大连理工自动控制原理习题答案
大连理工大学22秋《自动控制原理》考试在线作业一
大工《自动控制原理》考试在线作业1第1题. ()又称为参考输入。
选项A：给定值选项B：被控量选项C：反馈通道选项D：前向通道参考答案：A第2题. 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。
选项A：数学法选项B：差分法选项C：演绎法选项D：归纳法参考答案：C第3题. 电枢控制的直流电动机属于()。
选项A：一阶系统选项B：二阶系统选项C：三阶系统选项D：四阶系统参考答案：C第4题. ()是经典控制理论中最基本也是最重要的概念。
选项A：传递函数选项B：频率法选项C：根轨迹法选项D：微分方程参考答案：A第5题. 测速发电机属于()。
选项A：比例环节选项B：惯性环节选项C：积分环节选项D：振荡环节参考答案：A第6题. 判定一个系统是否稳定有多种方法，其中不包括()。
选项A：劳斯判据法选项B：奈奎斯特判据法选项C：李雅普诺夫第二方法选项D：信号流图法参考答案：D第7题. 下列哪种输入信号属于斜坡函数()。
选项A：突然转换选项B：突然合闸选项C：负荷突变选项D：数控机床加工斜面的进给指令参考答案：D第8题. 当二阶系统为()响应时，系统的特征根为共轭虚根。
选项A：欠阻尼选项B：过阻尼选项C：无阻尼选项D：临界阻尼参考答案：C第9题. 高阶系统找到一对()就可近似地当作二阶系统来分析。
选项A：主导零点选项B：主导极点选项C：共轭复数主导极点选项D：共轭实数主导极点参考答案：C第10题. 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。
选项A：均为零选项B：均为1选项C：不为零选项D：恒定参考答案：A第11题. 差动放大器属于计算装置。
选项A：对选项B：错参考答案：B第12题. 静态条件是指变量的各阶导数为零。
选项A：对选项B：错参考答案：A第13题. 传递函数的零点、极点分布图表征了系统的动态性能。
选项A：对选项B：错参考答案：A第14题. 采用消元处理后能形象直观地表明输入信号以及各中间变量在系统中的传递过程。
大连理工自动控制原理习题答案
大连理工自动控制原理习题答案自动控制原理课后习题答案编辑者：潘学俊第二章2.1 试分别写出图2.68中各无源电路的输入u r (t )与输出u c (t )之间的微分方程。
图2.68 习题2.1图解：(a)11r c u u i R -=，2()r c C u u i -= ，122c u i i R +=，12122 121212c c r r R R R R R Cu u Cu u R R R R R R +=++++(b)11()r c C uu i -= ，121r u u i R -=，1221i i C u+= ，121c u i R u =+， 121211122112121121()()c c c r r r R R C C uR C R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++ (c)11r cu u i R -=，112()r C u u i -=，1122u i i R +=，1121c u i dt u C =+?， 121212222112122221()()c c c r r r R R C C u RC R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++2.2 试证明图 2.69(a)所示电路与图 2.69(b)所示的机械系统具有相同的微分方程。
图2.69(b)中X r (t )为输入，X c (t )为输出，均是位移量。
(a) (b)图2.69 习题2.2图解：(a)11r cu u i R -=，12()r c C u u i -= ，12i i i +=，221c u idt iR C =+?，121211122212121122()()c c c r r r R R C C uR C R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++ (b)2121()c B xx K x -= ，1121()()()r c r c c B x x K x x B x x -+-=- ，121221212121211212()()c c c r r r B B B B B B B B Bx x x x x x K K K K K K K K K ++++=+++ 2.3 试分别求出图2.70中各有源电路的输入u r (t )与输出u c (t )之间的微分方程。
(完整版)自动控制原理课后习题答案
第一章引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。
答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。
控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。
如下图所示为自动控制系统的基本组成。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。
此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。
开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。
闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。
闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。
1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。
