设系统原处于静止状态）。
(1) () 2 1()r t t =g(2)() 2 1()0.4r t t t =-+g(3)() 2 1()0.8r t t t =-+g(4)() 2 1() 1.2r t t t =-+g图9-51 题9-6图解：由系统结构图可得4c c u +=&&&。
重庆大学自动控制原理2第9章-习题参考答案-作业
9-2 已知非线性系统的微分方程为 (1) 320x x x ++= (2) 0x xx x ++= (3)0x x x ++=(4)2(1)0x x x x --+=试确定系统的奇点及其类型，并概略绘制系统的相轨迹图。
解 (1) 奇点(0, 0)。
特征方程为2320λλ++=两个特征根为1,21, 2λ=--平衡点(0, 0)为稳定节点。
在奇点附近的概略相轨迹图：x(2) 奇点(0, 0)。
在平衡点(0, 0)的邻域内线性化，得到的线性化模型为0x x +=其特征方程为210λ+=两个特征根为1,2j λ=±1平衡点(0, 0)为中心点。
在奇点附近的概略相轨迹图：x(3) 奇点(0, 0)。
原方程可改写为0000x x x x x x x x ++=≥⎧⎨+-=<⎩ 其特征方程、特征根和类型为21,221,2100.50.866 10 1.618, 0.618 j λλλλλλ⎧++==-±⎪⎨+-==-⎪⎩稳定焦点鞍点 在奇点附近的概略相轨迹图：(4) 奇点(0, 0)。
在平衡点(0, 0)的邻域内线性化，得到的线性化模型2 为0x x x -+=其特征方程为210λλ-+=两个特征根为1,20.50.866j λ=±平衡点(0, 0)为不稳定焦点。
在奇点附近的概略相轨迹图：x9-6 非线性系统的结构图如图9-51所示，其中0.2a =，0.2b =，4K =，1T s =。
试分别画出输入信号取下列函数时在e -e 平面上系统的相平面图（设系统原处于静止状态）。
(1) () 2 1()r t t =(2)() 2 1()0.4r t t t =-+(3)() 2 1()0.8r t t t =-+(4)() 2 1() 1.2r t t t =-+图9-51 题9-6图解：由系统结构图可得4c c u +=。
由于e r c =-，那么4e e u r r ++=+。
重庆大学(自动控制原理)课后答案 涂植英 免费
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自动控制原理 重庆大学 练习题库及答案
1、微分环节的对数幅频曲线为过点(1，j0)的直线，其斜率为（）。
•A、 -20dB／dec•B、 20dB／dec•C、 -40dB／dec•(ω)在( )线上正负穿越次数之差等于开环右极点数的1/2。
•A、-180o•B、180o•C、-90o•o3、反馈回路包含振荡环节，结果由原来的振荡环节转变成（）。
•A、积分环节•B、微分环节•C、振荡环节•4、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。
•A、全自动洗衣机•B、电风扇•C、电冰箱••A、•B、•C、•D、6、系统的时域性能指标是根据系统在零初始状态时，对（）的瞬态响应得出的。
•A、单位脉冲信号•B、单位阶跃信号•C、单位斜坡信号•7、二阶系统的闭环增益加大（）。
•A、快速性能好•B、超调量愈大•C、t p提前•8、下图中系统为开环稳定(p=0)，其对应的单位阶跃响应是（）。
•A、•B、•C、•D、9、关于开环传递函数G k(s)、闭环传递函数G B(s)和辅助函数F(s)=1+G k(s)，三者之间的关系是（）•A、•B、•C、•D、10、（）指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，也称为静态精度。
•A、稳定性•B、快速性•C、准确性•11、哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。
（）•A、单位脉冲函数•B、单位阶跃函数•C、单位斜坡函数•12、关于开环传递函数、闭环传递函数G B(s) 和辅助函数F(s)=1+G K(s)三者之间的关系是 ( )。
•A、三者的零点相同•B、G B (s) 的极点与F(s)=1+G K(s) 的零点相同•C、G B(s) 的极点与F(s)=1+G K(s) 的极点相同•13、关于系统稳定的说法错误的是（）。
•A、线性系统稳定性与输入无关•B、线性系统稳定性与系统初始状态无关•C、非线性系统稳定性与系统初始状态无关•14、控制系统的闭环传递函数是，则其根轨迹起始于（）。
