自控答案2班
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。
自动控制原理第二版课后答案
自动控制原理第二版课后答案X.2- 2由牛顿第二运动定律，在不计重力时，可得/；(x.-x0)-/2x0=rnx整理得"等十⑺S字" d\将上式拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即初始条件全部为零，可得［亦+(人+/2)$］血0)=人迟⑸于是传递函数为疋($)恥 + /; +/2②其上半部弹簧与阻尼器之间，取辅助点A,并设A点位移为无，方向朝下; 而在其下半部工。
引出点处取为辅助点B。
则由弹簧力与阻尼力平衡的原则,从A和B两点可以分别列出如下原始方程：K］（兀-x） = /（x-x c）消去中间变量X,可得系统微分方程佔+心）牛+ K心0 = 牛at at对上式取拉氏变换，并计及初始条件为零，得系统传递函数为K ⑸一/（&+£）$+&瓦③以引出点作为辅助点，根据力的平衡原则，可列出如下原始方程: 蜀（兀-X）+ /（乙-对）=丘％移项整理得系统微分方程/贽+ （陌+ 0）心=令+瓦兀对上式进行拉氏变换，并注意到运动由静止开始，即X r（。
） = X0（。
）= °则系统传递函数为X。
(£)_ fz K\ 兀G) 一冷+ (K]+0)2-3r 並'C 2s=1 （&C°s 十 1）一 1 {T.S + 1）・・・——(T.s + 1)所以.5(s)_ S _ C“ -_⑺s + l)®s + l)'5(s) Z 1 + Z 2 尽 |1(匚「J 尽C Q S + ^S + I)込s + 1)T 、s +1 C 2s 2(b) 以幻和fl 之间取辅助点A,并设A 点位移为方向朝下；根据力的平 衡原则，可列出如下原始方程：解：(a):利用运算阻抗法得：Z] =R 』R.——1 _ C\s泾尽+丄R 】 RiGs +1+1K2(X.-X0)+ f2(x. - x0) = /；(x0 -x) (1)A：1x = /；(x(> -x) (2)所以K2(x i-X0)4-/2(X,--X0)=K x x (3)対(3)式两边取微分得恳2(乙—攵。
自控练习题答案
自控练习题答案一、选择题1. D2. A3. C4. B5. D6. A7. C8. B9. A 10. D二、填空题1. 自律2. 集中注意力3. 目标4. 执行力5. 推迟满足感6. 时间管理7. 自我约束8. 内在动机9. 意志力 10. 时间三、判断题1. 正确2. 错误3. 正确4. 错误5. 错误6. 正确7. 正确8. 错误9. 正确10. 错误四、简答题1. 什么是自控力？自控力是指个体自觉且有效地控制自己的想法、情绪和行为，以实现长远目标，并抵制诱惑和延迟满足的能力。
2. 自控力为什么重要？自控力是个人成功和幸福的关键因素之一。
它能帮助我们更好地管理时间、保持健康的生活方式、建立良好的人际关系、克服困难和挫折，以及实现个人目标。
3. 自控力如何培养？- 树立明确的目标：明确自己想要实现的目标，并将其分解为小步骤，有计划地逐步实现。
- 锻炼意志力：通过日常生活中的小练习，如控制睡眠时间、克制购物欲望等，逐渐增强意志力。
- 建立良好习惯：通过坚持良好的习惯，如定期锻炼、读书学习等，养成自律的生活方式。
- 寻找内在动机：激发内在动机，找到自己行动的内在意义和价值，这将有助于提高自控力。
- 与他人互助：与身边有自控力的人交流和分享经验，互相鼓励和监督，相互促进自控力的提高。
4. 如何处理自控力不足的情况？- 分析原因：找到自己自控力不足的原因，是因为外界诱惑太多还是自我约束能力不足等。
- 制定策略：根据不同的原因，制定对应的应对策略，如减少外界诱惑、进行时间管理等。
- 寻求支持：向身边的人求助，如朋友、家人或专业人士，获得支持、鼓励和指导。
- 培养耐心：自控力的培养是一个长期的过程，需要耐心和坚持，不要因一时的失败而灰心。
五、综合题自控力对个人发展的影响自控力对个人的发展具有重要的影响。
首先，自控力能帮助人们更好地管理时间，合理分配精力和资源，提高工作效率和学习成绩。
其次，自控力有助于保持健康的生活方式，如健康饮食、规律作息和适量运动，从而增强身体素质和提升生活质量。
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
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。
自控原理第二章习题答案
自控原理第二章习题答案自控原理第二章习题答案自控原理是一门研究控制系统的学科，它关注的是如何设计和优化控制系统，以实现系统的稳定性和性能。
在学习自控原理的过程中，习题是一个非常重要的组成部分，通过解答习题可以帮助我们更好地理解和掌握自控原理的知识。
在本文中，我将为大家提供自控原理第二章习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是反馈控制系统？它有哪些特点？答：反馈控制系统是一种通过测量输出信号，并将其与期望输出信号进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整的控制系统。
它的特点包括：- 反馈环节：反馈控制系统中包含了一个反馈环节，通过测量输出信号，将其反馈给系统进行调整，以实现期望的输出。
- 自动调节：反馈控制系统能够根据反馈信号自动地对系统进行调节，无需人工干预。
- 稳定性：反馈控制系统能够提高系统的稳定性，使系统能够快速地恢复到期望状态。
- 抗干扰性能：反馈控制系统能够减小外部干扰对系统的影响，提高系统的抗干扰能力。
2. 什么是比例控制器？它的传递函数是怎样的？答：比例控制器是一种最简单的控制器，它根据误差的大小与比例增益之间的关系来调节系统的输出。
比例控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Kp其中，Gc(s)为比例控制器的传递函数，Kp为比例增益。
3. 什么是积分控制器？它的传递函数是怎样的？答：积分控制器是一种根据误差的累积值来调节系统的输出的控制器。
积分控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Ki/s其中，Gc(s)为积分控制器的传递函数，Ki为积分增益，s为复变量。
4. 什么是微分控制器？它的传递函数是怎样的？答：微分控制器是一种根据误差的变化率来调节系统的输出的控制器。
