东北大学自动控制原理2015答案
东北大学自控课后习题.
1-1试举几个开环与闭环自动控制系统的例子，画出它们的框图，并说明它们的工作原理，讨论其特点。
1-2闭环自动控制系统是由哪些环节组成的？各环节在系统中起什么作用？1-3图P1-1所示，为一直流发电机电压自动控制系统。
图中，1为发电机；2为减速器；3为执行机构；4为比例放大器；5为可调电位器。
（1）该系统由哪些环节组成，各起什么作用？（2）绘出系统的框图，说明当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定。
（3）该系统是有差还是无差系统？（4）系统中有哪些可能的扰动？U的极性接反，成为正反馈系统，对1-4图1-6所示闭环调速系统，如果将反馈电压f系统工作有什么影响？此时各环节工作于什么状态？电动机的转速能否按照给定值运行？1-5图P1-2为仓库大门自动控制系统。
试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理。
如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？图P1-1 电压自动控制系统图P1-2 仓库大门控制系统2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。
图P2-12-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。
图P2-22-3 求图P2-3所示各机械运动系统的传递函数。
（1）求图（a ）的 ()()?=s X s X r c （2）求图（b ）的()()?=s X s X r c （3）求图（c ）的()()?12=s X s X （4）求图（d ）的 ()()?1=s F s X图P2-32-4 图P2-4所示为一齿轮传动机构。
设此机构无间隙、无变形，求折算到传动轴上的等效转动惯量、等效粘性摩擦系数和()()()s M s s W 2θ=。
图P2-4 图P2-52-5 图P2-5所示为一磁场控制的直流电动机。
设工作时电枢电流不变，控制电压加在励磁绕组上，输出为电机角位移，求传递函数()()()s u s s W r θ=。
2-6 图P2-6所示为一用作放大器的直流发电机，原电机以恒定转速运行。
试确定传递函数()()()s W s U s U r c =，设不计发电机的电枢电感和电阻。
东北大学自动控制原理考研真题(二)2008-2015
2������
+
2)
试画出根轨迹草图，并用根轨迹法确定使闭环主导极点的阻尼比
ξ = 时0.���5���������值。
五、（20 分）已知系统的开环传递函数为：
������������ (s) = ������(0.25������
6 + 1)(0.06������
+
1)
试绘制伯德图，求相位裕度及增益裕度，并判断闭环系统的稳定性。
图 3 所示，求微分时间常数τ。
Xr(s)
-
Kk s(s+1)
Xc(s)
图 2. 题三原系统结构图
Xr(s)
-
E(s)
-
4 s(s+1)
τs
Xc(s)
图 3. 题三改善后系统结构图
四、（20 分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为：
������������ (s) = (������
+
������������ 16)2(+������
东北大学 2008 年初试试题 考试科目：自动控制原理 一．简要回答下面问题： 1.对于一般的控制系统，当给定量突然增加时，输出量的暂态过程有哪几种情况？ 2.画图说明当系统处于衰减振荡过程时暂态性能指标。 二．试绘制图 1 所示 RC 无源网络的动态结构图，并写出传递函数
C
R2
ur
R1
uc
三．1．试述减小稳态误差的措施。
六、（20 分）试写出串联引前（微分）校正装置的传递函数，并说明
其作用和适用范围。
七、（20 分）
（1）试说明用描述函数法分析非线性系统的基本思想：
（2）设继电气特性为：
y(x) =
东北大学信息科学与工程学院839自动控制原理历年考研真题汇编(含部分答案)(圣才出品)
2015年东北大学839自动控制原理考研真题（回忆版）
一、简述题
1．如何区分线性系统和非线性系统．它们有什么特点。
2．线性系统的三个性能指标都是什么？它们对应在对数频率特性图像中是如何表示的？
二、根据微分方程画出系统的动态结构图．并求出。
本题共六个微分方程．输入为．输出为。
