03年自动控制元件本科期末试题及答案
西北工业大学本科自动控制原理期末试题参考答案

D( z ) = ( z − 1)( z − e −T ) + KTz = z 2 − (1 + e −T − KT ) z + e −T =0
D(1) = KT > 0 −T D (−1) = 2(1 + e ) − KT > 0 e −T < 1
K >0 2(1 + e −T ) < K T
综合之: 0 < K < (3) (5 分)
2(1 + e −T ) T =1 = 2.736 T
z →1
K v = lim( z − 1)G ( z ) = lim
z →1KT KTz =源自−T 1 − e −T z −eT =1, K =1
e(∞ )
r ( t )=t
=
AT AT (1 − e −T ) = Kv KT
ω = 3 K * = 54
4 <K <6 9
4 < K
*
< 54
σ
0 0
即:
↑
4 (3) (3 分)依根轨迹, < K < 6 时, K ↑ ⇒ t s ↑ 9 e ↓
ss
四. (共 15 分) 解 (1) (5 分) (2) (5 分)
−Ts KTz 1 K 1 − e Z G( z) = Z ⋅ = s ( z − 1)( z − e −T ) s + 1 s
(3) (3 分)依图
ω c = 10
γ = 180° + arctan
10 10 10 − 90° − arctan − 2 × arctan = 63.6° 100 3 0 .3
2003级自动控制原理试题及答案(A卷)

热动2003级自动控制原理试题班级____________ 学号 姓名1. 拉氏变换与Z 变换(1) 求函数f (t )(见图1)的拉氏变换和Z 变换,其中采样周期T=1s 。
(10分)(2) 求21()32F s s s =++的原函数。
(5分)2. 传递函数(每小题5分,共15分)(1) 图2所示,假定质量块m 对地面无摩擦,试求系统的传递函数)()(s U s X 。
图2(2) 应用梅森公式求图3的传递函数。
(3) 求图4所示系统的闭环脉冲传递函数。
U r (S)U C (S)图1图3图43. 如图5所示控制系统 ,要求其阶跃响应性能指标σp 为16.3%,t p 为1s 。
试求K 与τ。
(15分)4. 已知系统的开环传函为 ,试画出其根轨迹图,并求稳定域。
(20分)5. 已知单位负反馈系统开环传递函数为 , 绘制Nyquist 图和对数幅频特性。
(25分)6. 判别系统稳定性(每小题5分,共10分)(1) 已知系统特征方程: (2) 图6为负反馈系统的开环幅相曲线,K =500,p =0,求系统的稳定范围。
图6(t)2)1)(s (s H(s)G(s)++=s K100G(s)H(s)(0.1s 1)(5s 1)s =++543226310s s s s s +++++=u图5热动2003级自动控制原理试题解题要点1. (1)由图可得f (t )的表达式为:)1(1)(1)(--=t t t f则:se e s s s F ss ---=-=111)(1m 1T 1),-(1 ),()]([=→==--t z F z mT t f F m 对于111)(1=---=∴-z z z z z z F(2)2111)1)(2(1231)(2+-+=++=++=s s s s s s s F(3分)2. (1)由牛顿运动定律可知: xm x x k u =--)(12 (1)1112)(x k x x k =- (2)由(2)得:x k k k x 2121+=代入(1)x k k k k xm u 2121++=设系统为零初始状态,对上式进行拉氏变换可得:212121)()(k k kk m s s U s X ++=(2)一条前向通道:43211G G G G P =三个回路:143211H G G G G L -=,2322H G G L -=, 3433H G G L -=tte e tf 2)(--+=∴ 1无不相交回路,则:)(134323214321H G G H G G H G G G G ----=∆ P 1与所有回路有共同节点:11=∆则:(3)3.(1)(2)(3)4. (1)三条根轨迹,全部终止于无穷远零点;3432321432143211111)()(H G G H G G H G G G G G G G G P s R s C +++=∆∆=()()()()()()E Z R Z B Z R Z GH Z E Z =-=-⋅()()1()R Z E Z GH Z =+()()()()()1()R Z G Z C Z G Z E Z GH Z ==+()()()()1()C Z G Z Z R Z GH Z Φ==+0.5 %3.16%10021/p =∴=⨯--=ξξξπσe ξσ⇒p rad/s3.63p t n 21=-=ξπωnp t , ωξ⇒222210)101(210(s) n s n s n K s s K ωξωωτ++=+++=Φ ⎪⎩⎪⎨⎧∴+==τξωω1012102 nK n ⎩⎨⎧==0.26332.1τK(2)实轴上根轨迹为[-1,0]、(-∞,-2] (3)三条渐近线, 与实轴的交点为: 与实轴的夹角为:(4)在区间[-1,0]的分离点为:or则: (不合理)(5)根轨迹与虚轴的交点:系统的特征方程为:02323=+++K s s s 令:ωj s =代入上述方程,取实部为0,得:由根轨迹可知,当0<K<6时,系统稳定。
(完整版)自动控制原理期末考试复习题及答案