微分控制器的传递函数可以表示为：Gc(s) = Kd*s其中，Gc(s)为微分控制器的传递函数，Kd为微分增益，s为复变量。
5. 什么是比例积分控制器？它的传递函数是怎样的？答：比例积分控制器是一种同时具有比例和积分控制功能的控制器。
《自动控制原理》第二版课后习题答案
k (x x ) f ( dx1 dy )
（1）
1
1
dt dt
对B点有
f ( dx1 dy ) k y dt dt 2
（2）
联立式（1）、（2）可得：
dy k1k2 y k1 dx dt f (k1 k2 ) k1 k2 dt
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ur 。 此时， ue ur u f 0 ，故u1 ua 0 ，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uc 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。
第一章 自动控制的一般概念 习题及答案
1-1 根据题 1-15 图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (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： a d ， b c ；
（2）系统方框图如图解 1-1 所示。
1-2 题 1-16 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。
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。
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
自控原理习题答案(第2版)
第1章习题答案1-1解：自动控制系统：被控对象和控制装置的总体；被控对象：要求实 现自动控制的机器、设备和生产过程；扰动：除给定值之外，弓I 起被控制量变化 的各种外界因素；给定值：作用于控制系统输入端，并作为控制依据的物理量； 反馈：将输出量直接或间接的送到输入端， 并与之相比较，使系统按其差值进行 调节，使偏差减小或消除。
1-2解：开环控制有洗衣机的洗衣过程，闭环控制有抽水马桶的蓄水控制、 电冰箱制冷系统等。
解：对控制系统的基本要求是稳定性、准确性和快速性：稳定性是系 统正常工作的前提条件；准确性反映控制系统的控制精度，要求过渡过程结束后， 系统的稳态误差越小越好；快速性是要求系统的响应速度快，过渡过程时间短， 超调量小。
1- 7解：该系统的任务是使工作机械（被控对象）的转角 0 c （被控量）自 动跟踪手柄给定角度0 r （给定量）的变化。
该系统的工作原理是：检测电位计 与给定电位计的电气特性相同，工作机械的转角0 c 经检测电位计转换成电压U c ， 手柄给定角度0 r 经给定电位计转换成给定电压 U r ，U c 与U r 接入放大器前端的电 桥。
当工作机械转角0 c 没有跟踪手柄给定角度0 r 时，U c 与U r 两者不相等而产生 偏差△ U=U r -U c ，△ U 经过放大器放大，使电动机转动，通过减速器使得负载产生 减小偏差的转动。
当检测电位计检测并转换的 U c 与U r 相等，此时△ U=U r -U c =O,电动机不转，工作机械停在当前位置。
其原理框图如下图所示。
期望液位弐动阀门I ——T水箱1-6 解: 1-3解: 系统原理框图如下所示:1-51-8解：谷物湿度控制系统原理框图如下。
该系统的被控量是谷物湿度，给定量是希望的谷物湿度。
谷物加湿后的实时湿度经湿度检测后送到调节器，若与希望的湿度产生偏差，则通过调节器控制给水阀门的开大或关小，以减小两者的偏差。
谷物在入口端的湿度由前馈通道输入到调节器。
自控原理习题解答(第二章)
[答2 （ 31 ） 1 ） ] (t) x(t) (t) Tx T sx(s) x (s) 1 1 1 T x (s) 1 T s 1 s T 1 t 1 T 1 1 T x ( t ) L x (s) L e 1 s T T
答2 4(c)
e y (s) e x (s) C2 1 1 I(s) R 1 R2 C1s C 2s R 2 C 1 C 2 s 2 C 1s 1 R 2 C1 C 2 s C1 2 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 s C1s (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 R 2 C1 C 2 s C1 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 (R1 R 2 )C1C 2 s C 2 C1 R 2 C1 C 2 C1 s K d Td s C 2 C1 C 2 C1 K (R1 R 2 )C1C 2 s (R1 R 2 )C1C 2 s Td s 1 T s 1 1 1 C 2 C1 C 2 C1 为实际微分环节 惯性环节 1 I(s) （R 2 ) C 2s
X(s) G1 G1 H3 H2 H1
-
Y(s) G2
G3
G4 X(s)
G1
-
-
G2 H3
-
Y(s) G3 G4
-
H2
G4 H3
1 2e 2t e t cos 3t 3s2 2s 8 8 A s 1 2 s(s 2)(s 2s 4) s 0 2 4 3s2 2s 8 B (s 2) 2 2 s(s 2)(s 2s 4) s 2
自动控制原理与设计答案
自动控制原理与设计答案1. 控制系统概述：控制系统是一种能够对被控对象进行精确调节和管理的系统。
它通过传感器感知被控对象的状态，并通过执行器对其进行控制，以达到预期的目标。
2. 开环控制和闭环控制：- 开环控制是指控制器输出不受被控对象状态的反馈影响，仅根据预先设定的控制策略进行调节。
它的优点是简单、高效，但无法对系统扰动和不确定性进行补偿。
- 闭环控制是指控制器通过传感器反馈被控对象的状态，并将反馈信息与设定值进行比较，从而对控制器输出进行调整。
它具有良好的鲁棒性和稳定性，但设计和调节较为复杂。
3. 反馈控制系统的基本结构：反馈控制系统包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
- 传感器用于感知被控对象的状态，并将其转化为电信号。
- 控制器接收传感器反馈信息，对其进行处理，并生成控制信号。
- 执行器将控制信号转化为控制作用，对被控对象进行调节。
