自动控制原理网上作业题

东北农业大学网络教育学院

自动控制原理网上作业题

第一章基本概念

一、简答题

1 简述自动控制的基本概念

2 简述自动控制系统的基本组成

3 简述控制系统的基本控制过程

4 简述自动控制系统的基本分类

5 试比较开环控制和闭环控制的特点

6 简述自动控制系统的性能评价指标

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

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。

3液面控制系统如图所示。试分析该系统的工作原理，指出系统中的干扰量、被控制量及被控制对象，并画出系统的方框图。

4控制系统如图所示。简述该系统的工作原理，说明该系统的给定值、被控制量和干扰量，并画出该系统的方块图。

图1-7发电机-电动机调速系统

操纵电位计

发电机

伺服电机

减速器

负载

Θr

给定值Ur 前置放大器功放执行元件

被控量

Wm

这是一个开环控制的例子

+E

-E

Θr

Ur

操纵电位计

R1

R2

R3

R4

放大器

直流发电机

伺服电机Wd Wm

发电机-电动机调速系统

减速器

负载

5火炮随动控制系统如图所示。简述该系统的工作原理，并画出该系统的原理框图。

第二章 线性控制系统的数学模型

一、简答题

1 简述建立控制系统数学模型的方法及其数学表示形式

2 简述建立微分方程的步骤

3 简述传递函数的基本概念及其特点

4 给出组成控制系统典型基本环节

二、分析计算题

1 有源电网络如图所示，输入量为)(1t u ，输出量为)(2t u ，试确定该电网络的传递函数

2 电枢控制式直流电动机原理图如图所示，输入量为)(1t e ，输出量为)(t o ，试确定其微分方程。

图中，电动机电枢输入电压；电动机输出转角；电枢绕组的电阻；电枢绕组的电感；流过电枢绕组的电流；电动机感应电势；电动机转矩；电动机及负载这和到电动机轴上的转动惯量；电动机及负载这和到电动机轴上的粘性摩擦系数。

3 某RC 电路网络原理图如图所示，电压()i u t 为输入量，()o u t 为输出量，试画出其方块图，并求其传递函数。

1

R 2

R ()

o u t ()

i u t 1

C 2

C 1()i t 2()

i t 3()i t 3()u t +

+

-

-

4 某控制系统方块图如图所示，被控制量为)(s C ，控制量为)(s R ，试用梅森公式确定该系统的传递函数

5 某控制系统的信号流图如图所示，被控制量为)(s C ，控制量为)(s R ，试用梅森公式确定其传递函数

第三章 线性控制系统的时域分析

一、简答题

1控制系统的典型输入信号有哪几个？ 2 评价控制系统的动态性能指标由哪些？

3 简述控制系统稳定的基本概念及系统稳定的充要条件

4 简述控制系统稳态误差的基本概念

5 简述一阶控制系统的基本概念及其主要特点

6 简述控制系统中闭环主导极点的符合条件

二、分析计算题

1 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)

12)(1()

1()()(+++=

s Ts s s K s H s G ，求该系统稳定时，参数K 和T 的取值

范围

2已知控制系统方块图如图所示。若使系统的单位阶跃响应具有σp =16.3%，t p =1秒。试确定前置放大器的增益K 及内反馈系数τ。

3 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)1)(1()(6

1

31s s s k

s G ++=，求：系统稳定时，k 值的取值范围。

4 温度计的传递函数为1

1

)(+=

Ts s G 。用其测量某一容器中的水温，发现经1分钟后才能指示出实际水温的96%，求：（1）该温度计的指示从实际水温的10%变化到90%所需要的时间；（2）如给该容器加热，使容器内水温以0.1s

C /︒的速度均匀上升，温度计的稳态指示误差有多大。

5 某位置随动控制系统如图所示，求：（1）系统的开环极点和闭环极点；（2）输入为单位阶跃函数信号时，系统的自然振荡角频率和阻尼比；（3）系统的动态性能指标上升时间、调节时间和超调量。

6 某单位负反馈自动控制系统的开环传递函数为)

12.0)(1(10

)(++=s s s s G ，求输入为斜坡函数信号时，该系统的稳

态误差。

7 某系统在领初始条件下的单位阶跃响应为t t

e e t c 10602.12.01)(---+=，试确定该系统的闭环传递函数。

8 某单位负反馈控制系统的开环传递函数为)

2)(1()(++=

s s s k

s C ，试系统闭环稳定时k 的取值范围。

第四章 线性控制系统的根轨迹分析

一、简答题

1 简述根轨迹的基本概念

2 简述绘制根轨迹的依据

3 简述绘制根轨迹的基本规则

二、分析计算题

1 某控制系统的开环传递函数为(4)

()(2)k s G s s s +=

+，试绘制系统的概略根轨迹图

2 设一控制系统方框图如图4-5所示，试绘制系统根轨迹。

(1)(2)

k

s s s ++-

)

(s R )

(s C

图4-5 控制系统方框图

3 某控制系统的根轨迹如图所示。由系统的根轨迹图，求：1）确定系统稳定时参数k 的范围；2）确定系统阶跃响应无超调时k 的取值范围；3）系统出现等幅振荡时的振荡频率。

4 某单位负反馈控制系统的的根轨迹如图所示，求：︒=60β时，计算系统的动态性能指标