系统结构图如图一所示

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论污水处理厂自控系统

论污水处理厂自控系统摘要:主要介绍污水处理厂通过自动控制系统的设置要求、可编程控制技术PLC来实现污水处理过程的检测、控制、故障处理、管理功能。

关键词:自动控制系统PLC编程工业以太网1 系统简述全厂的整个处理系统包括格栅池、提升泵池、水解酸化池、沉砂池、一体化曝气池、人工湿地配水系统和消毒池等结构。

各个设备厂家仅配套各自电气控制柜进行控制,采用的是纯电气控制方式且各个工艺段是完全分裂的,工艺参数只能采用人工记录的方式,有些需要取样实验才能得到数据。

操作人员的劳动强度大,也不便于对水质参数进行分析。

建自动化控制系统就是集中监视整个污水厂的各个工艺环节,实现对生产过程的自动控制、报警、自动操作以及在线实时反映各工艺流程中设备运行状况与需要参数,提高企业管理水平。

2 系统设置2.1 系统组成全厂自动化控制系统遵循“分散控制、集中监控、危险分散、数据共享”,由水质在线自动化检测和控制系统,以及过程数据处理系统三大部分组成。

2.2 系统要求控制系统采用全开放式,支持不同计算厂家的硬件在同一网络中运行,并支持实时多任务,多用户的操作系统;网络介质要求使用可直埋的光缆,在出现故障时,可在线增加或删除任意一个节点,都不会影响到其他设备的运行和通讯。

2.3 系统功能2.3.1 数据采集与控制功能(1)各种仪表的模拟量采集,各种设备开关信号采集,在线仪表数据收集。

(2)值班人员在中控室通过计算机的键盘或鼠标,根据工艺条件和控制要求,按规定时间周期设定的逻辑顺序等自动地启动或停止某些设备,或进行交替运行,或设定控制调节参数。

2.3.2 自动检测功能设计时是采用1套PLC来实现整个系统各个工艺设施的监控。

该系统可以自动、连续地检测并记录和显示出污水处理过程的水质参数(SS、DO、COD、PH等),过程参数(温度、压力、水位、流量等),电气参数等数据,以及设备的运行状况(自动、手动、运行、停止、故障、本次运行时间、累计运行时间、阀门开关及开度等)。

中国计量大学801自动控制原理1-2015--2019年考研初试真题

《自动控制原理1》试卷第1 页共4 页中国计量大学2019年硕士研究生招生考试试题考试科目代码：801 考试科目名称：自动控制原理1所有答案必须写在报考点提供的答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效。

一、（15分）已知系统方框图如图1所示。

图11. 画出系统的信号流图；（5分）2. 试求闭环传递函数)()(s R s C 及输入端定义的误差传递函数)()(s R s E 。

（10分）二、（15分）电子心脏起搏器心律控制系统结构图如图2所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节。

图21. 若5.0=ξ对应最佳响应，问起搏器增益K 应取多大？（5分）2. 若期望心率为60次/min ，并突然接通起搏器，问1s 后实际心率为多少？瞬间最大心率多大？（10分）《自动控制原理1》试卷第2 页共4 页三、（15分）系统结构图如图3所示，[]()()()e t r t b t =−。

图31. 已知G 1(s )的单位阶跃响应为21e t −−，试求G 1(s )；（5分） 2. 利用求出的G 1(s )，当r (t )=10·1(t )时，试求：①系统的稳态输出；②系统的超调量、调节时间和稳态误差。

（10分）四、（15分）已知系统结构图如图4所示：图41. 绘出K *从0→+∞变化时系统的根轨迹；（8分）2. 确定系统处于欠阻尼条件下的K *范围；（4分）3. 确定系统稳定时的最小阻尼比。

（3分）五、（15分）已知系统传递函数为)52)(2()(2+++=s s s K s G ，1. 画出奈奎斯特图；（10分） 2. 当K =52，利用奈奎斯特稳定判据判断其闭环系统的稳定性。