•A、G(s)H(s) 的极点•B、G(s)H(s) 的零点•C、1+ G(s)H(s)的极点•15、频率特性随频率而变化，是因为系统含有（）。
2020年智慧树知道网课《自动控制原理(___)》课后章节测试满分答案
2020年智慧树知道网课《自动控制原理(___)》课后章节测试满分答案1.单选题：哪个家用电器属于闭环控制？A。
电视机B。
电子手表C。
冰箱D。
洗衣机答案：D。
洗衣机2.单选题：哪个系统属于闭环控制？A。
十字路口红绿灯系统B。
空调C。
无人售货机D。
数控机床答案：D。
数控机床3.判断题：开环控制方式简单，控制精度高。
答案：B。
对改写：开环控制方式简单，但控制精度较低。
4.判断题：只要有反馈通道，一定是闭环控制。
答案：B。
错改写：反馈通道是闭环控制的必要条件，但不是充分条件。
5.判断题：线性系统一定会满足叠加原理的。
答案：B。
对改写：线性系统满足叠加原理，但不是所有满足叠加原理的系统都是线性系统。
6.判断题：满足叠加原理的系统，一定是线性系统。
答案：B。
错改写：满足叠加原理的系统可能是线性系统，也可能是非线性系统。
7.判断题：复合控制方式是既有开环控制，又有闭环控制。
答案：B。
对8.多选题：电枢控制的直流电动机反馈控制系统属于哪种控制系统？A。
连续控制系统B。
恒值控制系统C。
线性定常系统D。
离散控制系统答案：A。
连续控制系统，C。
线性定常系统9.多选题：雷达天线控制系统属于哪种控制系统？A。
线性定常系统B。
随动控制系统C。
恒值控制系统D。
连续控制系统答案：A。
线性定常系统，B。
随动控制系统10.单选题：计算机控制系统属于哪种控制系统？A。
非线性控制系统B。
线性控制系统C。
离散控制系统D。
程序控制系统答案：C。
离散控制系统1.判断题：不同的物理系统可以是同一种环节，同一个物理系统也可能成为不同的环节，这是与描述它们动态特性的微分方程相对应的。
答案：B。
错改写：不同的物理系统可能包含相同的环节，同一个物理系统在不同的应用中可能扮演不同的角色，这是与描述它们动态特性的微分方程相对应的。
2.单选题：常见的典型环节有几种？A。
6B。
4C。
5D。
7答案：C。
53.判断题：在线性定常系统中，系统输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比，称为系统的传递函数。
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答案+我名字2020年春季学期课程作业自动控制原理第1次自动控制原理题号一二三合计已做/题量0 / 140 / 120 / 110 / 37得分/分值0 / 420 / 360 / 220 / 100一、单项选择题(共14 题、0 / 42 分)1、Bode 图稳定判据为：系统稳定的充要条件是在Bode图的L(w)>0dB 的范围内，开环对数相频特性曲线φ(ω)在( )线上正负穿越次数之差等于开环右极点数的1/2。
A、-180oB、180oC、-90oD、90o收藏该题2、反馈回路包含振荡环节，结果由原来的振荡环节转变成（）。
A、积分环节B、微分环节C、振荡环节D、惯性环节收藏该题3、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。
A、全自动洗衣机B、电风扇C、电冰箱D、电灯收藏该题4、（）指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，也称为静态精度。
A、稳定性B、快速性C、准确性D、精密性收藏该题5、哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。
（）A、单位脉冲函数B、单位阶跃函数C、单位斜坡函数D、单位抛物线函数收藏该题6、具有滞后相位特性(即相频特性小于零)的校正装置叫相位滞后装置，又称之为( )装置。
A、微分校正B、积分校正C、微分-积分校正D、PID校正收藏该题7、反馈回路包含惯性环节, 系统仍为惯性环节, 但时间常数（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定收藏该题8、振荡环节对数幅频特性图高频段（大于转折频率）的渐近线斜率为（）。
A、-20dB/decB、20dB/decC、-40dB/decD、40dB/dec收藏该题9、同时反映了瞬态响应的速度和相对稳定性的频域性能指标有（）。