答：自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。
稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。
对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。
对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。
快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。
在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。
准确性用稳态误差来衡量。
在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。
显然，这种误差越小，表示系统的精度越高，准确性越好。
当准确性与快速性有矛盾时，应兼顾这两方面的要求。
自动控制原理习题1(含答案)
《自动控制原理》习题解答第一章习题及答案1—1 根据题1—1图所示的电动机速度控制系统工作原理图(1） 将a ，b 与c,d 用线连接成负反馈状态；（2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔,c b ↔；（2)系统方框图如图解1—1 所示.1—2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统解 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。
1—3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图.题1-3图 炉温自动控制系统原理图解 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c u 的平方成正比,c u 增高,炉温就上升，c u 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f u 。
f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 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f u 正好等于给定电压r u .此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，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c u 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。
大连理工大学21春《自动控制原理》在线作业2-辅导答案
大工21春《自动控制原理》在线作业2注：本套试卷为学习辅导资料，仅供学生复习使用！！！一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)第1题，用直接求解闭环特征根绘制根轨迹的办法，对于()是不适用的。
【A.】一阶系统【B.】二阶系统【C.】三阶系统【D.】高阶系统提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:D第2题，()是用来确定根轨迹上某点的相应增益值。
【A.】辐角条件【B.】幅值条件【C.】开环增益【D.】开环零点提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:B第3题，如果开环零点数目m小于开环极点数目n，则有()条根轨迹终止于无穷远处。
【A.】n【B.】m【C.】n-m【D.】m-n提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:C第4题，当根轨迹分支在实轴上某点相遇又向复平面运动时，该交点称为根轨迹的()。
【A.】会合点【B.】分离点【C.】相遇点【D.】分离极点提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:B第5题，在分析中常将同频率下输出信号相位与输入信号相位之差称为()。
【A.】相位差【B.】信号差【C.】频率差【D.】相差提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:A第6题，()是相位滞后环节，它的低通性能好。
【A.】比例环节【B.】微分环节【C.】积分环节【D.】振荡环节提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:C第7题，一阶滞后环节的最大滞后相角为()。
【A.】0°【B.】60°【C.】90°【D.】180°提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:C第8题，()的对数相频特性恒为0°。
【A.】比例环节【B.】惯性环节【C.】积分环节【D.】振荡环节提示：按照课程学习要求，完成本学期在线作业【正确答案】:A第9题，为了减少校正装置的输出功率，以降低成本和功耗，()装置通常被安置在前向通道的前端。
大连理工大学22春“电气工程及其自动化”《自动控制原理》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：5
大连理工大学22春“电气工程及其自动化”《自动控制原理》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.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.归纳法参考答案：C2.等加速度函数指的是()。