（5分）六、（15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图5所示，试求： 1. 系统的开环传递函数；（4分） 2. 截止频率c ω和相角裕量γ；（8分）3. 若使截止频率s rad c /10=ω，其放大倍数应取多少？（3分）《自动控制原理1》试卷第3 页共4 页七、（20分）已知采样系统结构如图6所示，其中采样周期s T 4.0=。

自动控制原理试卷、习题及答案2套

第 7 页共 32 页
2-5 求图示运算放大器构成的网络的传递函数。
题 2-5 图
2-6 已知系统方框图如图所示，试根据方框图简化规则，求闭环传递函数。
题 2-6 图
2-7
分别求图示系统的传递函数 C1 (s) 、 C2 (s) 、 C1 (s) 、 C2 (s) R1 (s) R1 (s) R2 (s) R2 (s)
第 1 页共 32 页
自动控制 (A )试卷
一、系统结构如图所示，u1 为输入， u2 为输出，试求
1．求网络的传递函数 G(s)=U1(s)/U2(s)
2．讨论元件 R1，R2，C1，C2 参数的选择对系统的稳定性是否有影响。（15 分）
i2
i1
C1
R1
U1
R2
U2
C2
二、图示系统，试求，
（1）当输入 r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （2）当输入 r(t)=1(t)，n(t)=1(t)时，系统的稳态误差 ess; （3）若要减小稳态误差，则应如何调整 K1，K2？（15 分）
（2）三阶系数的一对主导极点为 s1,2 1 j2 ，求同时满足上述条件的开环传递函数G(s) 。
3 – 10 系统结构图如图所示，试求当 0 时，系统的和
n 之值，如要求 =0.7，试确定参数。
题 3-10 图
3 – 11 设单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定系统稳定时 K 的取值范围。
输入信号 r(t)=1 作用下，能使给定系统成为最少拍系统的数字控制器的
答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html
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《自动控制原理》试卷及答案(a6套)

自动控制原理试卷A(1)1．（9分）设单位负反馈系统开环零极点分布如图所示，试绘制其一般根轨迹图。

（其中-P 为开环极点,-Z ，试求系统的传递函数及单位脉冲响应。

3.（12分）当ω从0到+∞变化时的系统开环频率特性()()ωωj j H G 如题4图所示。

K 表示开环增益。

P 表示开环系统极点在右半平面上的数目。

v 表示系统含有的积分环节的个数。

试确定闭环系统稳定的K 值的范围。

4．（12分）已知系统结构图如下，试求系统的传递函数)(,)(s E s C,3==p v （a ）,0==p v （b ）2,0==p v （c ）题4图题2图5．（15分）已知系统结构图如下，试绘制K 由0→+∞变化的根轨迹，并确定系统阶跃响应分别为衰减振荡、单调衰减时K 的取值范围。

6．（15分）某最小相位系统用串联校正，校正前后对数幅频特性渐近线分别如图中曲线(1)、(2)所示，试求校正前后和校正装置的传递函数)(),(),(21s G s G s G c ，并指出Gc （S ）是什么类型的校正。

7．（15分）离散系统如下图所示，试求当采样周期分别为T=0.1秒和T=0.5秒输入)(1)23()(t t t r ⋅+=时的稳态误差。

8．（12分）非线性系统线性部分的开环频率特性曲线与非线性元件负倒数描述曲线如下图所示，试判断系统稳定性，并指出)(1x N和G （j ω）的交点是否为自振点。

参考答案A(1)1、根轨迹略，2、传递函数)9)(4(36)(++=s s s G ；单位脉冲响应)0(2.72.7)(94≥-=--t ee t c tt 。

3、 21,21,21><≠K K K 4、6425316324215313211)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s C ++++= 642531632421653111)()(G G G G G G G G G G G G G G G G G s R s E +++-= 5、根轨迹略。

16自动化复习题+(含答案)