三、某系统在单位阶跃输入作用下．输出如图所示。
求出系统的K．a和b。
图：稳态值2．最大值2.25．峰值时间2s
四、
1．已知道系统的开环传递函数K．画出系统的根轨迹图。
2．根据系统结构图确定系统阻尼比ξ的最小值．并写出此时系统对应的闭环极点。
3．根据系统根轨迹图．分析当K从0变化到+∞时系统的稳定性。
五、画出系统的幅相频率特性图像．并且用奈奎斯特稳定判据分析系统稳定性．系统的开环传递函数为。
六、已知矫正系统如图所示．其中L是矫正前的系统开环频率特性．是矫正装置的倒特性．’是大回路的动态特性。
1．求出矫正以前的系统传递函数。
2．求出系统等效开环传递函数。
3．求出矫正以后系统的穿越频率和相角裕度。
（参考指定教材300页的图）
七、1．已知非线性系统结构图，问串联饱和非线性应满足什么条件系统才能稳定工作？
2．把系统等效为非线性与线性串联的形式．并画出等效传递函数。
八、已知离散系统结构图如下图所示．求出（1）中的．图（2）的C（z）。
（需用指定教材309页的一系列方法做．图为指定教材401页表中采样系统的综合。
）
2014年东北大学839自动控制原理考研真题。
(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。
（完整版）自动控制原理试题答案
（完整版）⾃动控制原理试题答案∑??=i i i s s Q s H )()(1)(zidpngkongzhi1 闭环系统（或反馈系统）的特征：采⽤负反馈，系统的被控变量对控制作⽤有直接影响，即被控变量对⾃⼰有控制作⽤。
2 典型闭环系统的功能框图。
⾃动控制在没有⼈直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程按照预定的规律运⾏。
⾃动控制系统由控制器和被控对象组成，能够实现⾃动控制任务的系统。
被控制量在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
控制量作为被控制量的控制指令⽽加给系统的输⼊星．也称控制输⼊。
扰动量⼲扰或破坏系统按预定规律运⾏的输⼊量，也称扰动输⼊或⼲扰掐⼊。
反馈通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输⼊端，与输⼊信号相⽐较。
反送到输⼊端的信号称为反馈信号。
负反馈反馈信号与输⼈信号相减，其差为偏差信号。
负反馈控制原理检测偏差⽤以消除偏差。
将系统的输出信号引回插⼊端，与输⼊信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产⽣相应的控制作⽤，⼒图消除或减少偏差的过程。
开环控制系统系统的输⼊和输出之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作⽤没有影响，这样的系统称为开环控制系统。
开环控制⼜分为⽆扰动补偿和有扰动补偿两种。
闭环控制系统凡是系统输出端与输⼊端存在反馈回路，即输出量对控制作⽤有直接影响的系统，叫作闭环控制系统。
⾃动控制原理课程中所讨论的主要是闭环负反馈控制系统。
复合控制系统复合控制系统是⼀种将开环控制和闭环控制结合在⼀起的控制系统。
它在闭环控制的基础上，⽤开环⽅式提供⼀个控制输⼊信号或扰动输⼊信号的顺馈通道，⽤以提⾼系统的精度。
⾃动控制系统组成闭环负反馈控制系统的典型结构如图1．2所⽰。
组成⼀个⾃动控制系统通常包括以下基本元件．给定元件给出与被控制量希望位相对应的控制输⼊信号(给定信号)，这个控制输⼊信号的量纲要与主反馈信号的量纲相同。
给定元件通常不在闭环回路中。
2．测量元件测量元件也叫传感器，⽤于测量被控制量，产⽣与被控制量有⼀定函数关系的信号。
东北大学自动控制原理必备课后简答
第一章1、什么就是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？1) 在无人直接参与下可使生产过程或其她过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
2) 6部分:控制对象:要进行控制的设备或过程;执行机构:直接作用于控制对象,使被控制量达到所要求的数值;检测装置:检测被控制量;给定环节:设定被控制量的给定值的装置;比较环节:检测的被控制量与给定量比较,确定两者之间的偏差量;中间环节:一般为放大环节,将偏差信号变换成适于控制执行机构执行的信号。