(完整版)⾃动控制原理期末考试复习题及答案⼀、填空题1、线性定常连续控制系统按其输⼊量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。
2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_,极点为_-2__,增益为_____2_______。
3、构成⽅框图的四种基本符号是:信号线、⽐较点、传递环节的⽅框和引出点。
4、我们将⼀对靠得很近的闭环零、极点称为偶极⼦。
5、⾃动控制系统的基本控制⽅式有反馈控制⽅式、_开环控制⽅式和_复合控制⽅式_。
6、已知⼀系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=,则该系统的传递函数为。
7、⾃动控制系统包含_被控对象_和⾃动控制装置两⼤部分。
8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分⽅程、传递函数、__差分⽅程_、脉冲传递函数_、__⽅框图和信号流图_。
9、_相⾓条件_是确定平⾯上根轨迹的充分必要条件,⽽⽤_幅值条件__确定根轨迹上各点的根轨迹增益k*的值。
当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。
10、已知⼀系统单位脉冲响应为te t g 25.13)(-=,则系统的传递函数为__。
11、当∞→ω时⽐例微分环节的相位是: A.90 A.ο90 B.ο90- C.ο45 D.ο45-12、对⾃动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个⽅⾯,在阶跃响应性能指标中,调节时间体现的是这三个⽅⾯中的_快速性___,⽽稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。
13、当且仅当离散特征⽅程的全部特征根均分布在Z 平⾯上的_单位圆 _内,即所有特征根的模均⼩于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。
14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加⼯系统A.电炉箱恒温控制系统B.雷达跟踪系统C.⽔位控制系统D.普通数控加⼯系统15、某单位负反馈系统在单位阶跃信号作⽤下的系统稳态误差0=ss e ,则: B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 A.意味着该系统是⼀个0型系统 B.意味着该系统的输出信号的稳态值为1 C.意味着该系统没有输出信号 D.意味着该系统具有⽐较⾼的开环增益16、⼀阶系统11)(+=Ts s G 在单位斜坡信号作⽤下,系统的稳态误差为 T 。
期末考试试题集-自动控制原理(含完整答案)

期末考试-复习重点自动控制原理1. 2. 一、单项选择题(每小题 1分,共20分) 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( A.系统综合 B.系统辨识 惯性环节和积分环节的频率特性在(A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.系统分析 )上相等。
C.相位变化率 )D.系统设计 D.穿越频率 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 o 从0变化到+8时,延迟环节频率特性极坐标图为( A.圆 B.半圆 C.椭圆 5.当忽略电动机的电枢电感后, 以电动机的转速为输出变量, 个()A.比例环节 3. 4.B.微分环节C.积分环节 6.若系统的开环传递函数为10 s(5s 2) ,则它的开环增益为 7.8. 9. A.1 B.2 C.5 D.放大元件 ) D.双曲线 电枢电压为输入变量时, 电动机可看作一D.惯性环节 D.10 5 s 2+2s +5 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 Z 不变,提高o n ,则可以() B. 减少上升时间和峰值时间 D.减少上升时间和超调量 1一阶微分环节G (s ) =1 Ts ,当频率 时,则相频特性• G (j ・)为()T C. 90 °)B.稳定裕量越大D. 稳态误差越小二阶系统的传递函数 G(s) ,则该系统是(A.临界阻尼系统 若保持二阶系统的 A.提高上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 A.45 °B.-45 ° 10.最小相位系统的开环增益越大,其( A.振荡次数越多 C.相位变化越小 con ,11.设系统的特征方程为 D s 二s 4 8s 3 17s 2 16s 5 =0 , A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定D.零阻尼系统 D.-90 °则此系统 () D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为: G^s(s 1)(s 5),当k=()时,闭环系统临界稳定。
自动控制原理期末考试卷与答案