A、零频值B、复现频率C、截止频率D、谐振频率收藏该题10、二次临界阻尼系统具有的一对极点具有如下特征（）。
A、实部为零的共轭复数B、相等的负实数C、相等的正实数D、正、负两实数收藏该题11、欠阻尼典型二阶系统若不变，变化时（）。
A、当ζ>0.707 时，增大ζ则ts 减小B、当ζ>0.707 时，增大ζ则ts 增大C、当ζ<0.707 时，增大ζ则ts 减小D、当ζ<0.707 时，增大ζ则ts 不变收藏该题12、某系统单位斜坡输入时，ess=∞，说明该系统( ).A、闭环不稳定B、闭环传函中至少有一个纯积分环节C、开环一定不稳定D、是0 型系统收藏该题13、谁首先提出了“反馈控制”的概念（）。
A、麦克斯威尔B、维纳C、钱学森D、奈奎斯特收藏该题14、若分支点由方框前面移到其后面，则必须在分支路上串入（）的方框。
A、具有相同传递函数的倒数B、具有相同传递函数C、具有相同传递函数的相反数D、具有相同传递函数的倒数相反数收藏该题二、多项选择题(共12 题、0 / 36 分)1、反馈控制的特点是（）。
A、输入控制输出B、输出参与控制外反馈C、检测偏差纠正偏差D、具有抗干扰能力收藏该题2、对控制工程理论的发展做出过重要贡献的人有( ）。
A、麦克斯威尔维纳C、钱学森D、劳斯收藏该题3、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。
A、全自动洗衣机B、电风扇C、电冰箱D、电热水器收藏该题4、属于几何稳定性判据的有（）。
A、奈奎斯特判据B、波德判据C、胡尔维兹判据D、劳斯判据收藏该题5、对于一个线性定常系统（）。
A、如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果B、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数C、每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响D、可用线性微分方程式来描述E、不能在频率域中判别它的稳定性收藏该题6、属于代数稳定性判据的有（）。
A、奈奎斯特判据B、波德判据C、胡尔维兹判据D、劳斯判据收藏该题7、以下性能指标中属于频域特性指标的有（）A、零频值B、超调量C、截止频率D、谐振峰值E、带宽收藏该题8、关于开环传递函数、闭环传递函数和辅助函数，三者之间的关系是（）。
A、三者的零点相同B、的极点与的零点相同C、的极点与的极点相同D、的零点与的极点相同收藏该题9、下列各个量中反映系统准确性的量是( )。
A、调整时间B、上升时间C、超调量D、稳态误差收藏该题10、下列反映系统相对稳定性的量有（）。
A、相位裕度B、幅值裕度C、超调量D、稳态误差收藏该题11、二阶系统中能反映系统响应的快速性的性能指标有（）。
A、调整时间B、截止频率C、带宽D、超调量收藏该题12、以下校正方案中属于串联校正的是（）。
A、增益调整B、相位超前校正C、相位滞后校正D、相位滞后—超前校正E、顺馈校正收藏该题三、判断题(共11 题、0 / 22 分)1、根轨迹是指开环系统传递函数的每一个参数从零变化到无穷大时，开环系统特征方程根在s平面上的轨迹。
（）正确错误收藏该题2、若ω2=10ω1，则称从ω1到ω2为10倍频程。
( )正确错误收藏该题3、系统的频率特性，除与系统结构有关外，还与外界因素相关。
( )正确错误收藏该题4、控制论的核心是系统内部以及系统与外界环境的信息交互、传递和反馈。
( )正确错误收藏该题5、根轨迹法是由尹文斯（W.R.Evans）于1948年提出的一种求解闭环特征方程根的简便图解方法。
正确错误收藏该题6、劳斯判据为：系统稳定的充要条件是特征方程系数所组成的劳斯阵列第一列元素符号一致，则系统稳定。
( )正确错误收藏该题7、对数幅频特性曲线与横坐标轴相交处的频率称为幅值穿越频率或增益交界频率,用表示。
( )正确错误收藏该题8、对于最小相位系统，必须同时具有正幅值裕度和正相位裕度，才使闭环系统稳定。
（）正确错误收藏该题9、最小相位系统一定是稳定系统，稳定系统一定是最小相位系统。
( )正确错误收藏该题10、系统中是否存在稳态误差取决于输入信号的形式，而与系统的结构参数无关。
( )正确错误收藏该题11、极坐标图可在一幅图上同时给出了系统在整个频率域的实频特性、虚频特性、幅频特性和相频特性。
( )正确错误收藏该题特别提醒：1、本试卷共有各类试题总数（37）题；2、客观题由系统自动判卷，主观题需要等待教师批改。
3、请认真回答所有试题后及时提交试卷。