2、试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点1) 工作原理:开环控制系统不能检测误差,也不能校正误差,控制精度与抑制干扰的性能都比较差,而且对系统参数的变动很敏感。
闭环控制系统可以根据检测误差,从而抗干扰性强。
2) 结构组成:开环系统没有检测设备,组成简单。
闭环系统由于添加了纠正偏差的环节,所以成本较高。
3) 稳定性:开环控制系统的稳定性比较容易解决。
闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。
3、什么就是系统的暂态过程？对一般的控制系统,当给定量或扰动量突然增加到某一个值时,输出量的暂态过程如何？1) 系统从一个稳态过度到另一个稳态的需要经历的过渡过程。
2) 单调过程;衰减振荡过程;持续振荡过程;发散振荡过程。
第二章1、什么就是系统的数学模型？在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些？1) 描述系统因果关系的数学表达式2) 微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图与信号流图。
2、简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。
1) 确定系统的输入量与输出量;2) 从系统的输入端开始,沿着信号传递方向,逐次依据组成系统各元部件的有关物理规律,列写元件或环节的微分方程;3) 消除中间变量,建立只有输入量与输出量及其各阶导数构成的微分方程。
3、什么就是小偏差线性化？这种方法能够解决哪类问题？就就是将一个非线性函数在工作点展开成泰勒级数,略去二次以上的高次项,得到线性化方程,用来替代原来的非线性函数。
(完整版)自动控制原理课后习题答案
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。
东大15秋学期《自动控制原理Ⅰ》在线作业2满分答案
东大15秋学期《自动控制原理Ⅰ》在线作业2满分答案一,单选题1. 调节时间越短，系统的快速性越好。
A. 是B. 否正确答案：A2. 系统（或环节）的频率特性是正弦函数作用下，在稳态状态下，系统（或环节）的输出量与输入量之比。
（）A. 是自动控制原理课后答案B. 否正确答案：A3. 调节时间中误差带一般取稳态输出值的A. ±2％或±4％B. ±1％或±4％C. ±1％或±5％D. ±2％或±5％正确答案：D4. 对于最小相位系统，增益裕度的分贝数为正表示闭环系统是不稳定的。
（）A. 是B. 否正确答案：B5. 典型二阶系统，（）时为二阶工程最佳参数。
A.AB.BC.CD.D正确答案：B6. 对于最小相位系统，相位裕度等于零的时候表示闭环系统处于临界稳定状态。
（）A. 是B. 否正确答案：A7. 幅相频率特性可以表示成代数形式或指数形式。
（）A. 是B. 否正确答案：A8. 典型二阶系统，阻尼比越大，振荡越（）。
A. 弱B. 强正确答案：A9. 稳态误差为无穷时，闭环系统（）A. 稳定B. 不稳定C. 不一定D.正确答案：A10. 对于一般的控制系统，输出量的暂态过程中，下列哪种情况是稳定的A. 持续振荡过程B. 衰减振荡过程C. 发散振荡过程D. 等幅振荡过程正确答案：B11. 开环对数频率特性的中频段反映了系统的稳定性和暂态性能。
（）A. 是B. 否正确答案：A12. 在典型二阶系统中，（）时，系统是不稳定的。
A. 过阻尼状态B. 欠阻尼状态C. 临界阻尼状态D. 无阻尼状态正确答案：D13. 在典型二阶系统中，（）时为过阻尼状态。
A.AB.BC.CD.D正确答案：A14. 按偏差原则和按补偿原则结合起来构成的系统，称为复合控制系统。
A. 是B. 否正确答案：A15. 最大超调量反映了系统的平稳性。
A. 是B. 否正确答案：A16. 绘制根轨迹的依据是（）A. 幅值条件B. 辐角条件C. 幅值条件和辐角条件D.正确答案：B17. 最大超调量越小，说明系统过渡过程越平稳。
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)
东北大学《自动控制原理》王建辉主编 课后简答及简答补充
在分析稳态性能时不能抵消 ， 在分析系统动态性能时可以近似认为他们的影响相互抵消 ．．．． ．．．．
第五章 频率法
1.用时域与频域法分析设计和设计系统的主要区别是什么？
