河南城建自动控制原理
《自动控制原理》虚拟实验室探讨
高 校 论 坛
缸科 技 ２ １年第７ ０２ 期
《自动控制 原理 》虚拟 实验 室探讨
韩 耀 飞 樊 晓 虹 赵 张 飞
河 南城建 学院 电气与 电子工程 系 ４ ７ ３ 河 南 平 顶 山 ６０ ６ 摘 要 本文针对专 业基 础课 自 动控 制原理课程理论 性强学 生难 以接 受的特点 ，探 讨利 用现代教 育技 术手段～虚 拟实验 室这一新 的实验教 学模 式，从 实验 教学模式的理论基础和 可行 性等方面进行分析 ？
关键词 实验教 学模 式 理论基础 可行性 效 果评价 ． 话 ，用户可 以设置 系统 的模 型 ，根据用户的要求该软件可 图形 分析与
“ 自动控制原理 ”是 自动化类专业的专业基础 课。该课程的特点 是理 论性强 以及相对较抽 象 ，以致使得学生难于理解 ，需要借助实验 加 深对课堂学 习内容 的理解 、培 养学生创新能 力。河南城 建学院开设 的该 课程实验 ，仍处于传统模拟 实验阶段 ，实验时首 先把 系统分解成 典 型环节 ，利用 实验箱 ，将 相应 的有源 Ｒ 网络 模块连 接 ，最 后通过 Ｃ 示波器观察实验结果 。这 样的实验方式虽然直观 ，但是存在很大 的弊 端 ：学生进行实验时候 ，面对 复杂的硬件 电路 ，不能从 中看出控制系 统 的实际参数 ，对于控制 系统 的参数 。不知 如何调整 ，更不知道调整 的参数对应的是控制 系统 的哪些 具体参数 。在实 际操作 中 ，自动控制 原理 的实验 中大部分时 间被连 接电路和检查硬件错 误占据 ，没有达到 效 果。为此 ，迫切需要一 种直观 、方便 、能够对 自动控制原理进一步 理解 的实验教学补充形式 ，虚拟 实验室作为一种新型 的实验教学方法
自动控制原理 经典例题详解 2-9章
第2章 控制系统的数学模型 ....................................................................................................... 1 第3章 线性系统的时域分析法 ................................................................................................... 7 第4章 线性系统的根轨迹法 ..................................................................................................... 15 第5章 线性系统的频域分析法 ................................................................................................. 26 第6章 线性系统的校正方法 ..................................................................................................... 38 第7章 线性离散系统的分析与校正 ......................................................................................... 46 第8章 非线性控制系统分析 ..................................................................................................... 59 第9章 线性系统的状态空间分析与综合 (70)第2章 控制系统的数学模型例1 设齿轮系如图2-1所示。
自动控制原理B
自动控制原理 试卷（B 卷） 题号 一 二 三 四 五 总得分 核分人 复查人 得分 已知系统的结构图如图所示： 1、当0=f K 、10=a K 时，试确定系统的阻尼比ζ、固有频率n ω和单位斜坡输入时系统的稳态误差。
2、若使=0.6ζ，单位斜坡输入下系统的稳态误差2.0=ss e ，试确定系统中f K 的值，此时放大系数a K 应为何值。
得分 评卷人 某单位负反馈系统的开环传递函数为： )22()()(2+++=s s s a s s G 试绘制系统的根轨迹。
得分 评卷人 一、系统时域分析（25分） 班级 姓名 学号 选课课号 座位号 ------------------------- -----------------密----------------------------------封------------------------------------线------------------------------------------------------------ --------------------------------------------装-----------------------------------订-------------------------------------线--------------------------------------------------------- 二、绘制根轨迹（25分）得分 评卷人 已知一系统原有的特性为()()21.01100s s s W +=，校正装置的特性为()()()11.0101.0125.0+++=s s s s W c ， 1、 画出原系统和校正装置的对数幅频特性。
2、 当采用串联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相位裕量PM 。
得分 评卷人 某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图所示，试写出系统的闭环传递函数，并判断系统的稳定性。
河南城建学院成人高考专升本招生专业及课程详解(报考须知)