一、选择题1. 下列传递函数中对应最小相位系统的是（A ） (2) A. () (1)s G s s +=+ (2)B. ()(1)s G s s +=- (2). ()(1)s C G s s -=+ (2) D. ()(1)s s G s e s -+=+2．下列串联校正装置中属于迟后-超前校正的是（C ） A.()c P D G s k k s =+ B.()Ic P k G s k s=+C.()I c P D k G s k k s s =++0.11D.()1c s G s s +=+ 3.二阶系统极点分布如右图所示，当共轭复数极点12,s s 沿射线变化时，系统超调量 ( C ) A ．σ％增大 B ． σ％减小 C ．σ％不变 D ． σ％随机变化4.系统结构图如右图所示，下列开环传递函数对应的根轨迹属于零度根轨迹的是 (B) (2)A.()()(1)K s G s H s s s +=+ (2)B.()()(1)K s G s H s s s +=-(2)C.()()(1)K s G s H s s s +=- (2)D.()()(1)K s G s H s s s -=-5.最小相角系统闭环稳定的充要条件是( )。

A Ａ．奈奎斯特曲线不包围(-1,0)j 点；Ｂ．奈奎斯特曲线通过(-1,0)j 点；Ｃ．奈奎斯特曲线顺时针包围(-1,0)j 点；Ｄ．奈奎斯特曲线逆时针包围(-1,0)j 点。

6.非线性系统相轨迹的起点取决于 ( )。

DA. 与外作用无关；B. 系统的结构和参数；C. 初始条件；D. 初始条件和所加的外作用。

7.采用负反馈形式连接后（D ）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。

8.32()2360D s s s s =+++=系统特征方程为，则系统( )B A. 稳定； B. 临界稳定； C. 右半平面闭环极点数 D. 型别1v = 9.2 ()ss r t t e ==∞系统在作用下的稳态误差，说明( )（A ） A. 型别 2v < ； B. 系统不稳定；C. 输入幅值过大；D. 闭环传递函数中有一个积分环节。

现代控制理论试卷及答案

现代控制理论试卷一、简答题（对或错，10分）（1）描述系统的状态方程不是唯一的。

（2）用独立变量描述的系统状态向量的维数不是唯一的。

（3）对单输入单输出系统，如果1()C sI A B --存在零极点对消，则系统一定不可控或者不可观测。

（4）对多输入多数出系统，如果1()sI A B --存在零极点对消，则系统一定不可控。

（5）李雅普诺夫直接法的四个判定定理中所述的条件都是充分条件。

（6）李雅普诺夫函数是正定函数，李雅普诺夫稳定性是关于系统平衡状态的稳定性。

（8）线性定常系统经过非奇异线性变换后，系统的可控性不变。

（9）用状态反馈进行系统极点配置可能会改变系统的可观测性。

（10）通过全维状态观测器引入状态反馈来任意配置系统的闭环极点时，要求系统必须同时可控和可观测。

对一个线性定常的单输入单输出5阶系统，假定系统可控可观测，通过设计输出至输入的反馈矩阵H 的参数能任意配置系统的闭环极点。

二、试求下述系统的状态转移矩阵()t Φ和系统状态方程的解x 1(t)和x 2(t)。

（15分）1122()()012()()()230x t x t u t x t x t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦12(0)0,(),0(0)1tx u t e t x -⎡⎤⎡⎤==≥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 三、设系统的传递函数为()10()(1)(2)y s u s s s s =++。

试用状态反馈方法，将闭环极点配置在－2，－1＋j ，－1－j 处，并写出闭环系统的动态方程和传递函数。

（15分）四、已知系统传递函数2()2()43Y s s U s s s +=++，试求系统可观标准型和对角标准型，并画出系统可观标准型的状态变量图。

（15分）五、已知系统的动态方程为[]211010a x x uy b x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥⎨⎣⎦⎣⎦⎪=⎩，试确定a ，b 值，使系统完全可控、完全可观。

(整理)自动控制原理试题

试题三一、填空题（每空 1 分，共20分）1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：、快速性和。

