自控试题练习题集

第一章习题

1-1日常生活中有许多开环和闭环控制系统，试举几个具体例子，并说明它们的工作原理。

1-2说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。

自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。画出方块图说明此反馈系统。

1-3双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？

1-4开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？

1-5反馈控制系统的动态特性有哪几种类型？生产过程希望的动态过程特性是什么？

1-6对自动控制系统基本的性能要求是什么？最主要的要求是什么？

1-7下图表示一个水位自动控制系统,试说明其作用原理.

1-8下图是恒温箱的温度自动控制系统.要求:

(1) 画出系统的原理方框图;

(2) 当恒温箱的温度发生变化时,试述系统的调解过程;

(3) 指出系统属于哪一类型?

1-9 下图为位置随动系统,输入量为转角r θ,输出量为转角c θ,p R 为圆盘式滑动电位器,s K 为功率放大器SM 为伺服电动机.要求: (1)说明系统由哪几部分组成,各起什么作用？ (2)画出系统原理方框图;

(3)说明当r θ 变化时, c θ的跟随过程.

1-10 位置随动系统如下图所示,回答以下问题 1.说明该系统的以下(1)-(10)各是什么:

(1)被控制对象 (2)被控制量 (3)给定元件 (4)给定量 (5)主反馈元件 (6)主反馈量 (7)误差量 (8)负载 (9)积分元件 (10)执行元件. 2.画出系统作用方框图,表出个环节的输入输出量。 3.判断(在括号内对的上面打"对号")

(1)该系统是(按偏差;按扰动)原则的控制系统; (2)该系统是(有差;无差)系统; (3)该系统是(0型,1型,2型)系统; (4)该系统的输入量是(r

r U Q 、);

(5)该系统的输出量是(c c U Q 、)。

1－11下图为温度自动控制系统,改变a 点位置可以改变恒温温度.试说明该系统的工作原

理和性能,并指出它属何种类型?

1-12如题图（a ）、（b ）所示两水位控制系统，要求

∙ 画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）； ∙ 分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。

第二章习题

2-1 试求下图所示有源网络的传递函数。

2-2 试用信号流图求出下图所示四端网络的传递函数)

()()(12s U s U s G

.

2-3 有下图 (a),(b)所示两个系统试回答：

（１）图（a ）是什么物理量的随动系统？ （２）图(b)是什么物理量的随动系统？ （３）图(a),(b)为什么要加发电机g ？ （４）图(a)是几型系统？ （５）图(b)是几型系统？ （６）图中N 起什么作业？

图中：M －电动机； a R －电枢电阻；a L 电枢电感；A －功率放大器； N －齿轮箱；

J－负载； g-发电机

2-4一个以电位器作误差检测器的．代带有输出减速器的交流位置随动系统原理图如图所示。参阅下图，试画出一以自整角作误差检测器的，带有以发电机作

速度反馈及带有输出减速器的直流位置随动系统原理图。

2-5对下图所示的电桥，以图中的

V为输入变量，0i为输出变量。

i

（１）画出方块图。（２）画出信号流图。（３）求出传递函数

2-6 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统框图，求出闭环传递函数。

2-7 试写出函数f(t)[当t<0,f(t)=0]的拉普拉斯变换F(s)的定义式及其反演公

式。用任一方法计算下列F(s)的像原函数。 (a))

1(1)(-=

s s s F ; (b) 6

33)(2++=

s s s F ; (c) 1

)(-=

-s e s F s

2-8下图所示随动系统在开关K 闭合前处于平衡状态。t=0时开关K 闭合。求开关K 闭合后系统以误差信号e(t)为输出的微分方程式及此方程式的初始条件。

2-9 已知某元件单位阶跃响应函数如下图，试确定其传递函数。

2-10 设系统方框图如下：简化方框图，使)()()()()(2121111s X s H S X s H s C +=

)()()()()(2221212s X s H S X s H s C +=

)(),(),(),(22211211s H s H s H s H 。并问)(12s H 及)(21s H 在什么条件下，可以为零？

2-11 请化简下图所示方块图，求出其由u(t)到y(t)的传递函数。

2-12

利用梅森增益公式求下系统的传递函数

)

()(s R s C ,

)

()(s F s C 。

2-13求下图所示系统的传递函数)

()(s R s C 。

2-14 下图所示系统原来处于静止状态，在时刻t=0从处剪断联线，求x(t)。给定 M=2Kg,W=100N(牛顿）；K=82n/m,B=20n.s/m,滑轮及滚动处皆无磨擦。

第三章习题

3-1设系统特征方程为

02223=+++s s s

试问该系统是否渐近稳定?

3-2

已知系统特征方程式如下,试分别用劳斯判据和古尔维茨判据确定系统的稳定性.

(1) 010092023=+++s s s (2) 020092023=+++s s s (3) 025103234=++++s s s s

3-3

设单位反馈系统的开环传递函数分别为