4. 负反馈控制的原理：负反馈控制系统通过比较被控对象的实际输出与设定值，计算误差，并将误差作为控制器的输入进行调节。
这种控制方式可以使系统的输出始终趋近于设定值，并对扰动具有较好的补偿能力。
5. 控制器的设计与调节：控制器的设计与调节是控制系统设计的关键环节，常用的设计方法包括比例控制、积分控制和微分控制的组合，即PID控制。
控制器的调节过程需要根据系统的动态特性进行，常用的调节方法有根轨迹法、频率响应法和优化调节法等。
6. 控制系统性能指标：控制系统的性能指标包括稳定性、鲁棒性、快速性、准确性和抗扰能力等。
- 稳定性指系统对于外部扰动和参数变化具有稳定的响应特性。
- 鲁棒性指系统对于参数变化和模型误差的能力。
- 快速性指系统达到稳态的时间。
- 准确性指系统输出与设定值的接近程度。
- 抗扰能力指系统对于外部扰动的抑制能力。
7. 控制系统应用：控制系统广泛应用于工业生产、自动化设备、交通运输以及电子产品等各个领域。
例如，自动化生产中的工业机器人、交通运输中的自动驾驶系统以及家用电器中的智能控制系统等。
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。
自动控制课后习题答案
1n＝3，根轨迹有3条分支,且均趋于无穷远处；
2实轴上的根轨迹：[-50,0],( 00];
3渐进线： ， ；
4分离点：
求解得： ， （舍去）；
作出根轨迹如图所示：
（2）临界开环增益 为根轨迹与虚轴交点对应的开环增益。
令 ，代入 ，并令其实部、虚部分别为零，即
，
解得： （舍去）
（3）系统处于临界阻尼比 ，相应闭环根位于分离点处，即要求分离点d对应的K值。将s＝d＝-21.3代入幅值条件：
（2）系统的脉冲响应
2-10试简化图2-9中的系统结构图，并求传递函数C(s)/R(s )和C(s)/N(s)。
可求出：
令R（s）＝0，简化结构图如图所示：
所以：
（b）令N（s）＝0，简化结构图如下图所示：
所以：
令R（s）＝0，简化结构图如下图所示
2-12 试用梅逊增益公式求图2-8中各系统信号流图的传递函 数C(s)/R(s)。
其中，T１、Ｔ２和K２为正常数。若要求r(t)=1+ t时，c?
分析：先求出系统的误差传递函数，再利用稳态误差计算公式，根据题目要求确定参数。
解：对方程组进行拉普拉斯变换，可得
按照上面三个公式画出系统的结构图如下：
定义误差函数
所以
令 ，可得 ，因此，当 时，满足条件。
可见，当 第一次为0时， ，所以
根据调节时间 的定义： ，即
，得
所以：
3-5设图3-3是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数K１和Kt，使系统ωｎ＝６、ζ＝１。
分析：求出系统传递函数，如果可化为典型二阶环节形式，则可与标准二阶环节相对照，从而确定相应参数。
解 对结构图进行化简如图所示。
自动控制原理习题参考答案
参考答案第一章1.这里给出一些常见的控制系统框图。
开环控制的有：水泵抽水控制系统（图1-1）；家用窗帘自动控制系统（图1-2）；宾馆自动门控制系统（图1-3）；楼道自动声控灯装置（图1-4）；游泳池定时注水控制系统（图1-5）。
图1-1 水泵抽水控制系统图1-2 家用窗帘自动控制系统图1-3 宾馆自动门控制系统图1-4 楼道自动声控灯装置图1-5游泳池定时注水控制系统闭环控制系统的有：家用压力锅（图1-6）；投篮过程（图1-7）；供水水箱的水位自动控制系统（图1-8）；加热炉的温度自动控制系统（图1-9）；抽水马桶的图1-6 家用压力锅的控制图1-7 投篮过程图1-8 供水水箱的水位自动控制系统图1-9 加热炉的温度自动控制系统图1-10抽水马桶的自动控制系统2.教学过程为一个人工闭环自动控制系统。
当学生的实际水平与教学大纲要求一致时，通过作业、答疑等环节反映出来，系统偏差为零，教师只需按正常方式授课即可；当学生的实际水平与教学大纲要求不一致时，通过作业、答疑等环节反映出来，系统存在一定偏差，教师需要调整教学方式，直至消除偏差，使学生的实际水平与教学大纲要求达到一致。
3.本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过3R和4R分压后与稳压管的电压wU比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极电流增大，集电极电流随之增大，降在c R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。
反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。
对于本题，可画出方框图如图1-11所示。
图1-11晶体管稳压电源方框图该直流稳压电源为反馈控制。
实际输出电压2U 由3R 和4R 组成的分压器检测出来，与给定值W U 进行比较，产生的偏差电压1V 进行放大，作用于2V ，由2V 对输出电压进行调整。
这里的偏差电压仅随2U 变化，由1V 反相放大后产生c U ，这是系统的控制量。
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。
自动控制原理课后答案
自动控制原理课后答案1. 根据反馈控制原理，系统的控制目标是通过比较输出信号与参考信号之间的差异，对系统的输入进行调整，使系统达到期望的状态或行为。
2. 控制系统一般包括传感器、执行器和控制器三个基本组成部分。
传感器用于收集系统的实时数据，执行器用于执行调整系统输入的指令，控制器则根据传感器采集的数据来计算和调整控制信号。
3. 反馈控制系统中，控制器根据系统的输出信号和参考信号之间的差异进行调整。
比例控制器（P控制器）只根据差异的大小，线性比例地调整控制信号；积分控制器（I控制器）不仅考虑差异的大小，还考虑差异的累积量；微分控制器（D控制器）则考虑差异的变化率。
4. P控制器适用于稳态差异较大的系统，可以快速调整系统输出至参考信号附近，但容易产生超调现象；I控制器适用于存在稳态差异的系统，可以逐渐消除稳态差异，但容易产生震荡现象；D控制器适用于存在瞬态差异的系统，可以抑制系统的瞬态响应，但无法消除稳态差异。
5. 比例积分微分控制器（PID控制器）是一种综合了P、I和D控制器的控制器。
通过合理地调整比例、积分和微分系数，可以实现系统的快速响应和稳定。
6. 开环控制系统和闭环控制系统都可以实现对系统的控制，但闭环控制系统更加稳定和鲁棒。
开环控制系统中，控制器不根据系统的反馈信号来调整控制信号，容易受到外部干扰和参数变化的影响。