河南城建学院成人高考专升本招生专业及课程详解：1、热能与动力工程（专升本）本专业培养从事热力系统和各类动力设备、低温制冷系统与设备等方面的高级复合型人才。
主要课程：机械制图、材料力学、电工电子、流体力学、工程热力学、金属材料、机械基础、热工测量仪表、汽轮机原理、制冷原理与设备、空气调节等2、电气工程及其自动化（专升本）本专业主要培养从事电力系统、建筑电气和建筑智能化领域的信息处理、实验分析、研制开发、工程设计与施工工作的具有较强适应能力的高级工程人才.主要课程: 电路、电子技术基础、电机学、电力电子技术、单片机原理及接口技术、自动控制原理等。
3、电子信息工程（专升本）本专业培养能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、应用和开发，适应本世纪电子信息技术发展需要的高级工程技术应用人才。
主要课程：电路分析、模拟电子技术、信号与系统、电磁场与电磁波、数字电子技术、电力电子技术、数字信号处理、电子测量、EDA 技术等。
4、计算机科学与技术（专升本）本专业主要培养在企、事业单位和行政管理部门从事计算机教学、科学研究和应用、开发的计算机科学与技术学科的高级应用人才.主要课程: 结构化程序设计、可视化程序设计、数据结构、汇编语言、编译原理、数据库技术、图形图象处理、多媒体技术等。
5、建筑学（专升本）本专业主要培养建筑设计、城市规划设计与管理及环境设计的高级复合型、应用型技术人才。
主要课程：建筑设计、中外建筑史、建筑构造、建筑设计基础、室内设计、居住区规划设计、建筑CAD、建筑结构、建筑美学等。
6、城市规划（专升本）本专业主要培养城市建设的总体规划、详细规划设计，城市规划管理的高级人才。
主要课程：城市规划原理、中外城市建设史、城市园林绿地规划、城市生态与环境、城市道路与交通、城市规划管理与法规等。
7、土木工程（专升本）本专业主要培养能在设计、施工、教育、管理、投资、开发等部门从事技术或管理工作的高级工程技术应用型人才。
自控原理
在工业生产中，如在化肥厂控制反应釜（塔）内温度 和压力为恒值，使化学反应速度加快。 在机械加工厂金属切削机床上，经常是控制工件或刀 具的转速为恒值，使产品的质量、产量能提高。 现代生活中，自动技术无所不在。空调器保持室内温 度为恒值；洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作自动 按程序进行。
控制理论在工业生产中的应用
无 人 加 工 车 间
无人组装车间
智能机器人和水下机器人
自动控制理论
研究自动控制共同规律的科学。它的发展初 期是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用 于工业控制。
一般可分为： 经典（古典）控制理论 现代（智能）控制理论
经典控制理论(古典控制理论)
以传递函数为基础，研究单输入---单输出定常 控制系统的分析与设计问题. 线性控制系统分析方法： 时域分析、稳定性与稳态误差分析、 根轨迹分析、频域分析。 非线性控制系统分析方法： 相平面分析、描述函数分析。
SLPC
国产巨型“银河Ⅱ”电子数字计算机
综合自动化
20世纪50年代末到60年代初，开始出现电子数 字计算机控制的化工厂，60年代末在制造工业中 出现了许多自动生产线，工业生产开始由局部自 动化向综合（全盘）自动化方向发展。70年代出 现用专用机床组成的无人工厂，80年代初才出现 用柔性制造系统组成的无人工厂。
一、课程简介：
《自动控制原理》这一课程将阐述自动控制的基
本理论与应用。
自动控制原理是自动化专业的一门基础理论课， 研究各类自动控制系统的共同规律，是一门技术科学。 是分析、设计和调试自控系统的必备理论基础。
二、本课程的目的和任务：
通过本课程的学习，能掌握如下知识： 1、自动控制系统的基本概念和原理； 2、控制系统数学模型、结构图和信号流图； 3、线性控制系统的时域分析法和频域分析法； 4、线性控制系统的校正和设计方法; 5、线性离散控制系统的校正和设计方法; 6、非线性控制系统的分析方法。
自动控制原理及应用课件(第五章)
事实上，只要将系统传递函数中的s用j 代替，便可得到
系统的频率特性，即有 G( j) G(s )
s j
可见，系统频率特性和系统传递函数之间存在直接的内在联
式中，T=RC为电路的惯 性时间常数。
图5-1 RC电路
设输入为正弦电压信号 r(t) Aim sin(t)
对应的拉普拉斯变换为
R(s) Aim s2 2
则有
C(s) 1 Aim Ts 1 s2 2
进行拉普拉斯逆变换，可得输出量的时域表达式为
c(t)
AimT
(6) 频率特性一般适用于线性系统(元件)的分析，但也可推广到 某些非线性系统的分析。
5.1.3 频率特性的图形表示 常用的频率特性曲线有以下两种。
1．幅相频率特性曲线
幅相频率特性曲线以 为参变量，将幅频特性A( )和相频 特性( )表示在复数平面上，复平面上的模值表示幅频值，
幅角表示相频值，实轴正方向为相角零度线。
值如下：
当 =0时，
A()
1 1
1 2T 2
() arctanT 0
当 =∞时， A() 1 0
1 2T 2
() arctanT 90°
当 =1/T时，A() 1 1 0.707 () arctanT 45°
系。频率特性G(j )是传递函数G(s)的一种特殊形式，它和系
统的微分方程、传递函数一样都反映了系统的固有特性。
频率特性G(j )是 的复变函数，既可分解为幅频特性和相频
特性，也可分解为实频特性和虚频特性，即有
834自动控制原理
834自动控制原理控制系统是一种能根据预定规律准确地调节系统内各种因素以实现特定要求的系统。
自动控制是一种能根据反馈信号调节系统的输入和输出以实现一定目标的控制方式。
自动控制原理是关于自动控制系统的基本原理和基本方法的研究。
它以系统控制的目标、手段和技术为基础，通过建立数学模型来描述系统的动态特性，然后在数学模型的基础上设计控制器，以实现系统的稳定性、快速性、精确性和抗干扰性等要求。
自动控制原理涉及到的主要内容包括系统建模、系统性能分析、控制器设计和控制系统的稳定性分析等。
系统建模是自动控制原理的重要环节。
系统建模是根据系统的特性和运动规律，通过建立数学模型来描述系统的动态特性和静态特性。