自动控制原理期末考试卷与答案、填空题(每空 1 分,共20分)、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 稳定性 、快速性和 准确性 。
、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。
、在经典控制理论中,可采用 劳斯判据(或:时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或:频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。
、控制系统的数学模型,取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。
、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为20lg ()A ω(或:()L ω),横坐标为lg ω 。
、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数,Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数,R 指 奈氏曲线逆时方向包围 (-1, j0 )整圈数。
、在二阶系统的单位阶跃响应图中,s t 定义为 调整时间 。
%σ是超调量 。
、设系统的开环传递函数为12(1)(1)Ks T s T s ++,则其开环幅频特性为()A ω=,相频特性为01112)90()()tg T tg T ωωω--=---。
反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
、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1050.20.5s s s s+++。
、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 开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有向作用而且还有反向联系时,称为 闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于 闭环控制系统。
、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。
、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 稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。
自动控制类考试题库及答案

自动控制类考试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共40分)1. 自动控制系统中,开环系统与闭环系统的主要区别在于()。
A. 是否有反馈B. 控制器的类型C. 系统的稳定性D. 系统的响应速度答案:A2. 在自动控制系统中,系统稳定性的判断依据是()。
A. 系统响应曲线B. 系统误差C. 系统传递函数D. 系统开环增益答案:C3. 比例控制器(P控制器)的主要特点是()。
A. 无静差B. 有静差C. 响应速度慢D. 响应速度快答案:B4. 积分控制器(I控制器)的主要作用是()。
A. 消除静差B. 增加系统的稳定性C. 提高系统的响应速度D. 减少系统的超调答案:A5. 微分控制器(D控制器)的主要作用是()。
A. 消除静差B. 增加系统的稳定性C. 提高系统的响应速度D. 减少系统的超调答案:D6. 在自动控制系统中,超调量通常用来衡量系统的()。
A. 稳定性B. 响应速度C. 稳定性和响应速度D. 稳定性和精度答案:C7. 系统的时间常数τ与系统的()有关。
A. 响应速度B. 稳定性C. 精度D. 所有选项答案:A8. 系统增益Kp与系统的()有关。
A. 响应速度B. 稳定性C. 精度D. 所有选项答案:A9. 在自动控制系统中,系统的稳态误差与系统的()有关。
A. 系统类型B. 输入信号C. 系统增益D. 所有选项答案:D10. 系统动态性能的常用评价指标包括()。
A. 响应速度B. 稳定性C. 超调量D. 所有选项答案:D11. 系统静态性能的常用评价指标包括()。
A. 精度B. 稳定性C. 响应速度D. 所有选项答案:A12. 在自动控制系统中,系统的频率响应特性可以用来分析系统的()。
A. 动态性能B. 静态性能C. 稳定性D. 所有选项答案:A13. 系统的根轨迹图可以用来分析系统的()。
A. 动态性能B. 静态性能C. 稳定性D. 所有选项答案:C14. 在自动控制系统中,系统的零点和极点可以用来分析系统的()。
03级自控-答案Word版

汽车工程学院车辆工程专业2003级 《自动控制基础》课程期终考试试卷姓名: 班级: 学号:(考试时间:120分钟)一、填空题(本题共25分)1.所谓自动控制,就是 没有人直接参与的情况下,使被控制对象的某些物理量准确地按照预期的规律变化 。
(本小题1分)2.反馈是指 输出量通过适当的测量装置将信号的全部或一部分返回输入端,使之与输入量进行比 。
根据有无反馈作用可将控制系统分为开环控制系统与闭环控制系统两类。
(本小题4分)3.已知:)4(143sin 6)(1ππ-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t t t f ,()()()()t t t t t f 1254)(2⋅+++=δ,其中:)(t δ为单位脉冲函数;)(1t 为单位阶跃函数。
则这两个函数的拉氏变换:[]=)(1t f L 9624+-s ses π; []=)(2t f L 2125ss ++。
(本小题4分) 4.已知一阶惯性环节的传递函数为()11+=Ts s G ,则其乃奎斯特曲线为圆心在(0.5,0),半径为0.5的圆。
(本小题2分)5.控制系统稳定的充分必要条件是:系统特征方程的根全部具有负实部(闭环传递函数的极点全部具有负实部,或闭环传递函数的极点全部在[S]平面的左半平面)。
(本小题2分)6.如图所示为某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线,则其开环传递函数为:()()11001101023++s s s 。
(本小题3分)题一、6题图7.已知某单位反馈系统的开环传递函数为()()()1021412)(22++++=s s s s s K s G ,则该系统的静态位置误差系数=P K ∞;静态速度误差系数=v K ∞;静态加速度误差系数=a K 10K 。
(本小题3分)8.设单位反馈系统的开环传递函数为()sK s G =,则该系统的误差积分性能指标I=K 1。
(本小题2分)9.校正装置在控制系统中的联结方式可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正和干扰补偿。
电气控制与plc应用期末考试题及答案