7. 可以使用根据控制对象的动态特性设计的控制器来提高系统的控制性能。
常见的控制器设计方法包括根据稳态误差的允许范围来选取比例、积分和微分系数，以及根据系统传递函数进行校正和补偿。
8. 多变量控制系统可以同时控制多个输入和多个输出。
常见的多变量控制系统包括串级控制、并联控制和内模控制等。
9. 控制系统的稳定性是指当系统接受一定的输入时，输出是否趋于稳定。
稳定性的判断可以通过判断系统的传递函数的极点位置来确定。
10. 控制系统的仿真和实验可以通过使用计算机软件进行模拟仿真，或搭建实际的物理实验平台进行。
自控习题答案
自控习题答案自控习题答案自控是一种重要的能力，它可以帮助我们更好地管理自己的行为和情绪，从而实现个人目标。
为了提高自控能力，我们可以通过练习自控习题来锻炼自己。
下面是一些常见的自控习题及其答案，希望对大家有所帮助。
1. 你正在看一部电影，突然收到一个重要的工作邮件，你会怎么做？答案：首先，先停下来冷静一下，评估邮件的重要性和紧急性。
如果邮件确实需要立即回复或处理，可以先暂停电影，专注地处理邮件。
如果邮件不是很紧急，可以先将其标记为未读，继续享受电影，等到合适的时候再回复邮件。
2. 你正在减肥，朋友请你吃一块蛋糕，你会怎么做？答案：首先，要感谢朋友的邀请，表达自己的理解。
然后，可以委婉地拒绝朋友的邀请，告诉他们自己正在减肥，希望他们能够理解。
可以提议改为一起喝茶或者散步，以保持社交互动的同时不影响自己的减肥计划。
3. 你正在学习，突然手机收到一条消息，你会怎么做？答案：首先，要克制住对消息的好奇心，不要立即打开手机查看。
可以先将手机调至静音或者将其放在远离自己的地方，以避免分心。
然后，专注地继续学习，直到完成当前的任务或者学习计划。
等到合适的时候再查看手机，回复消息。
4. 你正在做一项重要的任务，突然感到疲倦，你会怎么做？答案：首先，要意识到疲倦是正常的，不要因此感到沮丧或者焦虑。
可以先休息一会儿，做一些放松的活动，如散步或者听音乐，以提高精神状态。
如果疲倦感仍然存在，可以考虑调整任务的安排，将一些重要的工作留到精神状态较好的时候再完成。
5. 你正在购物，看到一件心仪已久的衣服，但是超出了自己的预算，你会怎么做？答案：首先，要冷静地评估自己的实际需求和经济状况。
如果购买该衣服会对自己的财务状况造成较大的影响，可以先放弃购买，寻找其他更经济实惠的选择。
如果真的很喜欢该衣服，可以考虑等到打折或者促销时再购买，以节约开支。
以上是一些常见的自控习题及其答案。
通过这些习题的练习，我们可以逐渐提高自己的自控能力，更好地管理自己的行为和情绪。
自动控制原理参考答案
自动控制原理参考答案自动控制原理是现代工程技术中的重要学科，它研究如何利用各种控制器、传感器和执行器等设备，通过对系统的测量、分析和反馈，实现对系统的自动调节和控制。
在工业生产、交通运输、航空航天、能源管理等领域都有广泛的应用。
一、自动控制原理的基本概念1. 控制系统：由被控对象、传感器、控制器和执行器组成的整体系统，用于实现对被控对象的控制和调节。
2. 反馈控制：通过对被控对象输出进行测量和比较，将误差信号反馈给控制器，调节控制器的输出信号，使系统达到稳定状态。
3. 开环控制：控制器的输出信号不依赖于被控对象的反馈信号，只根据预先设定的控制规律进行调节。
4. 闭环控制：控制器的输出信号依赖于被控对象的反馈信号，通过比较反馈信号和设定值，调节控制器的输出信号，实现对系统的自动调节和控制。
二、自动控制原理的基本原理1. 反馈原理：根据被控对象输出与设定值之间的差异，通过比较和反馈，调节控制器的输出信号，使系统达到稳定状态。
2. 控制器的选择：根据被控对象的特性和控制要求，选择合适的控制器类型，如比例控制器、积分控制器、微分控制器等。
3. 信号处理：对传感器采集到的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的准确性和稳定性。
4. 系统建模：通过数学建模的方法，将被控对象抽象成数学模型，用于分析和设计控制系统。
三、自动控制原理的应用案例1. 工业生产：在工厂生产线上，通过自动控制系统对生产过程中的温度、压力、流量等参数进行监测和调节，提高生产效率和产品质量。
2. 交通运输：在交通信号灯控制系统中，通过自动控制原理对交通流量进行监测和调节，实现交通信号的自动切换，提高交通效率和安全性。
3. 航空航天：在飞机和火箭等航空航天器中，通过自动控制系统对飞行姿态、推力、舵面等参数进行控制和调节，确保飞行安全和航行稳定。
4. 能源管理：在能源发电和供应系统中，通过自动控制系统对电压、频率、负载等参数进行监测和调节，实现能源的高效利用和供应稳定。
自控原理习题答案(全)
第一章 习题答案1-11-21-3 闭环控制系统主要由被控对象，给定装置，比较、放大装置，执行装置，测量和变送装置，校正装置等组成。
被控对象：指要进行控制的设备和过程。
给定装置：设定与被控量相对应给定量的装置。
比较、放大装置：对给定量与测量值进行运算，并将偏差量进行放大的装置。
执行装置：直接作用于控制对象的传动装置和调节机构。
测量和变送装置：检测被控量并进行转换用以和给定量比较的装置。
校正装置：用以改善原系统控制性能的装置。
题1-4 答：（图略）题1-5 答：该系统是随动系统。
（图略） 题1-6 答：（图略）第二章习题答案题2-1 解：（1）F(s)=12s 1+-Ts T（2）F(s)=0.5)421(2+-s s（3）F(s)=428+⋅s es sπ （4）F(s)=25)1(12+++s s（5）F(s)=32412ss s ++ 题2-2 解：(1) f(t)=1+cost+5sint(2) f(t)=e -4t(cost-4sint) (3) f(t)=t t t te e e 101091811811----- (4) f(t)= -t t tte e e ----+-3118195214 (5) f(t)= -t te e t 4181312123--+++ 题2-3 解：a)dtduu C R dt du R R c c r 22111=++）（ b)r c c u CR dt du R R u C R dt du R R 1r 12112111+=++）（ c) r r r c c c u dtdu C R C R dtu d C C R R u dtdu C R C R C R dtu d C C R R +++=++++）（）（1211222121122111222121 题2-4 