2、控制系统的称为传递函数。

一阶系统传函标准形式是，二阶系统传函标准形式是。

3、在经典控制理论中，可采用、根轨迹法或等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统和 , 与外作用及初始条件无关。

5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为，横坐标为。

6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指，Z 是指，R 指。

7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为。

%σ是。

8、PI 控制规律的时域表达式是。

P I D 控制规律的传递函数表达式是。

9、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++，则其开环幅频特性为，相频特性为。

二、判断选择题(每题2分，共 16分)1、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( )A 、一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差；B 、稳态误差计算的通用公式是20()lim 1()()ss s s R s e G s H s →=+；C 、增大系统开环增益K 可以减小稳态误差；D 、增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性。

2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。

A 、单输入，单输出的线性定常系统；B 、单输入，单输出的线性时变系统；C 、单输入，单输出的定常系统；D 、非线性系统。

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1)s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( )。

A 、(1)0s s +=B 、 (1)50s s ++=C 、(1)10s s ++=D 、与是否为单位反馈系统有关4、非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )A 、 ()()()E S R S G S =⋅B 、()()()()E S R S G S H S =⋅⋅C 、()()()()E S R S G S H S =⋅-D 、()()()()E S R S G S H S =- 5、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是 ( )。

自动控制原理复习题(二)

自动控制原理复习题（二）一、选择题1、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是：A. 1011s s ++C. 210.51s s ++B. 1010.11s s ++ D. 0.11101s s ++2、一阶系统的闭环极点越靠近S 平面原点：A. 准确度越高 C. 响应速度越快B. 准确度越低 D. 响应速度越慢3、已知系统的传递函数为1s Ke TS τ-+，其幅频特性()G j ω应为： A. 1Ke T τω-+τω-B. 1Ke T τωω-+4、梅逊公式主要用来（）A. 判断稳定性 C. 求系统的传递函数B. 计算输入误差 D. 求系统的根轨迹5、适合应用传递函数描述的系统是： A. 单输入，单输出的线性定常系统；B. 单输入，单输出的线性时变系统；C. 单输入，单输出的定常系统；D. 非线性系统。

6、对于代表两个或两个以上输入信号进行（）的元件又称比较器。

A. 微分 C. 加减B. 相乘 D. 相除 7、直接对控制对象进行操作的元件称为（）A. 比较元件C. 执行元件B.给定元件D. 放大元件8、二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是（）A. 上升时间C. 调整时间B.峰值时间D. 最大超调量9、在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（）来求得输出信号的幅值。

A. 相位C. 稳定裕量B.频率D. 时间常数10、已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（）A. 0.707 C. 1B.0.6 D. 011、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*()E S之间有如下关系：A.* ()()() E S H S E S=⋅C.*()()()()E S G S H S E S=⋅⋅B.*()()()E S H S E S=⋅D.*()()()()E S G S H S E S=⋅⋅12、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的：A. 闭环零点和极点C. 闭环极点B.开环零点D. 阶跃响应13、已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是：A.*(2) (1) K s s s-+C.*2(31)Ks s s+－B.*(1)(5Ks s s-+）D.*(1)(2)K ss s--14、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的：A. 低频段C. 高频段B.开环增益D. 中频段15、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（）A. 充分条件C. 充分必要条件B.必要条件D. 以上都不是16、以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ C ）A. 它只决定于系统的结构和参数B.它只决定于系统的输入和干扰C. 与系统的结构和参数、输入和干扰有关D. 它始终为0非线性系统17、当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为（）A. 0 C. 1/kB.0.1/k D.18、开环控制的特征是（）A. 系统无执行环节C. 系统无反馈环节B.系统无给定环节D. 系统无放大环节19、若已知某串联校正装置的传递函数为，则它是一种（）A. 相位滞后校正C. 微分调节器B.相位超前校正D. 积分调节器20、在信号流图中，只有（）不用节点表示。