4、每次重做都只做做错的题目，正确题目会展示在界面上并标注正确或达标。
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A、-180oB、180oC、-90oD、90o收藏该题2、反馈回路包含振荡环节，结果由原来的振荡环节转变成（）。
A、积分环节B、微分环节C、振荡环节D、惯性环节收藏该题3、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。
A、全自动洗衣机B、电风扇C、电冰箱D、电灯收藏该题4、（）指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，也称为静态精度。
A、稳定性B、快速性C、准确性D、精密性收藏该题5、哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。
（）A、单位脉冲函数B、单位阶跃函数C、单位斜坡函数D、单位抛物线函数收藏该题6、具有滞后相位特性(即相频特性小于零)的校正装置叫相位滞后装置，又称之为( )装置。
A、微分校正B、积分校正C、微分-积分校正D、PID校正收藏该题7、反馈回路包含惯性环节, 系统仍为惯性环节, 但时间常数（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定收藏该题8、系统型次定义为（）。
A、开环传递函数包含的积分数目B、开环传递函数包含的微分数目C、闭环传递函数包含的积分数目D、闭环传递函数包含的微分数目收藏该题9、同时反映了瞬态响应的速度和相对稳定性的频域性能指标有（）。
A、零频值B、复现频率C、截止频率D、谐振频率收藏该题10、二次临界阻尼系统具有的一对极点具有如下特征（）。
A、实部为零的共轭复数B、相等的负实数C、相等的正实数D、正、负两实数收藏该题11、欠阻尼典型二阶系统若不变，变化时（）。
A、当ζ>0.707 时，增大ζ则ts 减小B、当ζ>0.707 时，增大ζ则ts 增大C、当ζ<0.707 时，增大ζ则ts 减小D、当ζ<0.707 时，增大ζ则ts 不变收藏该题12、某系统单位斜坡输入时，ess=∞，说明该系统( ).A、闭环不稳定B、闭环传函中至少有一个纯积分环节C、开环一定不稳定D、是0 型系统收藏该题13、谁首先提出了“反馈控制”的概念（）。
A、麦克斯威尔B、维纳C、钱学森D、奈奎斯特收藏该题14、线性系统与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收藏该题二、多项选择题(共12 题、0 / 36 分)1、反馈控制的特点是（）。
A、输入控制输出B、输出参与控制外反馈C、检测偏差纠正偏差D、具有抗干扰能力收藏该题2、对控制工程理论的发展做出过重要贡献的人有( ）。
A、麦克斯威尔B、维纳C、钱学森D、劳斯收藏该题3、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。
A、全自动洗衣机B、电风扇C、电冰箱D、电热水器收藏该题4、属于几何稳定性判据的有（）。
A、奈奎斯特判据B、波德判据C、胡尔维兹判据D、劳斯判据收藏该题5、对于一个线性定常系统（）。
A、如有多个输入，则输出是多个输入共同作用的结果B、可用拉氏变换方法得出输入与输出之间的传递函数C、每个输入所引起的输出不可分别单独计算，因多个输入之间互相影响D、可用线性微分方程式来描述E、不能在频率域中判别它的稳定性收藏该题6、属于代数稳定性判据的有（）。
A、奈奎斯特判据B、波德判据C、胡尔维兹判据D、劳斯判据收藏该题7、以下性能指标中属于频域特性指标的有（）A、零频值B、超调量C、截止频率D、谐振峰值E、带宽收藏该题8、关于开环传递函数、闭环传递函数和辅助函数，三者之间的关系是（）。
A、三者的零点相同B、的极点与的零点相同C、的极点与的极点相同D、的零点与的极点相同收藏该题9、下列各个量中反映系统准确性的量是( )。
A、调整时间B、上升时间C、超调量D、稳态误差收藏该题10、下列反映系统相对稳定性的量有（）。
A、相位裕度B、幅值裕度C、超调量D、稳态误差收藏该题11、二阶系统中能反映系统响应的快速性的性能指标有（）。
A、调整时间B、截止频率C、带宽D、超调量收藏该题12、以下频域性能指标中根据闭环系统来定义的是( ).A、截止频率wbB、谐振频率wrC、频带宽度D、谐振峰值Mr收藏该题三、判断题(共11 题、0 / 22 分)1、控制系统的根轨迹必对称于实轴。