解：a) G(s)=1)(212++s T T sT (T 1=R 1C, T 2=R 2C )b) G(s)=1)(1212+++s T T s T (T 1=R 1C, T 2=R 2C )c) G(s)= 1)(1)(32122131221+++++++s T T T s T T s T T s T T (T 1=R 1C 1, T 2=R 1C 2, T 3=R 2C 1, T 4=R 2C 2 ) 题2-5 解：(图略) 题2-6 解：33)(+=Φs s 题2-7 解：a) ksf ms s +-=Φ21)(b) )()()(1))(1)(()(21221s G s G s G s G s G s +++=Φc) )()(1)())()(()(31321s G s G s G s G s G s ++=Φd) )()()()(1))()()(323121s G s G s G s G s G s G s -+-=Φe) G(s)=[G 1(s)- G 2(s)]G 3(s)f) )()()()()()()()()()(1)()()()()(43213243214321s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s +-++=Φg) )()()()()()()()(1)()()()(43213212321s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G s -+-=Φ题2-8 解：102310)1()()(k k s s T Ts k k s R s C ⋅++++⋅=1023101)1()()(k k s s T Ts k k s N s C ⋅++++⋅=1023102)1()()(k k s s T Ts s T k k s N s C ⋅++++⋅⋅⋅= 题2-9 解：)()()()(1)()()(4321111s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()(4321222s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()()()(432142121s G s G s G s G s G s G s G s R s C +=)()()()(1)()()(4321412s G s G s G s G s G s R s C +=题2-10 解：(1)3212321)()(k k k s k k k s R s C +=3212032143)()()(k k k s s G k k k s k k s N s C +⋅+=(2) 2140)(k k sk s G ⋅-= 题2-11 解：122212211111)()1()()(z z s T s T T C s T T s T k k s s m m d e L ⋅++⋅+++⋅=ΘΘ (T 1=R 1C, T 2=R 2C, T d =L a /R a , T m =GD 2R a /375C e C m )第三章 习题答案3-1． s T 15=（取5%误差带） 3-2． 1.0=H K K=2 3-3．当系统参数为：2.0=ξ，15-=s n ω时，指标计算为：%7.52%222.0114.32.01===-⨯---e eξξπσs t ns 352.033=⨯==ξωs t n p 641.02.01514.3122=-⨯=-=ξωπ当系统参数为：0.1=ξ，15-=s n ω时，系统为临界阻尼状态，系统无超调，此时有：st ns 95.057.10.145.67.145.6=-⨯=-=ωξ3-4．当110-=s K 时，代入上式得：110-=s n ω，5.0=ξ，此时的性能指标为：%3.16%225.0114.35.01===-⨯---e eξξπσs t ns 6.0105.033=⨯==ξωs t n p 36.05.011014.3122=-⨯=-=ξωπ当120-=s K 时，代入上式得：11.14-=s n ω，35.0=ξ，此时的性能指标为：%5.30%2235.0114.335.01===-⨯---e eξξπσs t ns 6.01.1435.033=⨯==ξω由本题计算的结果可知：当系统的开环放大倍数增大时，其阻尼比减小，系统相对稳定性变差，系统峰值时间变短，超调量增大，响应变快，但由于振荡加剧，调节时间不一定短，本题中的调节时间一样大。
自动控制2习题及答案
1-3-1 已知系统的单位阶跃响应为：t te et h 10602.12.01)(−−−+=试确定系统的阻尼比和自然频率ωn 。
解：Q t te e t h 10602.12.01)(−−−+= 则 1012.16012.01)(+−++=s s s s C )10)(60()60(2.1)10(2.0)10)(60(+++−++++=s s s s s s s s s)60)(10(600++=s s s又 st r s R 1]1[)]([)(===l l 则 60070600)()()(2++==Φs s s R s C s ⎩⎨⎧==∴7026002n n ζωω 解得：⎪⎩⎪⎨⎧==1267610ζωn1-3-2 设图3-42是简化的飞行控制系统结构图，试选择参数K1和Kt ，使系统的ωn＝6，ζ＝1。
图3-42 飞行控制系统解：系统的闭环传递函数为：)1(25)8.0(25)()(11+++=s k k s s k s R s C t 112125)258.0(25k s k k s k t +++=6251==k n ωK1＝36/25＝1.442ξωn ＝0.8＋25K1KtKt=0.311-3-3 试分别求出下图各系统的自然频率和阻尼比，并列表比较其动态性能。