A.阶跃函数B.斜坡函数C.抛物线函数D.脉冲函数参考答案：C3.如果开环零点数目m小于开环极点数目n，则有()条根轨迹终止于无穷远处。
A.nB.mC.n-mD.m-n参考答案：C4.根轨迹是指当系统开环传递函数中某一参数()时，闭环特征方程式的根在s平面上运动的轨迹。
A.从正无穷变到负无穷B.从负无穷变到1C.从零变到无穷参考答案：C5.两个极点间的根轨迹上只有一个分离点。
()A.正确B.错误参考答案：B6.零阶保持器引入了附加的滞后相移，使得系统的相对稳定性增高。
()A.正确B.错误参考答案：B7.频率特性是指在()输入信号作用下，线性系统输出的稳态响应。
A.阶跃B.脉冲C.余弦D.正弦参考答案：D8.根轨迹是以实轴为对称的，故根轨迹的分离、会合点均位于实轴上。
()A.正确B.错误参考答案：B9.只有输入支路没有输出支路的节点称为()。
A.输出节点D.输入节点参考答案：A10.应用频率特性法设计串联无源滞后校正装置时，应先画出未校正系统的对数频率特性。
()A.正确B.错误参考答案：B11.()具有型外推规律的保持器称为零阶保持器。
A.常值B.线性C.二次函数D.高阶函数参考答案：A12.闭环系统的特征方程的根与()密切相关。
A.控制系统的瞬态响应B.控制系统的稳态响应C.系统的稳定性D.系统的动态性能参考答案：AC13.实际的饱和特性可以用折线构成的近似饱和特性来代替。
()A.正确B.错误参考答案：AZ变换考虑的是采样时刻之间的值。
()A.正确B.错误参考答案：B15.()的职能是产生控制量，直接推动被控对象的被控量发生变化。
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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。
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自动控制原理：参考答案及评分标准一、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 ）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10s(5s 2)则它的开环增益为（A.1B.2C.5D.107.二阶系统的传递函数G（s）5~2s 2s 5则该系统是（A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统8. 若保持二阶系统的Z不变，提咼3n，A.提高上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间9. 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C. 过阻尼系统D.零阻尼系统则可以（B ）B. 减少上升时间和峰值时间D. 减少上升时间和超调量卡时，则相频特性G（j ）为（A ）C. 90 °D.- 90°D ）B. 稳定裕量越大D. 稳态误差越小11设系统的特征方程为D s s4 8s3217s 16s 50，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: G ss(s 1)(s 5)，当k= （ C ）时，闭环系统临界稳定。
B.20 C.30 D.4013.设系统的特征方程为Ds 3s310s 5s2s 2 0，则此系统中包含正实部特征的个数有(C )A.0B.1C.2D.316.稳态误差e ss 与误差信号E （s ）的函数关系为（B ）A.（-3,x ）B.（0宀）C.（- x ，-3）D.（-3，0）20.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ B ）反馈的传感器。
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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。
大连理工大学软件学院自动控制原理课后参考答案 第3章
3-1 (1) 两边取拉氏变换，()2100.2()2()()()0.2C s C s R s G s R s s s=⇒===, 单位冲激响应：()()r t t δ=, ()1R s =,10()()()()10,(0)C s G s R s c t t s==⇒=≥ 单位阶跃响应：()()1()r t u t t ==, 1()R s s =,210()()()()10,(0)C s G s R s c t t t s==⇒=≥(2) 时间常数T=5，5%,315,3%,420s s t T t T ∆===∆===3-3 (1) 10.2 1.2()6010C s s s s =+-++, 1()R s s=,那么, 2()600()()70600C s G s R s s s ==++(2) 2600n n ωω=⇒=,2270n ζωζ=⇒=3-4 (1) 2n ()50(),21()1050G s s G s s s ζω⎧=⎪Φ==⇒⎨+++⎪⎩欠阻尼单位冲激响应：()()r t t δ=, ()1R s =,5250()()()()sin 10sin5,(0)1050n n t t C s s R s c t e t t s s ζωω--=Φ=⇒==≥++3-14(1) 4322210s s s s ++++=满足必要条件4321011122001221s s s s sεεε→-→-∞第一列变号2次，不稳定，有两个正实部根。
(2) 6543228122016160s s s s s s ++++++=满足必要条件65442321018201621216021216auxiliary equation 21216082406168316s s s s s s s s s ++=：辅助方程的根包含四个纯虚根，临界稳定。