可燃气体报警器监测系统设计

可燃气体报警器监测系统设计[摘要]为了保证制药企业中三防车间的安全生产，制药企业应对可燃气体进行在线监测。

本文从变送器介绍，全面的阐述了可燃气体报警器监测系统的组成和设计思路。

[关键词]可燃气体报警器可燃性气体 %lel中图分类号：tm925.91文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-0014-010 引言随着生产工艺的不断改进，制药行业中在生产过程中需使用并存储相当数量的有机溶媒如：丙酮、甲醇、乙醇、丁酯等等。

溶媒大量泄露形成的可燃性气体，将对安全生产造成严重的影响。

为了加强安全生产监督管理，有效地预防各种突发性危险化学品泄漏事件的发生，防止和减少生产安全事故，保障工厂及员工的生命、财产安全，我单位从2002年开始设计可燃气体报警器监测系统，到2008年完成了工厂级的监测。

目前整个系统运行稳定、可靠。

本文着重介绍系统构成及设计思路，详细说明设计理念。

1 系统组成我们建立这套系统的目的是要保证其稳定、准确，同时在管理上可实现了三级管理但需要有一定的独立性，各级监控及管理是相互独立的。

整个监控系统由三级系统组成：班级组检测，车间级监测及报警及工厂级检测及记录。

其中监测管理分为三级管理：现场级、车间值班室、工厂公安部防火科。

其系统结构图如图一所示：2 班组级检测部分班组级检测部分由可燃气体变送器及报警器组成，。

主要目的是实时在线检测生产现场的可燃气体浓度（%lel），并将其数据传送到车间级监测系统内。

这相当于报警器监测系统的“鼻子和眼睛”，要求其必须稳定，可靠、耐用。

目前我们选用的可燃气体报警器变送器主要有两种类型：一种为催化燃烧式可燃气体报警器，催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。

当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量与铂丝的电阻率变化成一定的线性关系。

催化燃烧式报警器结构简单，灵敏度高，线性度好，价格低廉，对可燃性气体具有普遍适用性。

现代控制理论课后习题及答案

《现代控制理论》课后习题及答案第一章控制系统的状态空间表达式1-1.试求图1-1系统的模拟结构图，并建立其状态空间表达式。

图1-27系统方块结构图图1-1 系统结构方块图解：系统的模拟结构图如下：图1-30双输入--双输出系统模拟结构图图1-2 双输入—双输出系统模拟结构图系统的状态方程如下：u K K x K K x K K x X K x K x x x x J K x J x J K x J K x x J K x x x pp p p n p b1611166131534615141313322211+--=+-==++--===••••••令y s =)(θ，则1x y =所以，系统的状态空间表达式及输出方程表达式为[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡••••••6543211654321111111126543210000010000000000000010010000000000010x x x x x x y uK K x x x x x x K K K K K K J K J J K J K J K x x x x x x p p pp n p b1-2.有电路如图1-3所示。

以电压)(t u 为输入量，求以电感中的电流和电容上的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻2R 上的电压作为输出量的输出方程。

U图1-28 电路图图1-3 电路图解：由图，令32211,,x u x i x i c===，输出量22x R y =有电路原理可知：•••+==+=++3213222231111x C x x x x R x L ux x L x R 既得22213322222131111111111x R y x C x C x x L x L R x u L x L x L R x =+-=+-=+--=•••写成矢量矩阵形式为：[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡32121321222111321000*********x x x R y u L x x x CCL L R L L R x x x 。

如何实现台达PLC和变频器的位置控制

如何实现台达PLC和变频器的位置控制台达PLC作为PLC行业内的一起后起之秀，最近几年来以其高质量、高性能的产品得到众多工控技术人员的青睐，在与变频器的连接应用中更是作为常见设备。

本文讲述利用台达PLC 和变频器通过通讯功能实现的定位控制的应用。

通过此案例讲述了PLC的高速计数器的使用方法和PLC和变频器的通讯的实现。

1引言当今自动化控制产品日新月异，相同功能的实现有各种各样不同的方式。

比如很多设备上都要使用的定位控制的实现就有很多种方法。

有的利用单片机结合伺服系统实现定位控制；有的使用PLC高速脉冲输出功能或配定位单元结合伺服系统实现；还有的利用变频器的多段速控制来实现定位控制。

但不同的定位控制系统有不同的特点，成本也有很大的差异，于是针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现最优的性价比就非常必要。