a ）解：11111)()()(222+=⋅+==s s s s R s C s G ∴ωn ＝1，ξ＝0 为无阻尼系统则 β＝arccos ξ＝arccos0＝π/2 (rad) td ＝1/ωn ＝1 (s)tr ＝(β－π)/ωd ＝π/2 (s) tp ＝π/ωd ＝π/1＝π (s) ts ＝∞ b ）解：1111)()()(222+++=++==s s s sss s R s C s G ∴ωn ＝1，ξd ＝0.5，z ＝1 为有零点的欠阻尼二阶系统由公式)2()(222nn d ns s zs z s ωωζω+++=Φ2221/2r d n n d z z z ζωωζ−+−＝＝3/32)/1()]/(1[22d d n d d n arctg z arctg ζζωζζωπ−+−−＋ψ＝－ =－π/3)/1(2d d d arctg ζζβ−=＝π/32n 1dd p t ζωβ−−=ψ＝π934 %100*1%21/2dp n d t d er ζωζζσ−−−=＝24.75%nd d nn d s z z z t ωζζωωζ)1ln(21ln )2ln(213222−−++−+=＝3.14c ）解：11)1(11)()()(222++=++==s s s s s s R s C s G∴ωn ＝1，ξ＝0.535.17.01=+=nd t ωζ866.012=−=ζωωn d418.2866.03arccos =−=−=ππωζπdr t tp ＝π/ωd ＝3.628σ%＝16.3%ts ＝3.5/σ＝21.471-3-4 已知系统特征方程为：试用劳斯稳定判据和赫尔维025103234=++++s s s s茨稳定判据确定系统得稳定性。
自动控制原理第二版课后习题参考答案
自动控制原理第二版课后习题参考答案2-1 (a)()()1121211212212122112+++⋅+=+++=CS R R R R CS R R R R R R CS R R R CS R R s U s U (b)()()1)(12221112212121++++=s C R C R C R s C C R R s U s U 2-2 (a)()()RCs RCs s U s U 112+=(b) ()()141112+⋅-=Cs R R R s U s U (c)()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=141112Cs R R R s U s U 2-3 设激磁磁通f f i K =φ恒定()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=Θφφπφm e a a a a m a C C f R s J R f L Js L s C s U s 2602 2-4()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫⎝⎛++++=260232-5 ()2.0084.01019.23-=⨯--d d u i 2-8 (a)()()()()3113211G H G G G G s R s C +++=(b)()()()()()31243212143211H G H G G G H G G G G G G s R s C +++++=2-9 框图化简中间结果如图A-2-1所示。
图A-2-1 题2-9框图化简中间结果()()()()52.042.018.17.09.042.07.023++++++=s k s k s s s R s C 2-10()()4232121123211G H G G H G G H G G G G s R s C ++-+=2-11 系统信号流程图如图A-2-2所示。
图A-2-2 题2-11系统信号流程图()()()()2154214212654212215421421321111H H G G G G G G G H G G G G G s R s C H H G G G G G G G G G G s R s C -++=-++=2-12 (a)()()()adgi abcdi agdef abcdef cdhs R s C +++-=11(b)()()()1221211222112++++=s C R C R C R s C R C R R s R s C 2-13 由选加原理,可得()()()()()()[]s D H G G s D G s D G s R G G G H G H s C 3121221221221111--+++=第三章3-1 分三种情况讨论 (a) 当1>ζ时()()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----+-=-+-=---=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---221221222211112121,122ζζζζωζωζωζζωζζωζζωζζt t n n nn n n e e t t c s s (b) 当10<<ζ时()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-=---+---=-+-=---=---22222222222121121sin 1121sin 1211cos 221,1ζζζωζωζωζωζωζζωζωζωζωζζωζζζωζωζωarctg t et t e t et t c j s j s n tnnn t nn tnnn n n n n(c) 当1=ζ时设系统为单位反馈系统,有()()()()()2222nn n r s s s s R s c s R s E ωζωζω+++=-= 系统对单位斜坡输入的稳态误差为 ()nn n n s sr s s s s s s im e ωζωζωζω22212220=+++⋅⋅=→ 3-2 (1) 0,0,50===a v p K K K (2) 0,,==∞=a v p K K K K(3) 10,,K K K K a v p =∞=∞= (4) 0,200,==∞=a v p K KK K 3-3 首先求系统的给定误差传递函数()⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-=-t e t t c s n t n n nn 21222,1ωωωωω()101.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()0)101.0()12.0(20)101.0(2lim lim 1.0)101.0()12.0(10lim lim 0101.0)11.0(lim lim 32220220222001200=+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s e s s e s(1) 0)(R t r =，此时有0)()(,)(0===t r t r R t r s s s ，于是稳态误差级数为()0)(0==t r C t e s sr ，0≥t(2) t R R t r 10)(+=，此时有0)(,)(,)(110==+=t r R t r t R R t r s s s ，于是稳态误差级数为()1101.0)()(R t rC t r C t e s s sr =+= ，0≥t (3) 221021)(t R t R R t r ++=，此时有t R R t rt R t R R t r s s 212210)(,21)(+=++= ，2)(R t r s = ，于是稳态误差级数为())(1.0)(!2)()(21210t R R t r C t rC t r C t e s s s sr +=++= ，0≥t 3-4 首先求系统的给定误差传递函数()5001.