3-15 (1) 32()10(1)()1()4510G s s s G s s s s +Φ==++++, 满足必要条件， 3210154102.510s s s s满足劳斯判据，系统稳定。
大连理工大学智慧树知到“电气工程及其自动化”《自动控制原理》网课测试题答案3
大连理工大学智慧树知到“电气工程及其自动化”《自动控制原理》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.()是一种图解分析法，适用于具有严重非线性特性的一阶、二阶系统。
A.相平面法B.相轨迹法C.描述函数法D.逆系统法2.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3.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4.极限环可以使系统性能变好。
()A.正确B.错误5.系统闭环根轨迹可以按解析法求出。
()A.正确B.错误6.同一个物理系统，可以用不同的数学模型来表达。
()A.正确7.分析系统的瞬态响应，可以考查系统的()。
A.稳定性B.动态性能C.稳定性和动态性能D.稳定性和稳态误差8.两个极点间的根轨迹上只有一个分离点。
()A.正确B.错误9.将数字信号变换成连续信号的转换环节称为()。
A.模—数转换器B.数—模转换器C.信号转换器D.离散转换器10.经典控制理论中系统校正的研究方法主要有()。
A.检验法B.频率法C.反馈法D.根轨迹法11.振荡环节包含()储能元件。
A.1个B.2个C.3个D.4个12.时域性能指标和频域性能指标之间可以相互换算。
()A.正确B.错误13.线性定常系统稳定的充分、必要条件是系统特征方程的所有根均具有正的实部。
()A.正确B.错误14.线性系统的局部稳定性和全局稳定性是不一致的。
()A.正确B.错误15.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.不为零第2卷一.综合考核(共15题)1.相平面法只适用于一阶非线性系统的分析。
()A.正确B.错误2.所谓开环零点是满足开环传递函数等于零的点。
()A.正确B.错误3.最优控制属于现代控制理论的研究课题。
()A.正确B.错误4.离散系统的瞬态响应决定于()。
A.系统零点的分布B.系统极点的分布C.系统零、极点分布D.不能确定5.微分环节与积分环节的对数频率特性的幅值和辐角总是()。
自动控制原理部分习题参考答案
Js 2 1 （2） e d () ed 1 ( ) ed 2 ( ) 0 0； 2 s 0 Js K 1 s K 2 s s ( s a) as Kh T T T 3-12（1） S K ；（2） S a ；（3） S h 2 2 2 s as K s as K s as Kh G ( s ) T L 3-13 S H 1 G L (s) K T s ( s 1) 500 T T T 3-14（1） S K （2） S K ； （3） S G 1 1； 2 1 2 s ( s 1) 500 T K1 s s 500 3-15（1） （a） h 0.01 ； （b） h 0.364 ； （c） h 0.099 ；
2-8 2-9
2-10（1） G c1 ( s ) （2）
K T2 T3
R1C1 s 1 U (s) R C s 1 ， G c2 ( s ) 2 2 2 RC1 s U 1 ( s) RC 2 s
( s ) K ( 2 s 2 1s 1) ，其中 U r ( s ) T4 s 4 T3 s 3 T2 s 2 T1s 1
R C K K R 2 C 2 K 1 K m RC1 K 2 1 , 1 C1 R1 C 2 R2 , 2 C1C 2 R1 R 2 , T1 1 1 1 m K1 K1 K m R2 2 C1C 2 K 2 K p RC1 (Tm C 2 R 2 ) K 1 K p K m C1C 2 R1 R 2 K1 K p K m RC1C 2 ( RT p RTm K 2 K p Tm R 2 ) K1 K p K m
1 s 2 (s a)
大连理工大学22秋《自动控制原理》考试在线作业三
大工《自动控制原理》考试在线作业3第1题. 在离散系统中，通过控制器对()进行控制的直接作用的偏差信号仍是离散信号。
选项A：控制量选项B：被控对象选项C：离散信号选项D：数字量参考答案：B第2题. 如果采样开关以相同的()动作，则称为等速采样。
选项A：采样时间选项B：采样周期选项C：采样速度选项D：采样效率参考答案：B第3题. 二次函数型外推规律的保持器称为()。
选项A：零阶保持器选项B：一阶保持器选项C：二阶保持器选项D：高阶保持器参考答案：C第4题. 通过级数求和法求取已知函数Z变换的缺点在于需要将()写成闭合形式。
选项A：无穷级数选项B：有穷级数选项C：有理函数选项D：无理函数参考答案：A第5题. 如果遇到Z变换函数是超越函数，则只能用()来求取Z反变换。
选项A：部分分式法选项B：反演积分法选项C：幂级数法选项D：延迟法参考答案：B第6题. ()是运用内环非线性反馈控制，构造伪线性系统。
选项A：相平面法选项B：相轨迹法选项C：描述函数法选项D：逆系统法参考答案：D第7题. 控制电机的转速与控制电压间的关系呈现()特性。
选项A：饱和非线性选项B：死区选项C：间隙选项D：继电器参考答案：A第8题. 理想继电器又称为()。
选项A：单位继电器选项B：双位继电器选项C：三位继电器选项D：滞环继电器参考答案：B第9题. 如果极限环内外的相轨迹曲线都收敛于该极限环，则该极限环称为()。
选项A：稳定极限环选项B：不稳定极限环选项C：半稳定极限环选项D：振荡极限环参考答案：A第10题. 稳定的自激振荡是振幅固定不变，()固定不变的周期振荡，具有抗干扰性。
选项A：效率选项B：周期选项C：频率选项D：相角参考答案：C第11题. 模数转换器与数模转换器为数字计算机的接口。