时域法： 可以直观的看出输出随时间的变化， 但用微分方程求解系统的动态过程比 较麻烦。 频域法：1）由系统的频率特性间接的揭示了系统的动态特性和稳态特性 2）可以简单迅速的判断某个环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性 的影响，指明改进系统的方向
系统特征方程的根全部为负实数或具有负实部的共轭复数， 也就是所有闭环特征跟分布 在 s 平面虚轴的左侧。
11.什么是稳态误差，如何消除
当系统从一个稳态过渡到新的稳态或受到扰动又重新平衡后， 系统可能出现偏差， 这种 偏差定义为稳态误差。 消除方法： 1）增大系统的开环增益或扰动作用点之前的前向通道增益。
6.二阶系统是一个振荡环节，这种说法对么？为什么？
当阻尼比 0 到 1 时是一个振荡环节，否则不是一个振荡环节。
7.什么是系统的动态结构图？它等效变换的原则是什么？系统的动态结构图有 哪几种典型的连接？将它们用图形的形式表示出来，并列写出典型连接的传递 函数。
将系统中所有的环节用方框图表示， 图中表明其传递函数， 并且按照在系统中各环 节之间的关系，将各方框图连接起来。 变换的原则：保持输出量不变
5.试述反ห้องสมุดไป่ตู้原理
系统的输出量经过测量和变换后反馈到输入端， 与给定的输入信号相比较得到偏差信号， 偏差信号经控制器产生控制作用使输入量按要求变化， 这就是反馈控制原理。 反馈控制的特 点是利用产生的偏差来控制和消除偏差，抗扰性较好，控制精度高。
6.试述正反馈控制系统的特点
正反馈控制可以增大开环放大系数，但是容易导致系统不稳定
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。
2015《自动控制理论》平时作业答案
《自控理论》平时作业一、 简答题（总分100分）1. 已知系统结构图如下图所示,要求通过简化(结构图化简或信流图)求出系统的传递函数Y(S)/R(S)。
答：简化过程如下：（1）合并23G G 、两串联块后得到下图：（2）消去2H 反馈回路得到下图：(3) 合并 1G 与 232321G G G G H 两串联块后得到下图（4）消去 1H 反馈回路后得到下图（5）消去单位反馈回路后得到下图由最终的方块图可知系统的传递函数1232321231123()()1G G G Y S R S G G H G G G H G G G =+-+2. 设系统的开环幅相频率特性如下图所示,试判断系统的稳定性。
图中p 表示系统开环极点在右半面上的数目。
若闭环系统不稳定,试计算在右半s 面的闭环极点数.。
答：由乃奎斯特判据，一个系统稳定的必要和充分条件是0z p N =-=，其中p 为系统在右半平面上的极点数，N 为开环乃奎斯特图绕（-1，j0）点逆时针转的圈数。
显然开环乃奎斯特图并不绕（-1，j0）点旋转，因此0N =，又已知0p =，因此系统稳定。
3． 推导下图所示的一个负反馈连接的系统其等效传递函数。
答：根据负反馈简化规则：R(s) Y(s)Y(X) = G(s)R(S) 1-G(s)H(s)G(s)/1-G(s)H(s)4. 已知系统开环传递函数为,试画出系统的对数幅频特性曲线图。
答：系统的幅频特性2100100|()|3119G j j ωωω==++，其对数幅频特性图的低频段渐近线为0lim20lg |()|20lg10040G j dB ωω→==的水平直线，高频段为斜率20dB -的直线，转角频率13T ω=，系统的对数幅频特性曲线的渐近线画法如下。
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。
(2015更新版)自动控制原理网上作业题参考答案20150512
自动控制原理网上作业题参考答案（2015更新版）第一章基本概念一、简答题1 简述自动控制的基本概念参考答案：不需要人直接参与，控制器使被控制量自动按预定规律运行的控制过程2 简述自动控制系统的基本组成参考答案：由控制器和被控对象组成。
被控对象是指控制系统中受控的目标元件或装置；控制器3 简述控制系统的基本控制过程参考答案：检测被控制量，计算偏差量，调整控制参量，消除偏差4 简述自动控制系统的基本分类参考答案：按控制方式分为：开环控制和闭环控制；按输入信号的性质分为：恒值调节系统、随动控制系统和程序控制系统；按系统组成元件的性质分为：现行系统和非线性系统；按系统组成元件参数的时变性分为：定常系统和时变系统；按内部信号性质分为：连续系统和离散系统5 试比较开环控制和闭环控制的特点参考答案：开环控制：输出对系统没有控制作用；对系统元器件的性能要求较高；无抗干扰能力；结构简单。