常见的系统建模方法有数值模拟、传递函数法、状态空间法等。
系统性能分析是对控制系统的动态特性进行定性和定量分析的过程。
常见的系统性能指标有稳态误差、响应速度、稳定性和抗干扰性等。
通过对系统性能的分析，可以判断系统是否满足要求，并有针对性地对系统进行改进。
控制器设计是自动控制原理中的关键环节。
控制器是根据系统的数学模型和控制目标来设计的一种装置，它接收系统的反馈信号，并通过调节系统的输入信号来实现系统的控制。
常见的控制器有比例控制器、积分控制器、微分控制器和PID控制器等。
控制系统的稳定性是自动控制原理中的重要内容。
稳定性是指系统在受到干扰或扰动时，能够保持输出信号稳定在其中一范围内的能力。
常见的稳定性分析方法有根轨迹法、频率响应法和李亚普诺夫稳定性理论等。
总之，834自动控制原理是关于自动控制系统的基本原理和基本方法的研究。
通过研究系统的建模、性能分析、控制器设计和系统的稳定性等内容，可以有效地理解和应用自动控制原理，实现对系统的精确控制和优化控制。
＂自动控制原理＂实验教学模式探讨
关键词：自 动控制原理； 实验教学模式； 虚拟 实验
作者简介： 任 琦梅 （ １ ９ ７ ８ － ） ， 女， 河南平顶山人 ， 河南城建学院电气与信息工程学院， 讲师 ； 董燕飞 （ １ ９ ７ ６ － ） ， 女， 河南平顶山人 ， 河
南城建学院电气与信息工程学院， 副教授 。（ 河南 平顶山 ４ ６ ７ ０ ３ ６ ） 基金项 目： 本文系河南城建学ｇ ￣２ ０ １ ３ 年度科学研 究基金项 目（ 项目编号： ２ Ｏ １ ３ Ｊ Ｚ ＤＯ ０ ７ ） 的研究成果 。 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ４ ２ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ７ — ０ ０ ７ ９（ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — ０ １ ３ ９ — ０ ２
计算机 强大 的处 理功能使实验 结果更加 准确直 观 ， 测量方便 ：
（ １ ） 优点 ： 学生在实验过 程中通 过搭建 电路可以对控制系
统 的构成有一个感性 的认 识 ； 进 一步练习和熟悉信号发生器 、 慢扫描示波器等仪器 的使用 ， 提高学生的动手 能力。
（ ２ ） 缺点 ： 因为系统 的阶跃响应 过渡过 程很快 ， 普通 示波
如阶跃响应 曲线上超调量 和调 整时间可以直 接读 数， 频率特性
实验中可以直接显示Ｂ ｏ ｄ ｅ 图￣ ｑ ｑ Ｎ ｙ ｑ ｕ ｉ ｓ ｔ 图。
（ ２ ） 缺 点： 仍然没有解决根轨迹部分无法 做实验的问题 ； 做系统 校正实验或 高阶系统实验 时， 实验 线路连 接麻烦 ， 出错 时不容易检查 ， 且修改 系统 参数不方便 ； 实验结果 的准确性 和 实验项 目的设 置对实验软件有依赖 性， 不能很灵活地 自行 设置
常见的一些实验方式进 行分析， 对 实验教学模式进行探
自动控制原理任彦硕 -回复
自动控制原理任彦硕-回复自动控制原理是现代工程中非常重要的一门学科，它在各个领域都有着广泛的应用。
本文将以自动控制原理为主题，从基础概念、原理、系统组成和应用等方面逐步进行阐述。
第一步：概念介绍自动控制原理是研究系统如何建立数学模型，并设计控制器来实现系统的稳定和性能要求的学科。
它的目标是通过控制器对输入信号进行调节，以实现系统的预期输出。
第二步：控制原理的基本原理自动控制原理的核心是反馈控制原理。
该原理主要包括以下几个要点：建立数学模型、确定控制目标、设计控制器、反馈控制和闭环控制。
建立数学模型是自动控制的基础。
通过对被控对象进行建模，可以将其转化为数学方程。
这些方程通常涉及到系统的输入、输出和状态等变量。
确定控制目标是指要达到的目标输出。
根据实际需求，可以确定稳态响应和瞬态响应等方面的要求。
设计控制器是通过设计合适的控制器来实现所需的控制目标。
常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器。
根据实际需要，还可以设计多种组合控制器。
反馈控制是通过将输出信号作为反馈信号，与控制器的输出信号进行比较，并进行误差补偿。
这个过程是实现控制目标的关键。
闭环控制是指通过反馈控制实现对系统的调节。
闭环控制系统能够自动调整控制器的输出，以使系统的输出达到期望值。
第三步：系统组成自动控制系统由被控对象、传感器、执行器、控制器和界面组成。
被控对象是需要进行控制的系统。
它可以是物理系统，如机械系统、电子系统等，也可以是非物理系统，如计算机系统、金融系统等。
传感器用于采集被控对象的相关信息。
它可以将物理量转化为电信号，并将其输送给控制器。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器等。
执行器是根据控制器的输出信号进行动作的装置。
它将电信号转化为物理动作，对被控对象进行调节。
执行器的种类很多，常见的有电动执行器、液压执行器等。
控制器是对系统进行调节的核心部件。
它根据传感器采集到的信息和设定的控制算法，生成控制信号输出给执行器，从而实现对被控对象的控制。
第01章 自控系统概述 化工自动化及仪表(工艺类专业适用) 教学课件
（6）按调节规律区分
P、PI、PD、PID、预估控制 ……
12
—河南城建学院电气系周焱课件—
—化工自动化及仪表（工艺类专业适用）—
1.4 过渡过程和品质指标
（1）静态（稳态）和动态
控制系统的作用：尽可能使被控变量与设定值保持一致（或随设定值一起变化），当被控变 量受干扰影响而偏离设定值时，控制作用必须驱使它（被控变量）回到设 定值。
余差 e(∞)： e() C y()
过渡时间tp： t p t3
振荡周期： t2 t1
19
—河南城建学院电气系周焱课件—
—化工自动化及仪表（工艺类专业适用）—
阶跃给定作用下的过渡过程（设定值变化）——随动系统
y (t ) B
e()
Sp
B
C
稳定误差范围： 2％ 或者 5％的新稳态值
0
t1
t2