选项A：对选项B：错参考答案：A第12题. 数模转换器不可以用采样开关来表示。
选项A：对选项B：错参考答案：B第13题. 在实际应用中理想单位脉冲面积为1。
自动控制原理完整版课后习题答案
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。
自动控制原理完整版课后习题答案
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。
大连理工自动控制原理本科第7章习题
1习题7-1 已知采样器的采样周期为T 秒，连续信号为(1) x(t)=te –at (2) x(t)=e -at sin ωt (3) x(t)=t 2cos ωt (4) x(t)=ta 4t求采样的离散输出信号x *(t)及离散拉氏变换x *(s)。
7-2 求下列函数的Z 变换(1) x(kt)=1-e -akT (2) x(kt)=e -aktcos ωk T (3) x(t)=t 2e -5t (4) x(t)=tsin ωt (5) G(S)=)(a s s k + (6) G(S)=)2)(1(1++s s s(7) G(s)=2)1(1ss seT S+-- (8) G(S)=)1(5+-s s eTS7-3 求下列函数x(z)的原函数 (1) X(Z)=)5)(1(6++z z z(2) X(Z)=11+z(3) X(Z)=2)2)(1(++z z z(4) X(Z)=)1)(6.0(2--z z z7-4 求题图T=1秒。
Y(Z)s1题图7-1 题7-4的采样系统7-5 题 图7-2所示的采样系统采样周期T=1秒。
求 （1） 系统的脉冲传递函数G （Z ）=)()(Z R Z Y（2） 当输入r （t ）=1（t ）时，求y*(t)y*(t)r (t) y (t)题图7-2 题7-5的采样系统7-6 对题图7-2所示采样系统计算T=0.1秒，T=0.5秒时采样系统的输出y*（t ）。
7-7 求题图7-3所示系统的脉冲传递函数。
y*(t)r (t) y (t) 题图7-3 题7-7所示采样系统7-8 求题图7-4所示系统脉冲传递函数或输出Z 变换表达式。
y*(t)r (t) y (t)题图7-4 题7-8所示采样系统7-9 求题图7-5所示采样系统输出的Z 变换表达式Y （Z ）。
y*(t) r (t) y (t)题图7-5 题7-9所示采样系统7-10 已知采样系统如题图7-6，采样周期T=0.5秒 （1） 判别系统稳定性。
自动控制原理习题及答案.doc
第一章 习题答案1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图(1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔；（2）系统方框图如图解1-1 所示。
1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
题1-2图仓库大门自动开闭控制系统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。
1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
题1-3图炉温自动控制系统原理图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c u的平方成正比，c u增高，炉温就上升，c u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f u。
f u作为系统的反馈电压与给定电压u进行比较，得出偏差电压e u，经电压放大器、功率放大器放大成a u r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f u正好等于给定电压r u 。
此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，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c u 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。
大工《自动控制原理》课程考试模拟试卷B(含答案)
机密★启用前大连理工大学网络教育学院2011年8月份《自动控制原理》课程考试模拟试卷考试形式：闭卷试卷类型：（B）☆注意事项： 1、本考卷满分共：100分；考试时间：90分钟。
2、所有试题必须答到试卷答题纸上，答到试卷上无效。
3、考试结束后，考生须将试卷和试卷答题纸一并交回。
学习中心______________ 姓名____________ 学号____________一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1、当二阶系统为（ C ）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2、用（ C ）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3、系统开环传递函数为101()(5)sG ss s+=+，则系统的开环零点为（ B ）。
A．0.1B．0.1-C．0D．1 4、一阶滞后环节的最大滞后相角为（ D ）。
A．0 B．30 C．60 D．905、控制系统开环传递函数为()()(1)(2)(4)KG s H s s s s s =+++，则该系统根轨迹有（ D ）条渐近线。
A ．1B ．2C ．3D ．46、（ A ）的对数相频特性恒为0 。
A ．比例环节B ．惯性环节C ．积分环节D ．振荡环节7、二次函数型外推规律的保持器称为（ C ）。