本文介绍一个高性价比的，应用台达PLC的高速计数器和与变频器通讯的功能来实现的定位控制的例子。

2 控制实例切纸机械是印刷和包装行业最常用的设备。

其完成的最基本动作是:把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。

其控制的核心就是一个单轴的位置控制。

我们已经成功的利用PLC对变频器的端子进行控制，实现多段速调速，从而完成这个单轴控制。

因为考虑到控制成本和操作的方便性，我们又应用台达的ES PLC和VFD-B变频器通过通讯来实现这个位置控制。

3 系统的构成PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器的输出频率从而实现精确定位。

同时通过HMI可以方便的设定PLC的一些内部寄存器值进行人机交互，并且变频器的工作频率可以在HMI上方便修改和直观显示。

台达的DVP系列PLC都具有两个通讯口，COM1是RS232,COM2是RS485，支持ModBus ASCII/RTU通讯格式，通讯速率最高可达115200bps，两通讯口可以同时使用。

例某系统的结构图如图所示试求系统的传递函数

总复习题
例1.某系统的结构图如图所示。试求系统的传递函数
C R
s s
。
s
s2
Rs
1
k
s
A s 1 s
1
Cs
s
结构图
1.解：
s
s2
Rs
1
k
s
A s 1 s
1
Cs
s
结构图 s
s2
Rs
1
k
s
B
A
s 1 s
1Hale Waihona Puke Css（a）
s
s2
Rs
1
k
s
B
A
s 1 s
1 s
Cs
（a）
s
s2
Rs
1
k
s
s 1 s
s 1 s
s 1 16
0
s0 2
第三行元素全为零，对辅助方程 2s420
求导得
8s3 0
可用8，0替换第三行0，0；第四行第一列元素为零；用小正数替换0，
继续排列劳斯阵。劳斯阵第一列元素变号一次，说明特征方程有一个正根。劳斯阵有一行
元素全为零，说明可能有大小相等、符号相反的实根；或一对共轭虚根；或对称于虚轴的两对共轭复根。，解辅助方程得：
① 保持系统的稳态值不变； ② 瞬态性能变化不大。根据这个原则，原开环传递函数近似为
G sss2 5s 05 00 0 0 0 ss5 4s01 ss45 0
500 近似后的闭环传递函数为
s 40
2 n
s25s40s22n sn2
所以则
2n2n450n06.3.39255
%e 12 10% 02% 6

自动控制综合题参考答案

0.2s 1 的负反馈方式，欲将反馈系统的调节时间减小为原来的
间常数T 0.2 0.1 0.02 ，放大倍数 K K 10 。由结构图，反馈系统传递函数
0.1 倍,并且保证原放大倍数不变，试确定参数 K 0 和 K1 为
的取值。
10K 0
(s) K0G(s)
I (s) I2 (s) I1(s)......( 2)
I1(s)
1 C1s
U1(s)......(
3)
U1(s) Uo (s) R2

I2 (s)......(
4)
I2 (s)
1 C2s
Uo (s)......(
5)
Ur(s)
1
R1
－
U1(s
－1 C1s
A
1
Uo(s) 1
s
en (s)
N (s)
lim s0
s

(Tn
s

K n s(Ts
1)s(Ts
1) 1)
K

1 s

0
由叠加原理
ess

sssr
essn

1 K
解：引入电流 i, i1, i2,电压 u1 后分别列写系统环节方程：
i R1
i2 R2
ur
i1
u1
C1
C2
uo
Ur (s) U1(s) I (s)......( 1) R1
lim s0
s
en
(s)
N
(s)

lim
s0
s

(Tn
s

K n s(Ts 1)