几个常用术语 ：
（1）被控对象 需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象。
（2）被控变量 对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量称为被控 变量。
（3）控制变量（操纵变量） 受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料或 能量称为控制变量或操纵变量。
（4）干扰（扰动） 除控制变量（操纵变量）以外，作用于对象并引起被控变量变化 的一切因素称为干扰。
干扰f（t）被控变量调节器 操作变量补偿干扰
前馈
传感器、变送器
前馈补偿器
p
q
执行器
f 干 扰
对象
干扰f（t）变送器补偿器 y 操作变量补偿干扰
前馈+反馈
f
前馈补偿器
变送器
干
SP
+
自动控制原理张爱民
自动控制原理张爱民自动控制原理。
自动控制原理是现代控制工程中的基础课程，它主要研究自动控制系统的基本原理和方法。
自动控制系统是利用控制器对被控对象进行调节，使其输出符合要求的系统。
自动控制原理的学习对于掌握控制工程的基本理论和方法具有重要意义，也是掌握现代工程技术的基础。
自动控制原理的研究对象包括连续系统和离散系统。
连续系统是指系统的状态和控制信号是连续变化的，比如机械系统、电气系统等；离散系统是指系统的状态和控制信号是离散变化的，比如数字控制系统等。
掌握连续系统和离散系统的基本原理，对于理解和设计自动控制系统至关重要。
自动控制原理主要包括控制系统的建模、系统的稳定性分析、系统的性能指标、控制器的设计等内容。
控制系统的建模是指将实际系统抽象成数学模型，以便进行分析和设计。
系统的稳定性分析是指研究系统在外部扰动下的稳定性问题，以保证系统能够稳定工作。
系统的性能指标是指衡量系统性能好坏的指标，比如超调量、调节时间、静态误差等。
控制器的设计是指根据系统的性能指标和稳定性要求，设计出满足要求的控制器。
自动控制原理的学习需要掌握数学、物理、电子等多个学科的知识。
数学是自动控制原理的基础，包括微积分、线性代数、概率论等内容。
物理是自动控制原理的应用基础，包括力学、电路等内容。
电子是自动控制原理的工程基础，包括电子线路、数字信号处理等内容。
掌握这些基础知识，才能够深入理解自动控制原理的内容。
在实际工程中，自动控制原理被广泛应用于各种控制系统中，比如工业生产、航空航天、交通运输等领域。
掌握自动控制原理，可以帮助工程师设计出稳定性好、性能优越的控制系统，提高系统的自动化水平，提高工作效率，降低成本，提高生产质量。
总之，自动控制原理是现代控制工程中的基础课程，它对于掌握控制工程的基本理论和方法具有重要意义。
通过学习自动控制原理，可以掌握控制系统的建模、稳定性分析、性能指标、控制器设计等内容，为工程技术人员提供了强有力的工具，帮助他们设计出稳定性好、性能优越的控制系统，提高工作效率，降低成本，提高生产质量。
自动控制原理模型简化知识点总结
自动控制原理模型简化知识点总结自动控制原理是研究如何利用控制信号自动调节系统输出的学科。
它是现代工程技术中的重要组成部分，广泛应用于各个行业。
在自动控制原理中，模型简化是一项常用的技术手段，它能够简化复杂的系统模型，使得控制设计更加方便和高效。
本文将简要介绍自动控制原理模型简化的相关知识点。
一、模型简化的基本概念模型简化是指对复杂的系统模型进行适当的简化，以便更好地进行控制分析和设计。
在实际应用中，复杂的系统模型常常难以直接求解或计算，而通过模型简化可以有效地降低计算量，并且更好地反映系统的行为特性。
模型简化的基本思想是尽可能保留系统的主要特性，同时舍弃一些次要的或者不重要的特性。
二、模型简化的方法在自动控制原理中，常用的模型简化方法包括传递函数法、状态空间法和频域法。
传递函数法：将系统的输入输出关系表示为传递函数的形式。
通过对系统的输入输出进行变换，可以得到一个简单的传递函数模型。
这种方法适用于线性时不变系统，它能够有效地反映系统的频率特性。
状态空间法：将系统的动态行为用一组一阶微分方程表示。
通过对状态变量的表达和求解，可以得到系统的状态空间模型。
这种方法适用于线性或非线性时变系统，它能够更直观地反映系统的状态演化过程。
频域法：通过频率特性的分析，得到系统的频域模型。
这种方法适用于线性时不变系统，它能够更准确地反映系统的频率响应。
三、模型简化的原则在进行模型简化时，需要遵循以下原则：1. 保留主要特性：模型简化的目的是为了降低计算难度，但不能损失系统的主要特性。
因此，在简化过程中，需要保留系统的主要特性，如稳定性、阻尼比、响应时间等。
2. 舍弃次要特性：模型简化的目的是舍弃一些不重要的特性，以减少计算负担。
因此，在简化过程中，可以舍弃一些次要的特性，如高阶项、非线性项等。
3. 确定简化误差：模型简化是一种近似方法，简化后的模型与原始模型之间存在一定的误差。
在进行模型简化时，需要明确简化误差的范围和影响。
自动控制原理_河南城建学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
自动控制原理_河南城建学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.某系统串联校正前后的对数幅频特性如图所示，则校正后系统和校正前相比抗干扰性能（）【图片】答案:提高2.某系统串联校正前后的对数幅频特性如图所示，则校正后系统和校正前相比（）【图片】答案:降低了快速性，提高了稳定性3.某系统串联校正前后的对数幅频特性如图所示，则校正后系统和校正前相比稳态精度（）【图片】【图片】答案:不变4.当原有控制系统已具有满意的动态性能，但稳态性能不能满足要求时，可采用串联（）答案:滞后校正5.下列哪种措施达不到提高系统控制精度的目的（）答案:增加微分环节6.调整时间表征系统的（）答案:快速性7.稳态误差表征系统的（）答案:准确性8.进行串联超前校正后，校正前的幅值穿越频率ωc与校正后的幅值穿越频率ωc1的关系，通常是（）答案:ωc < ωc19.PD控制器属于（）答案:超前校正装置10.PI控制器属于（）答案:滞后校正装置11.PID控制器是一种（）答案:滞后—超前校正装置12.某系统的闭环传递函数为【图片】，则系统的单位阶跃响应曲线在5秒时等于（）答案:1.26413.某系统的闭环传递函数为【图片】，若取5%的误差带，系统的调整时间为（）答案:15秒14.设某校正环节频率特性【图片】，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为（）答案:0dB／dec15.已知串联校正装置的传递函数为【图片】，则它是（）答案:相位超前校正16.二阶系统的阻尼比越大，相角裕度也就越大。