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()232220220222001200050098)5001.0()12.0(1000)5001.0(100lim lim 5001)5001.0()12.0(500lim lim 05001.0)11.0(lim lim =+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e stt r t t rt t r s s s 5sin 25)(5cos 5)(5sin )(-===稳态误差级数为()[][][]tt tC t C C t e sr 5cos 1015sin 109.45cos 55sin 25224120 -⨯++⨯=-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-=- 3-5 按技术条件（1）~（4）确定的二阶系统极点在s 平面上的区域如图A-3-1 (a) ~ (d)的阴影区域。
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自测题第一章自动控制的一般概念1．自动控制是在人不直接参与的情况下，利用外部装置使被控对象的某个参数（被控量）按指定的要求变化。
2．由被控制对象和自动控制对象按一定的方式连接起来，完成一定的自动控制任务，并具有预定性能的动力学系统，称为自动控制系统。
3．闭环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间不仅有正向控制作用，而且还有反馈控制作用。
此种系统精确度高，但稳定性较差。
4．开环控制系统的特点是：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用，没有反馈控制作用。
此种系统精确度低，但稳定性较高。
5．在经典控制理论中，广泛使用的分析方法有___地域分析_______和___频域分析_______。
6．温度控制系统是一种恒值控制系统，一般对系统的温度指标要求比较严格。
7．对于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____、快速性和____准确性____。
8．火炮跟踪系统是一种恒值控制系统，一般对系统的精确度指标要求较高。
9．反馈控制系统是根据给定值和___被控量_______的偏差进行调节的控制系统。
&、自动控制系统由控制装置和被控制对象组成。
&、按控制方式分类，制动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
&、信号由给定值至被控量单向传递的系统称为开环控制系统。
&、信号往复循环，沿前向通道和反馈通道闭路传递的系统称为闭环控制系统。
&、自动控制系统通常由测量装置、比较装置、放大装置、执行装置构成。
&、就历史发展而言，自动控制理论可分为以反馈原理为基础的经典控制理论和以状态空间法为基础现代控制理论。
第二章自动控制的数学模型1．数学模型的形式很多，常用的有微分方程、___传递函数__________和状态方程等。
2．线性定常系统的传递函数，是在____零初始______条件下，系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换的比。
3．传递函数只取决于系统的结构参数，与外作用无关。
5．根据拉普拉斯变换的定义，单位斜坡函数t的拉普拉斯变换为，指数函数的拉普拉斯变换为。
6．二阶振荡环节的标准传递函数是。
7．多个环节的并联连接，其等效传递函数等于各环节传递函数的__代数和______。
8．正弦函数sin ωt 的拉氏变换为__________。
余弦cos ωt 函数的拉氏变换为__________。
9．利用______梅逊____公式可以根据复杂的信号流图直接求出系统总的传递函数。
10．比较点从输入端移到输出端，“加倒数”；引出点从输入端移到输出端，“加本身”。
（ 错 ）&、控制系统数学模型的建立通常用 分析法 和 实验法 。
&、 线性定常系统在零初始条件下输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比 称为系统的传递函数。
&、控制系统通常含有 放大环节 、 积分环节 、理想微分环节 、惯性环节 、一阶微分环节，二阶微分环节，二阶惯性环节11．比较点从输出端移到输入端，“加本身”；引出点从输出端移到输入端，“加倒数”。
（ 错 ）12．梅逊公式可用来求系统的输入量到系统中任何内部变量的传递函数。
（ ）13．梅逊公式可用来求系统任意两个内部变量C1(s)到C2(s)之间的传递函数。
（ ）13．正弦函数sin 的拉氏变换是（ B ）14．传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（ C ）A.输入信号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号和初始条件15．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（ D ）A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节16．对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用( C )A.终值定理B.初值定理C.梅森公式D.方框图变换17．采用系统的输入、输出微分方程对系统进行数学描述是（ A ）A.系统各变量的动态描述B.系统的外部描述C.系统的内部描述D.系统的内部和外部描述18．拉氏变换将时间函数变换成（ D ）A ．正弦函数B ．单位阶跃函数C ．单位脉冲函数D ．复变函数19．