闭环控制：输出参与系统的控制；对系统元器件的性能要求不太高；抗干扰能力强；结构复杂。
6 简述自动控制系统的性能评价指标参考答案：稳定性：是保证自动控制系统正常工作的首要条件；准确性：表征控制系统的控制精度，通常用稳态误差来表示；快速性：是系统稳定时表征系统的灵敏度、系统调节的快慢及调节过程的平稳性。
系统设计时，要统筹兼顾，全面考虑。
二、分析计算题1 液位自动控制系统如图所示。
试分析该系统工作原理，画出系统原理框图，指出被控对象、被控参量和控制量参考答案：工作原理：液面位于期望高度，此时，与浮子连接的滑动端位于电位器中间位置，电动机不动，控制阀的进水量与用水的出水量相同；液面低于希望高度，浮子带动电位器的滑动头偏离中间位置，电动机转动，调整控制阀开度开大，液面升高，直至液面位于期望高度，电机不动，进水量等于出水量；液面高于希望液位，电动机转动，调整控制阀开度开小，直至液面位于期望高度，电机不动，进水量等于出水量。
系统原理框图：被控对象：水箱；被控参量：水箱中谁的高度；控制量：期望液位2 发动机电压调节系统如图所示，试分析其工作原理，画出系统原理框图，指出其特点。
东北大学15年12月考试《自动控制原理ⅰ》期末考核作业(标准答案)
东北大学15年12月考试《自动控制原理Ⅰ》期末考核作业（标准答案）
注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成作业。
杜绝打印，抄袭作业。
一、（30分）回答下列各题
1、自动控制系统由哪些基本环节组成？各环节的功能是什么？(12分）
2、传递函数适合哪类控制系统？如何定义？（9分）
3、绘制根轨迹的条件是什么？试写出相应的数学表达式。
（9分）
二、（20分）控制系统的动态结构图如图1所示，试求系统输出Y(s)对输入信号R(s)和扰动信号N(s)的传递函数Y(s)/ R(s)、Y(s)/ N(s)。
图1 题二图
三、（30分）一闭环反馈控制系统的动态结构图如图2所示。
（1）试求当，时，系统的参数及值。
（2）试求上述系统的位置稳态误差系数、速度稳态误差系数、加速度稳态误差系数及其相应的稳态误差。
图2 题三图
四、（20分）已知系统是最小相位的，其开环幅相频率特性和对数幅频特性分别如图3(a)、(b)所示，试写出系统的开环传递函数，并判断闭环系统是否稳定。
(a) (b)
图3 题四图=。
2015自动控制原理复习习题答案
自动控制原理复习提纲一、单选题1. 根据控制元件的特性，控制系统可分为（A. 反馈控制系统和前馈控制系统 C.恒值控制系统和随动控制系统 2. 系统的动态性能包括（D A .稳定性、准确性 C .稳定性、平稳性 C ）o 号B.初始条件C.系统的结构参数D.输入信号与初始条件 如下图所示系统的闭环传递函数 Gk （s ） = （ C ）o次为（B ）oA.1,0.5 B.0.5,1 8. 主导极点的特点是（B ）oB.线性控制系统和非线性控制系统 D.连续控制系统和离散控制系统快速性、稳定性 D .平稳性、快速性3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（A.输入信旦4.A.G G 31 G 3H2 GG2GH 21 G 3H 2(G G2GH 2C.(G G 2G H 2 1 G 3H 1D.(G1G 2)G31 G 3H2 (G 1 G 2)G 3H 25.设系统的传递函数为G （s ）二 A.0.5 B. 125s 25s 1C.0.2D. 1.2,则系统的阻尼比为（A ）06.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 C.单输入、单输出的定常系统 1 24s（A B.单输入、单输出的线性时变系统 D.非线性系统7.二阶系统的传递函数为4s 1,则其无阻尼固有频率-n 和阻尼比•依C.2,1)°D.1,2G G 2 B.A.距离实轴很远B.距离实轴很近C.距离虚轴很远D.距离虚轴很近9. 增大系统的开环增益，将使系统跟随稳态误差（B ）oA.变大B. 变小C. 不变D. 不能确定10. 非单位负反馈系统，其输出为C(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)%( D )。
A. E(S) =C(S) H(S)B. E(S) = R(S) C(S) H (S)C. E(S) =R(S) H(S)-C(S)D. E(S) = R(S) - C(S)H (S)11典型二阶系统的阻尼比E =0时，其单位阶跃响应是( B )。