答案:正确17.可根据【图片】计算剪切频率【图片】。
答案:错误18.一个稳定的系统，相角穿越频率处的对数幅频特性应该小于0dB 。
答案:正确19.典型二阶系统在阻尼比小于等于0.707时才存在谐振峰值。
答案:正确20.奈奎斯特曲线包围(-1,j0)点，则系统不稳定。
答案:错误21.系统的对数幅频特性渐近线在一阶微分环节的转折频率后下降20dB/dec。
自动控制原理_河南城建学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
自动控制原理_河南城建学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.典型二阶系统的超调量越大，反映出系统（）参考答案:相角裕度越小2.某单位反馈系统的伯德图如图所示，则4.47rad/s是系统的（）【图片】参考答案:相角穿越频率3.最小相位系统稳定的充要条件是奈奎斯特曲线 (-1，j0)点。
（）参考答案:不包围4.已知系统开环传递函数【图片】，其奈氏图如下，则闭环系统在s右半平面有个闭环极点。
（）【图片】参考答案:25.已知系统开环传递函数【图片】，其奈奎斯特图如下，则闭环系统（）【图片】参考答案:不稳定6.线性定常系统的频率特性（）参考答案:只由系统的结构、参数确定7.分析系统的频率特性时常用的典型输入信号是（）参考答案:正弦函数8.某系统n=3，m=1，其根轨迹渐近线的倾角为±60度和180度。
参考答案:错误9.如果系统的根轨迹全部在s左边平面，则无论绘制根轨迹的参数取何值，该系统都是稳定的。
参考答案:正确10.根轨迹的分支数由开环零点的个数m决定。
参考答案:错误11.任何系统闭环极点的和都等于开环极点的和。
参考答案:错误12.根轨迹是连续的且关于虚轴对称。
参考答案:错误13.可以用劳斯判据求取根轨迹的分离点。
参考答案:错误14.根轨迹实际上就是系统开环极点的轨迹。
参考答案:错误15.正反馈回路的根轨迹又称为零度根轨迹。
参考答案:正确16.通常根据相角条件绘制根轨迹，根据幅值条件确定根轨迹上某一点对应的增益值。
参考答案:正确17.绘制根轨迹的根本依据是特征方程。
参考答案:正确18.增加开环极点，根轨迹会，从而系统的稳定性。
（）参考答案:向右弯曲；降低19.增加开环零点，根轨迹会，从而系统的稳定性。
（）参考答案:向左弯曲；提高20.绘制零度根轨迹时，实轴上的某一区域，若其开环实数零、极点个数之和为，则该区域必是根轨迹。
（）参考答案:右边，偶数21.当系统开环传递函数分母多项式的阶次n大于分子多项式的阶次m时，趋向无穷远处的根轨迹有（）参考答案:n-m条22.根轨迹起始于，终止于。
河南城建学院课程设计自动喷泉的PLC控制
电气控制与PLC课程设计课题：自动喷泉的PLC控制系别：电气与信息工程学院专业：自动化姓名：学号：指导教师：葛广军王整风王金鹏任琦梅河南城建学院2015年6月19日引言本设计基于三菱PLC编程，设计了花样喷泉系统。
花样喷泉控制系统的主要任务就是改变喷泉的喷水样式，以达到有规律的改变喷泉喷水样式的目的。
按下启动按钮，喷泉装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。
喷泉工作方式由花样选择开关和单步∕连续开关决定。
当单步∕连续开关选择单步时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环；当单步∕连续开关选择连续时，喷泉按照花样选择开关设定的方式，运行多个循环，直至按下停止按钮。
花样循环方式选择开关用于选择喷泉的喷水花样，本文设计四种喷水花样循环。
PLC 控制系统体积小、功能强、可靠性高,且具有较大的灵活性和可扩展性的特点。
用PLC花样喷泉控制系统，不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，提高了系统的可靠性和安全性，而且，美化了我们的生活环境，使我们的生活环境更加安逸、舒适。
因此PLC控制系统具有一定的工程应用和推广价值。
关键词：喷泉，PLC控制，花样喷泉系统。
INTRODUTIONthe Start button,fountain device started working,press the stop button,fountain control device to stop working.Fountain works by pattern selection switch and single-step/continuous switching decision.When step/continuous switch selection step,select only in accordance with figure fountain switch is set in a way,running a loop;when step/continuous switching select continuous time,fountain in accordance with the pattern selection switch is set in a way,running several cycles,until you press the stop button.Figure cycle way selector switch is used to select a fountain of water spray