一(15分)某系统结构图如图1所示,Rs为输入,Ns为扰动,

一、（15分）某系统结构图如图1所示，R(s)为输入，N(s)为扰动，C(s)为输出。

试要求：1. 画出系统的信号流图；（5分）2. 用梅逊公式求出其传递函数)()(s R s C ；（5分）3. 说明在什么条件下，输出C(s)不受扰动N(s)的影响。

（5分）图1二、（15分）有一位置随动系统，其结构如图2所示，其中K=4，T=1。

图2试求：1. 该系统的无阻尼振荡频率n w 及阻尼比ς；（4分）2. 系统的超调量%σ、调节时间s t （误差为%5±）、上升时间r t ；（6分）3. 如果要求22=ς，在不改变时间常数T 的情况下，应怎样改变系统的开环放大系数K 。

（5分）三、（15分）设单位负反馈系统的开环传递函数为：)25.01)(1.01()(s s s Ks G ++=1. 试确定闭环系统稳定时的K 值范围；（10分）2. 试确定使系统为持续等幅振荡时的K 值。

（5分）四、（15分）设单位反馈系统开环传递函数：)1()1()(-+=s s s K s G1. 画出系统以K 为参数的根轨迹；（8分）2. 求出系统稳定时K 的取值范围，并求出引起持续震荡时K 的临界值及振荡频率；（3分）3. 根据根轨迹图，求使系统具有调节时间为4s 时的K 值及与此对应的复根值。

（4分）五、（15分）某最小反馈系统非最小相位系统，其开环传递函数为：()18020102-+=s .s .s )s (H )s (G 1. 绘制系统奈奎斯特曲线；（10分） 2. 判断系统的稳定性。

（5分）六、（15分）最小相位系统对数幅频渐近线特性如图3所示，请确定系统的开环传递函数。

L L ω图3七、（20分）已知采样系统结构如图4所示，其中T =1s ，a =ln2，b =ln4，K >0。

1. 分析和判断系统的稳定性；（12分）2. 求系统在单位阶跃信号作用下的稳态误差。

（8分）图4八、（20分）设系统的微分方程为：u u u y y y y 1588147++=+++•••••••••1. 给出状态空间模型(能控标准型)，并画出对应的状态变量图；（10分）2. 试写出系统的对角标准型状态空间表达式。

一(10 分)系统结构图如题一图所示求系统闭环传递函数C(s) R(s)

+ C (s )G 4 (s )G 2 (s )G 3 (s )R (s ) E (s )C (s )--10 s (s + 1)Kτs一、（10 分）系统结构图如题一图所示，求系统闭环传递函数C(s) R(s) 。

题一图二、（10 分）系统结构图如题二图所示，已知系统单位阶跃响应的超调量σ % = 16.3% 峰值时间t p = 1s 。

题二图（1）求系统的开环传递函数G (s ) ；（2）求系统的闭环传递函数Φ(s ) 。

（3）根据已知的性能指标σ % ， t p ，确定系统参数 K ,τ三、（10 分）已知负反馈系统的开环传递函数为G (s )H (s ) =7(s + 1)s (s + 4)(s 2 + 2s + 2)2试求输入信号为r (t ) = 1(t ) + t ⋅1(t ) 时，系统的稳态误差。

四、（15 分）设某控制系统方框图如题四图所示（1）求使系统稳定的T 的取值范围（2）求使该二阶系统阻尼比ζ 最小的T 值，以及相应的ζ min 。

R (s ) +-题四图五、（15 分）闭环系统的开环传递函数为G (s )H (s ) =K (s + 5)s (s 2 + 4s + 8)（1）绘制系统的根轨迹图；（2）当 K 为何值时，系统是稳定的；（3）判断 s 平面上的点(-1, j 0) 是不是根轨迹的点，如果是，请计算出该点对应的 K 值。