A ．零阶保持器B ．一阶保持器C ．二阶保持器D ．高阶保持器8、如果极限环内外的相轨迹曲线都收敛于该极限环，则该极限环称为（ A ）。
A ．稳定极限环B ．不稳定极限环C ．半稳定极限环D ．振荡极限环9、（ C ）的分布决定了瞬态响应的类型。
A ．开环极点B ．开环零点C ．闭环极点D ．闭环零点 10、关于干扰信号，下面说法正确的是（ A ）。
A ．干扰信号是由某些外部和内部因素引起的、对被控量产生不利影响的信号B ．干扰信号是由某些内部因素引起的、对被控量产生不利影响的信号C ．干扰信号是由某些外部因素引起的、对被控量产生不利影响的信号D ．干扰信号都是可以测量的，它对被控量会产生不利的影响二、选择判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1、差动放大器属于计算装置。
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自动控制原理课后习题答案编辑者：潘学俊 第二章2.1 试分别写出图2.68中各无源电路的输入u r (t )与输出u c (t )之间的微分方程。
图2.68 习题2.1图解：(a)11r c u u i R -=，2()r c C u u i -= ，122c u i i R +=，12122121212c c r r R R R R R Cu u Cu u R R R R R R +=++++(b)11()r c C uu i -= ，121r u u i R -=，1221i i C u+= ，121c u i R u =+， 121211122112121121()()c c c r r r R R C C uR C R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++ (c)11r cu u i R -=，112()r C u u i -=，1122u i i R +=，1121c u i dt u C =+⎰， 121212222112122221()()c c c r r r R R C C u RC R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++2.2 试证明图 2.69(a)所示电路与图 2.69(b)所示的机械系统具有相同的微分方程。
图2.69(b)中X r (t )为输入，X c (t )为输出，均是位移量。
(a) (b)图2.69 习题2.2图解：(a)11r cu u i R -=，12()r c C u u i -= ，12i i i +=，221c u idt iR C =+⎰，121211122212121122()()c c c r r r R R C C uR C R C R C u u R R C C u R C R C u u ++++=+++ (b)2121()c B xx K x -= ，1121()()()r c r c c B x x K x x B x x -+-=- ， 121221212121211212()()c c c r r r B B B B B B B B Bx x x x x x K K K K K K K K K ++++=+++ 2.3 试分别求出图2.70中各有源电路的输入u r (t )与输出u c (t )之间的微分方程。
(a) (b) (c)图2.70 习题2.3图解：(a)12c r r u u Cu R R +=- ，221c r r R u R Cu u R =-- (b)12c r c u u CuR R =-- ，221c c r RR Cu u u R +=- (c)2111r r c u uu R dt R C R =--⎰，12c r r R CuR Cu u =-- 2.4 某弹簧的力-位移特性曲线如图2.71所示。
在仅存有小扰动的情况下，当工作点分别为x 0 =-1.2、0、2.5时，试计算弹簧在工作点附近的弹性系数。
图2.71 习题2.4图解：设力f 与位移x 的关系为f=g (x )。
取增量方程：()x dg x f x dx∆=∆， x 0 =-1.2、0、2.50()x dg x dx 为工作点处的弹性系数，分别从曲线中量出为30201660,20,80.512===2.5 设某系统的传递函数为G (s )，在初始条件为零时，施加输入测试信号r (t )= t （t ≥0）,测得其输出响应为c (t )=1+sin t +2 e -2t （t ≥0）,试确定该系统的G (s )。
解：21)(s s R =，22111)(2++++=s s s s C ，222533)(23234++++++=s s s ss s s s G2.6 系统的微分方程组如下：)(d )(d )( , )(d )(d )()()()( , )()()(d )(d )( , )()()(54435553422311121t c tt c T t x K t x K t t x t c K t x t x t x t x K t x t x K tt x t x t c t r t x +==--==+=-=τ其中τ，K 1，K 2，K 3，K 4，K 5，T 均为正常数。
试建立系统r (t )对c (t )的结构图。
解：2.7 系统的微分方程组如下：t t c tt c t x K t nNN K t x t x x tt x Tt x t x t x t x K t x t n t c t r t x d )(d d )(d )( , )()()(d )(d , )()()()()( , )()()()(225022453452311211+=-==-==+-=其中K 0，K 1，K 2，T 均为正常数。
试建立系统结构图。
解：2.8 图2.72是一个模拟调节器的电路图。
试写出输入与输出之间的微分方程，并建立该调节器的结构图。