pattern,this article design four spray pattern.The PLC control system volume is small,versatile,high reliability,and with greater flexibility.The PLC figure fountain control system,not only for automated conversion figure fountain waterstyle,improves system reliability and security,and beautified our living environment,make our life more easy,comfortable environment.Thus plc control system has certain engineering application and extension value.Key words:fountain,PLC control,pattern fountain system目录1 .........................................................................................................1设计任务及要求1..........................................................................................................1.1设计要求1 设计任务..........................................................................................................1.2 ..................... ........................................................................................12系统硬件设计...............................................................................................12.1PLC的选型原则2 选型...........................................................................................................2.2 PLC2.3采用PLC控制花式喷泉的优点.. (2)2.4 PLC的I/O分配表 (3)2.5系统I/O口接线图 (4)2.6系统主电路图 (5)3系统软件设计 (5)3.1控制程序设计思路 (5)3.2设计步骤 (6)3.3程序流程图 (7)3.4花样一程序梯形图 (8)3.5程序梯形图...........................................................................................9花样二3.6三程序梯形图.........................................................................................10花样3.7四程序梯形图.........................................................................................11 花样4系统调试与结果分析.. (11)4.1仿真及调试的步骤 (11)4.2过程演示 (12)4.3结果分析 (15)5设计小结 (15)参考文献 (16)附录1 (17)1.设计任务及要求1.1设计要求设计某广场的花式喷泉控制，喷头的数量及布置自行设置。
河南城建学院变频恒压供水控制系统设计
计算机控制课程设计课题：变频恒压供水控制系统设计院系：电气与信息工程学院专业：姓名：学号：成绩：河南城建学院2016年1 月7 日目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、方案设计 (2)四、系统硬件设计 (3)4.1系统主要设备的选型 (3)4.2系统主电路分析及其设计 (3)4.3 系统控制电路分析及其设计 (4)五、系统软件设计 (6)六、结束语 (7)七、参考文献 (7)八、附录 (8)一、设计目的本系统包含四台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对四相水泵电机的软启动和变频调速。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC 与设定值比较后进行PID 运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过HMI 与PLC 的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
二、设计任务及要求供水压力正常设定值0.5MPa ,最大供水压力为0.6MPa ,最小供水压力0.1MPa ,压力允许被动范围1% ，采用4台水泵供水，能实现手动，自动控制，水泵机组采用循环软起工作方式，停泵采用先启先停。
水泵地呈，扬程和功率分别为36.3/m h ，8m ，1.5km 。
三、方案设计PLC 控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示。
1、执行机构从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。
自动控制原理-陈平26
ω→∞
Im GH平面 n-m=3 ω→0 Re Re
n-m=2
ω→0
Ⅱ型 Ⅰ型
ω→0
0型
n-m=1
极坐标的低频段