2 C (s )Ts (s + 1) + 2s一、（10 分）已知系统结构图如题1 图所示，图中R(s) 为输入信号，N (s) 为干扰信号，试求传递函数C(s)，C(s)。

R(s) N (s)R(s)G1- -N (s) - C(s)题 1 图二、（10 分）已知系统的阶跃响应为c(t) = 1 + 0.2-60t - 1.2e-10t ，试求：（1）系统的单位脉冲响应；（2）系统的阻尼比ς和自然振荡频率ωn ，最大超调量及上升时间。

自动售货机控制系统介绍

自动售货机控制系统介绍
一、控制器系统简介
自动售货机控制系统结构图如图1所示。

图1系统结构图
本系统以主控制器V M C为核心，协调其他外设用户人机、业主人机、交易界面、驱动控制系统等完成自动售货的自动售货功能。

主控器V M C与其他外设之间全部采用标准的M D B/I C P（M u l t i-D r o p B u s/I n t e r n a l C o m m u n i c a t i o n P r o t o c o l）通信协议。

本控制系统在大连富士冰山自动售货机机械、电气等硬件设施上开发成功。

二、控制系统功能介绍
l主控器V M C
主控器V M C如图2所示。

图2主控板V M C
l业主人机
业主人机为一个手持机，业主可以通过手持机配置系统参数、查看系统运行状态、读取销售统计数据等执行各种操作。

实物图如图3所示。

图3手持机
l交易界面
交易界面主要由纸币器和硬币器组成。

支持美国M E I公司的纸币器与硬币器，如图4所示。

图4纸币器与硬币器
l驱动控制系统
驱动控制系统控制电磁铁、灯光照明及压缩机的工作，完成系统的出货、照明及制冷。

其驱动板的实物图如图5所示。

图5驱动控制板
长沙三优合达电子科技有限公司。

例某系统的结构图如图所示试求系统的传递函数

① 保持系统的稳态值不变； ② 瞬态性能变化不大。根据这个原则，原开环传递函数近似为
Gs

ss
20000
5s
500

ss

40
5
s
1

40
ss
5
500
近似后的闭环传递函数为
s 40
提示：该例显示了用劳斯判据是系统稳定性的方法。讨论了两种特殊情况（劳斯阵某行元素全为零和第一列某元素为零）下劳斯阵的组成方法。
12
例4.闭环控制系统的结构图如图所示。试求满足下列两个条件的三阶开环传递函
数 Gs，应满足的条件: (1)由单位阶跃函数输入引起的稳态误差为零；
(2) 闭环系统的特征方程为 s3 4s2 6s 10 0。

c
则闭环系统传递函数为
14
s

1
Gs Gs

as3

k bs 2

cs

k
特征方程式为 as3 bs2 cs k s3 4s2 6s 10 0
比较系数得即
a 1 ， b 4 ， c 6 ， k 10
G
s

s
s2
10பைடு நூலகம் 4s

Cs Rs

1
提示：本题用等效变换法做较复杂。主要困难可能出现在分支点和相加点互相移动时（本例中的第一步变换），其移动的思路大致是：（参考图a）当原图
的反馈点（即分支点）A前移到 A 点时，A点的反馈值比在A点反馈少了s Rs，为了保证变换的等效性，需在相加点 B处加以补偿，大小为s Rs ，于是有了
第三行元素全为零，对辅助方程 2s4 2 0

程控交换原理实验讲义

程控交换原理实验讲义CHENG KONG JIAO HUAN YUAN LI SHI YAN JIANG YI 聊城大学物理科学与信息工程学院目录前言................................................................................................................ - 1 -实验五程控交换PCM编译码实验 ................................................................. - 7 -实验六信号音产生实验................................................................................... - 14 -实验七DTMF译码实验................................................................................... - 19 -实验十时分交换实验...................................................................................... - 23 -附录A .................................................................................. 错误！未定义书签。

前言一、适用范围程控交换实验系统是为了配合《程控数字交换与交换网》的教学而设计的实验装置，这套系统上除了完成理论验证实验外，还可以完成该课程设计、毕业设计，以及二次性开发。

本系统适合于各大学通信专业的专科生、本科生、研究生以及教师和相关的科研使用。

一、结构简介系统结构图如图一所示。