图2.72 习题2.8图解：(a)11r cu u i R -=，)(11211dt du C R u i +-=，312R u i =，⎰-=dt i C u 2221，542R u R u c -=， r c c c u u u R R CR R R uR C C R R R -=-+ 5224315214312.9 图2.73是一个转速控制系统，输入量是电压u a ，输出量是负载的转速ω，试写出其输入输出间的微分方程，并画出系统的结构图。
图2.73 习题2.9图解：(a)ωe a aa a a K dtdi L R i u ++=，a i d i K M =，ωωB dt d J M d +=， a ee i a a a e i e i a u K K K B R B L J R K K K K J L 1)1()(1=++++ωωω2.10 某机械系统如图2.74所示。
质量为m 、半径为R 的均质圆筒与弹簧和阻尼器相连(通过轴心)，假定圆筒在倾角为α的斜面上滚动(无滑动)，试求出其运动方程和结构图。
图2.74 习题2.10图2.11 试化简图2.75中各系统结构图，并求传递函数C (s )/R (s )。
(a) (b)(c)图2.75 习题2.11图解：(a) 1222132211)(H G H G G G G G G s G +++=(b)211121211)1()(H H H G H H G G s G +++=(c)14321443232133243211)(H G G G G H G G H G G G H G G G G G G s G -+++=2.12 已知系统结构如图2.76所示，试将其转换成信号流图，并求出C (s )/R (s )。
(a) (b)图2.76 习题2.12图解：(a) 21212211211)(H H G G H G H G G G s G +++=(b) 2211211)(H G H G G G s G ++=2.13 系统的信号流图如图2.77所示，试用梅逊公式求C (s )/R (s )。
(a) (b)图2.77 习题2.13图解：(a) Ks s s Ks G 5.05.35.0)(23+++=(b)2142124513211212465143211)1()(H H G G G H G G G G G G H G G H G G G G G G G G s G ++++++++=2.14 试梅逊公式求图2.78所示结构图的传递函数C (s )/R (s )。
(a)(b)图2.78 习题2.14图解：(a) 3212521211241)(G G G H G G H G G H G G s G ++-+=(b)21212121312)(G G G G G G G G s G -++-+=2.15 已知系统结构图如图2.79所示，试写出系统在输入R (s )及扰动N (s )同时作用下输出C (s )的表达式。
图2.79 习题2.15图解：HG G G G G H G G G s N H G G G G G G G H G s R H G G G G G s C 3213122124314212231211)()]1(1[)()]1([)(+++++++++++=2.16 系统的结构如图2.80所示。
（1）求传递函数C 1(s )/R 1(s )，C 2(s )/R 1(s )，C 1(s )/R 2(s )，C 2(s )/R 2(s )；（2）求传递函数阵G (s )，其中，C (s )=G (s )R (s ), C (s )=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(21s C s C ，R (s )=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(21s R s R 。
图2.80 习题2.16图解： （1）)(1)1()()(1187513252532111s G G G G H G H G H G G G G s R s C =-+++=)(1)()(218751325765112s G G G G H G H G G G G G s R s C =-++=)(1)()(128751325954321s G G G G H G H G G G G G s R s C =-++=)(11)()(2287513251365422s G G G G H G H G H G G G G s R s C =-+++=）（（2） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=)()()()()(22211211s G s G s G s G s G2.17 已知系统结构图如图2.81所示。
（1）试求传递函数C (s )/R (s )和C (s )/N (s )；（2）若要消除干扰对输出的影响，即C (s )/N (s )=0，试问应如何选取G 0(s )。
图2.81 习题2.17图解： （1）)1()()(321321++=Ts s K K K K K K s R s C )1()()()(321430321++-=Ts s K K K sK K s G K K K s N s C （2）2140)(K K sK s G =3.1.已知系统的单位阶跃响应为)0(2.1.0)(16≥-+=--t e e t c tt 0021试求：（1）系统的闭环传递函数Φ(s)=？(2) 阻尼比ζ=？无自然振荡频率ωn =？解：（1）由c (t )得系统的单位脉冲响应为t t e e t g 10601212)(--+-=600706006011210112)]([)(2++=+-+==Φs s s s t g L s （2）与标准2222)(nn ns s ωζωω++=Φ对比得： 5.24600==n ω，429.1600270=⨯=ζ3.2.设图3.36 (a )所示系统的单位阶跃响应如图3.36 (b )所示。