极坐标的高频段
11
第三节 系统开环频率特性的绘制
一、极坐标图（乃奎斯特图）的绘制 例5-3-3 绘制 G( s)
5( s 2)( s 3) 的乃奎斯特曲线。 2 s ( s 1)
第二节 典型环节的频率特性
六、二阶微分环节
G(s) 1 2 s 2 s 2 G( j ) 1 2 ( j ) 2 ( j ) 2
P( ) 1 2 2 Q( ) 2
L( ) 20lg (1 ) (2 )
13
第三节 系统开环频率特性的绘制
二、对数频率特性的绘制
0型系统
G(s)
K (1 1s)(1 2 s)
2 2 L( ) 20lg K 20lg 1 12 2 20lg 1 2
( ) arctg1 arctg 2
设 1 1 1 2
ω→∞时，高频段的幅频和相频特性为：
lim A( ) 0
n m 1 nm 2 nm 3
lim ( ) (n m)
2
曲线沿负虚轴卷向原点；
曲线沿负实轴卷向原点； 曲线沿正虚轴卷向原点。
10
第三节 系统开环频率特性的绘制
一、极坐标图（乃奎斯特图）的绘制
Im
GH平面
K (1 T1T2 2 ) Q( ) (1 T12 2 )(1 T22 2 )
ω→∞
Re 0
2021河南城建学院成人高考专升本自动化专业招生简章
河南城建学院继续教育学院前身是1991年成立的“成人教育科”，历经“成人教育部”，“继续教育中心”。
2002年11月更名为“继续教育学院”。
学院下设有党政办公室、招生部、教学部、培训部四个职能科室。
现有正式教职工12名，其中，高级职称人员5人，中级职称人员5人。
目前，成人高等学历教育开设有：土木工程、工程管理、建筑学、测绘工程、城市燃气工程技术等40个本、专科专业；现代远程教育（西北工业大学网络教育学院—河南城建学院学习中心）开设有：工商管理、会计学、法学、机械设计制造及其自动化等20多个本、专科专业。
专业涵盖工、管、理、文、法、艺等八大学科门类。
二十多年来，共为社会培养了近3万名各级各类专业技术人才。
自动化专业设置及专业汇总自动化专业是以自动控制理论为主要理论基础，以电子技术、计算机信息技术、传感器与检测技术等为主要技术手段，对各种自动化装置和系统实施控制的一门专业。
专业有两个发展方向，第壹个是工业过程控制方向，第二个是嵌入式系统方向。
是计算机硬件与软件结合、机械与电子结合、元件与系统结合、运行与制造结合，集控制科学、计算机技术、电子技术、机械工程为一体的综合性学科专业。
它具有"控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施"鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。
（一）拥护中国共产党的领导，拥护四项基本原则，遵纪守法，品德良好，身体健康。
（二）在职、从业人员，高中、中专、技校应届毕业生及社会其他人员。
（三）报考高中起点本、专科考生应具有高中毕业文化程度，报考专科起点本科及第二专业专科的考生必须是已取得经教育部审定核准的国民教育系列高等学校或高等教育自学考试机构颁发的大学专科毕业证书的人员。
（四）生活能自理、能坚持学习的残疾人也可以报考。
（五）有关院校专业招生范围①西医类（不含药学）专业招收符合报考条件的在职卫生技术人员。
②中医药类专业招收符合报考条件的在职、从业中医人员。
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河南城建自动控制理论一、填空题（每空 1 分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω ，阻尼比=ξ ，该系统的特征方程为 ，该系统的单位阶跃响应曲线为 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。
6、根轨迹起始于 ，终止于 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。
二、选择题（每题 2 分，）1、采用负反馈形式连接后，则 ( )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。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( )A 、 型别2<v ；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。
5、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )A 、主反馈口符号为“-” ；B 、除r K 外的其他参数变化时；C 、非单位反馈系统；D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。
系统① 系统② 系统③图2A 、系统①B 、系统②C 、系统③D 、都不稳定8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。
A 、不稳定；B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定；C 、稳定；D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
9、若某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于( )。
A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断10、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 ++B 、1010.11s s ++C 、210.51s s ++D 、0.11101s s ++三、(8分)试建立如图3所示电路的动态微分方程，并求传递函数。
