胡寿松《自动控制原理》(第六版)配套题库【章节题库】(上册)(第1~2章)【圣才出品】

6．试判断下列微分方程所描述的系统属何种类型（线性、非线性；定常、时变）。
（1）
d 2c(t) dt 2
3 dc(t) dt
2c(t )
5 dr(t) dt
r(t) ；
（2） t
dc (t ) dt
2c(t )
dr (t ) dt
2r(t) ；
（3）
d
2c(t ) dt 2
2
dc(t) dt
2c2
(t)
r(t)
；
（4） 5 dc(t) c(t) 3 dr(t) 2r(t) 3 r(t)dt 。
dt
dt
答：（1）线性定常系统；（2）线性时变系统；（3）非线性定常系统；（4）线性定常系
统。
7．根据图 1-1 所示的电动机速度控制系统工作原理图：
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2．下面系统中属于线性系统的是（ ）。 系统 1： y=3μ+2 ；系统 2： y=μsint
A．1 和 2 B．1 C．2 D．都不是 【答案】D 【解析】系统（1）（2）均不满足线性系统叠加原理，都不是线性系统。
二、多项选择题
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4．试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
答：
表 1-1
控制系统
优点
缺点
开环控制
简单、造价低、调节速度快
调节精度差、无抗多因素干扰能力
闭环控制 抗多因素干扰能力强、调节精度高
结构较复杂、造价较高
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5．试列举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的例子，并说明其工作原理。 答：（1）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。 （2）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。
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第 1 章 自动控制的一般概念
一、选择题 1．输出量不影响控制作用的系统，称为（ ）。 A．开环系统 B．闭环系统 C．离散系统 D．采样系统 【答案】A 【解析】开环控制方式的特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。
【答案】微分方程中没有交叉项，没有高于一次的项，满足线性系统要求，为线性系统。
4．自动控制系统按给定信号的类型可分为 系统和 系统。 【答案】连续；离散。 【解析】针对系统输入和输出信号的类别，系统可分为连续和离散系统。
5．自动控制系统性能好坏的 3 个方面为： 。 【答案】稳定性，快速性，准确性。 【解析】即对控制系统稳、准、快的要求。
1．开环控制系统的特点是（ ）。 A．结构简单 B．系统成本低 C．精度高 D．消除偏差能力强 E．工作稳定性好 【答案】AB 【解析】开环控制系统没有自动修正偏差的能力，抗扰动性能差，稳定性不好。正因为 这些不足，有些情况下需要采用闭环控制系统。
2．系统的输出量参与控制作用的是（ ）。 A．开环系统 B．闭环系统 C．反馈系统 D．随机系统 E．单位负反馈系统 【答案】BCE 【解析】B、C、E 项均引入输出量参与控制。
二、填空题 1．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
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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 。
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图 1-1
（1）将 A，B 与 C，D 用线连接成负反馈系统；
（2）画出系统方框图。
答：（1）A-D 连接，B-C 连接。
（2）系统方框图
给定值 放大器
电动机
转速 负载
测速电机
图 1-2
8．图 1-3 是水位控制系统的示意图，图中 Q1, Q2 分别为进水流量和出水流量。控制的 目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
2．试简述控制理论的基本任务。 答：自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器、设备或 生产过程的某个工作状态或参数自动按照预定的规律运行。控制理论主要是研究自动控制系 统的分析和设计问题，包括经典控制理论和现代控制理论。
3．试述正反馈控制的优缺点。 答：（1）优点：可以提高放大环节的放大系数； （2）缺点：容易使系统不稳定。
三、分析计算题 1．自动控制系统为什么要采用闭环形式？
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答：对于一个控制系统，可能存在各种内、外扰动影响系统的输出，使被控量偏离期望 值而出现偏差。闭环控制方式是按偏差进行控制的，其特点：是无论什么原因，当使被控量 偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控 量与期望值趋于一致。按闭环控制方式组成的反馈控制系统，具有抑制任何内、外扰动对被 控量产生影响的能力，有较高的控制精度。
【答案】开环控制系统；闭环控制系统；闭环控制系统
2．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 。 【答案】稳定性（或：稳，平稳性）；准确性（或：稳态精度，精度）
3．系统的微分方程是 c t
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3r t
6
dr t
dt
t
5r
d
，其中
ct 为输出量，
rt 为
输入量，该系统是 。