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ D ）A ．系统输出信号与输入信号之比B ．系统输入信号与输出信号之比C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比ω+s A 1.22.ωω+s B 22.ω+s s C 221.ω+s D20．方框图化简时，并联连接方框总的输出量为各方框输出量的（ B ）A ．乘积B ．代数和C ．加权平均D ．平均值21．由电子线路构成的控制器如图，它是（ D ）A ． PI 控制器B ． PD 控制器C ． PID 控制器 D ． P 控制器22．PID 控制器的传递函数形式是（ C ）A ．5+3sB ．5+3/sC ．5+3s+3/sD ．5+1/(s+1)23．PID 控制器中，积分控制的作用是（ C ）A ．克服对象的延迟和惯性B ．能使控制过程为无差控制C ．减少控制过程的动态偏差D ．使过程较快达到稳定24．终值定理的数学表达式为（ D ）A ．B ．C ．D ．25．梅森公式为（ B ）A ．B ．C ．D ．26．函数 的拉氏变换是（ D ）[例1]．求出下图所示电路的传递函数、比例系数和时间常数。
解：应用复阻抗法得22)(1ω++a s 22)(ωω++a s A 、22)(ω++a s a 22)(ω+++a s a s )(lim )(lim )(0s X t x x s t →∞→==∞)(lim )(lim )(s X t x x s t ∞→∞→==∞)(lim )(lim )(0s sX t x x x t ∞→→==∞)(lim )(lim )(0s sX t x x s t →∞→==∞∑=∆n k k k p 1∑=∆∆n k k k p 11∑=∆∆n k k 11∑∆∆k k p 1D 、te at ωcos -sC R s U R s U o i /1)()(21+=Ts K Cs R R R R sC R s U s U s G i o 11/1)()()(11212+=+=+==该系统称为比例积分环节。
其中，K=R2/R1称为比例系数，T=R1C 称为积分时间常数。
[例2]．求出下图所示电路的传递函数、比例系数和时间常数。
解：应用复阻抗法得该系统称为比例微分环节。
其中，K=R2/R1称为比例系数，T=R2C 称为微分时间常数。
[例3]．求出下图所示电路的传递函数、分度系数和时间常数。
解：应用复阻抗法得其中：分度系数 ，时间常数[例4]．求出下图所示电路的传递函数、分度系数和时间常数。
解：应用复阻抗法得1111111+=+⋅=Cs R R sC R sC R Z 2)()(R s U Z s U o i =Ts K Cs R R R R Cs R R Z R s U s U s G i o +=+=+===2121122)1()()()(sC R R R s G s U s U c r c ++==122/11)()()(CsR R R R 11221++=Cs R R R R Cs R R 211212)1(+++=)/()()/()1(2121212112R R Cs R R R R R R Cs R R +++++=s R R C R R s R R C R R R R R R R R 21212112221221111+++⋅++⋅+=TS aTS a ++⋅=111221R R R a +=2121R R C R R T +=sC R R sC R s U s U s G r c c /1/1)()()(122+++==1)(1212+++=Cs R R Cs R其中，分度系数 ，时间常数第三章 时域分析法三、自测题&、自动控制系统的过渡过程不仅取决于 系统本身的特性 ，还与 外加输入信号的形式 有关。
&自动控制系统常用的试验信号有 单位阶跃信号 、 单位斜坡信号 、单位脉冲信号 和 正弦信号 。
&、单位脉冲响应 积分一次 可得单位阶跃响应，单位阶跃响应 积分一次可得单位斜坡响应。
&、单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位脉冲信号、正弦信号中最常用的信号是单位阶跃信号 。
&、阶跃响应的性能指标通常含有 上升时间 、 峰值时间 、调节时间 、延迟时间 和超调量、稳态误差。
&、t d 、t r 、t p 表征系统 反应了过渡过程初始阶段的快速性 ；t s 整体上反应了系统的快速性 ；σ%反映了 系统响应过程的平稳性 ；e ss 反应了系统复现输入信号的最总精度 。
&、阶跃响应的性能指标中 超调量，调节时间，稳态误差 较为重要，它们分别表征了单位阶跃响应的 平稳性 、 快速性 、 稳态精度 。
1．线性定常系统的响应曲线仅取决于输入信号的_____形式_________和系统的特性，与输入信号施加的时间无关。
2．一阶系统1/（TS+1）的单位阶跃响应为 。
3．二阶系统两个重要参数是 ，系统的输出响应特性完全由这两个参数来描述。
4．二阶系统的主要指标有超调量σ%、调节时间ts 和稳态输出C(∞)，其中σ%和ts 是系统的 动态性能 指标，C(∞)是系统的 静态性能 指标。
5．在单位斜坡输入信号的作用下，0型系统的稳态误差ess=____正无穷______。
6．时域动态指标主要有上升时间、峰值时间、最大超调量和____调节时间______。
7．线性系统稳定性是系统____固有______特性，与系统的_初始条件和外加作用_________无关。
1)(12122121+++++=Cs R R Cs R R R R R Ts bTs ++=11212R R R b +=C R R T )(21+=8．时域性能指标中所定义的最大超调量σ%的数学表达式是__________。
9．系统输出响应的稳态值与____期望值_______之间的偏差称为稳态误差ess。
10．二阶系统的阻尼比ξ在__≥1____范围时，响应曲线为非周期过程。
11．在单位斜坡输入信号作用下，Ⅱ型系统的稳态误差ess=____0__。
12．响应曲线达到过调量的___第一个峰值_____所需的时间，称为峰值时间tp。
13．在单位斜坡输入信号作用下，I型系统的稳态误差ess=_____1/Kv_____。
14．二阶闭环控制系统稳定的充分必要条件是该系统的特征多项式的系数_____________。
15．引入附加零点，可以改善系统的_____稳定________性能。
16．如果增加系统开环传递函数中积分环节的个数，则闭环系统的稳态精度将提高，相对稳定性将______提高__________。