图3四、（共20分）系统结构图如图4所示：1、写出闭环传递函数()()()C s s R s Φ=表达式；（4分） 2、要使系统满足条件：707.0=ξ,2=n ω,试确定相应的参数K 和β；（4分）3、求此时系统的动态性能指标s t ,00σ；（4分）4、t t r 2)(=时，求系统由()r t 产生的稳态误差ss e ；（4分）5、确定)(s G n ，使干扰)(t n 对系统输出)(t c 无影响。
（4分）五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为2()(3)r K G s s s =+: 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹（求出：渐近线、分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、确定使系统满足10<<ξ的开环增益K 的取值范围。
（7分）图4六、（共22分）某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线0()L ω如图5所示：1、写出该系统的开环传递函数)(0s G ；（8分）2、写出该系统的开环频率特性、开环幅频特性及开环相频特性。
（3分）3、求系统的相角裕度γ。
（7分）4、若系统的稳定裕度不够大，可以采用什么措施提高系统的稳定裕度？（4分）试题二一、填空题（每空 1 分，共15分）1、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。
3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 。
4、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++，则其开环幅频特性为 ，相频特性为 。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、关于传递函数，错误的说法是 ( )A 传递函数只适用于线性定常系统；B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响；C 传递函数一般是为复变量s 的真分式；D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。
2、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。
A 、增加积分环节B 、提高系统的开环增益KC 、增加微分环节D 、引入扰动补偿3、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。
A 、准确度越高B 、准确度越低C 、响应速度越快D 、响应速度越慢4、已知系统的开环传递函数为50(21)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。
A 、 50B 、25C 、10D 、55、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) 。
A 、含两个理想微分环节B 、含两个积分环节C 、位置误差系数为0D 、速度误差系数为06、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。
A 、超调%σB 、稳态误差ss eC 、调整时间s tD 、峰值时间p t7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )A 、 (2)(1)K s s s -+B 、(1)(5K s s s +-+）C 、2(1)K s s s +－D 、(1)(2)K s s s -- 8、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( )。
A 、可改善系统的快速性及平稳性；B 、会增加系统的信噪比；C 、会使系统的根轨迹向s 平面的左方弯曲或移动；D 、可增加系统的稳定裕度。
9、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( )。
A 、稳态精度B 、稳定裕度C 、抗干扰性能D 、快速性10、下列系统中属于不稳定的系统是( )。
A 、闭环极点为1,212s j =-±的系统B 、闭环特征方程为2210s s ++=的系统C 、阶跃响应为0.4()20(1)t c t e -=+的系统D 、脉冲响应为0.4()8t h t e =的系统三、(8分)写出下图所示系统的传递函数()()C s R s （结构图化简，梅逊公式均可）。
四、（共20分）设系统闭环传递函数 22()1()()21C s s R s T s Ts ξΦ==++，试求： 1、0.2ξ=；s T 08.0=； 0.8ξ=；s T 08.0=时单位阶跃响应的超调量%σ、调节时间s t 及峰值时间p t 。
（7分）2、4.0=ξ；s T 04.0=和4.0=ξ；s T 16.0=时单位阶跃响应的超调量%σ、调节时间s t 和峰值时间p t 。
（7分）3、根据计算结果，讨论参数ξ、T 对阶跃响应的影响。
（6分）五、(共15分)已知某单位反馈系统的开环传递函数为(1)()()(3)r K s G S H S s s +=－，试： 1、绘制该系统以根轨迹增益K r 为变量的根轨迹（求出：分离点、与虚轴的交点等）；（8分）2、求系统稳定且为欠阻尼状态时开环增益K 的取值范围。
（7分）六、（共22分）已知反馈系统的开环传递函数为()()(1)K G s H s s s =+ ，试：1、用奈奎斯特判据判断系统的稳定性；（10分）2、若给定输入r(t) = 2t ＋2时，要求系统的稳态误差为0.25，问开环增益K 应取何值。
（7分）3、求系统满足上面要求的相角裕度γ。
（5分）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、设系统的开环传递函数为12(1)(1)K s 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 ( )。