电气控制与plc应用期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. PLC的中文全称是______。
A. 可编程逻辑控制器B. 可编程逻辑计算器C. 可编程逻辑计算机D. 可编程逻辑处理器答案:A2. 在PLC中,I/O模块的作用是______。
A. 进行数据处理B. 进行程序存储C. 进行通信D. 进行输入输出答案:D3. 电气控制中,继电器的主要作用是______。
A. 放大信号B. 隔离电路C. 转换信号D. 保护电路答案:B4. 下列哪个是PLC编程语言?A. C语言B. 汇编语言C. 梯形图D. 以上都是5. PLC的扫描周期取决于______。
A. 程序复杂度B. CPU速度C. 扫描次数D. 输入输出数量答案:B6. 在电气控制系统中,熔断器的作用是______。
A. 调节电压B. 调节电流C. 保护电路D. 转换电压答案:C7. PLC的输入接口通常可以接收的信号类型是______。
A. 模拟信号B. 数字信号C. 模拟和数字信号D. 音频信号答案:B8. 电气控制中,接触器的主要作用是______。
A. 控制电压B. 控制电流C. 控制功率D. 控制频率答案:B9. PLC的输出接口通常可以控制的设备类型是______。
B. 继电器C. 显示器D. 以上都是答案:B10. 在PLC中,定时器的主要功能是______。
A. 计数B. 延时C. 计算D. 转换答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. PLC的输入输出接口通常分为______和______。
答案:数字输入接口;数字输出接口2. PLC的编程语言中,______是最基本的编程语言。
答案:梯形图3. 在电气控制中,______是用于保护电路的元件。
答案:熔断器4. PLC的扫描周期是由______决定的。
答案:CPU速度5. PLC的输出接口可以控制______,实现对机械设备的控制。
答案:继电器6. PLC的输入接口可以接收______信号,用于检测外部状态。
《自动控制原理》试题及答案(word版可编辑修改)

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《自动控制原理》试题及答案1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1),则该校正装置属于(B )。
3分2、在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是(A)3分3、在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的(D) 3分A是一种相位超前校正装置B能影响系统开环幅频特性的高频段C使系统的稳定性能得到改善D使系统的稳态精度得到改善4、用超前校正装置改善系统时,主要是利用超前校正装置的(A )3分5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为(B )9分6、设微分环节的频率特性为G(jω),当频率ω从0变化至∞时,其极坐标平面上的奈氏曲线是() 9分7、关于线性系统稳定性的判定,下列观点正确的是 ( )。
9分8、若两个系统的根轨迹相同,则有相同的( ) 9分9、关于系统零极点位置对系统性能的影响,下列观点中正确的是() 7分10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的( ) 2分11、若某最小相位系统的相角裕度γ〉0,则下列说法正确的是( )。
2分12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s,则该环节可看成由(D )环节组成。
2分13、主导极点的特点是(A )2分14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s,则其频率特性幅值A(ω)=()2分15、某环节的传递函数为K/(Ts+1),它的对数幅频率特性随K值增加而()2分16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1),则该可看成由(C )环节串联而成2分17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点,则该系统称作(B)2分18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1),则其频率特性的奈氏图终点坐标为( D)2分19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为( C)2分20、最小相位系统的开环增益越大,其()2分21、一阶微分环节G(s)=1+Ts,当频率ω=1/T时,则相频特性∠G(jω)为( )2分22、ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为( )2分23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5),则实轴上的根轨迹为(B)2分24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4)),则实轴上的根轨迹为( )2分25、某单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)=K/(s(s+1)(s+5)),当k=(C )时,闭环系统临界稳定.2分26、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是(B ) 2分27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时,系统的阻尼比为(B)3分28、控制系统的稳态误差ess反映了系统的(A)2分29、当二阶系统特征方程的根为具有负实部的复数根时,系统的阻尼比为(C)3分30、二阶系统当0<ζ〈1时,如果增加ζ,则输出响应的最大超调量将(B )3分。
自动控制考试题及答案

自动控制考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 自动控制系统中,开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于是否包含()。
A. 反馈环节B. 控制器C. 执行器D. 传感器答案:A2. 一个系统在单位阶跃输入作用下,稳态误差为零,该系统类型为()。
A. 0型B. 1型C. 2型D. 3型答案:B3. 在控制系统中,若系统的开环传递函数为G(s)H(s),则闭环传递函数为()。
A. G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]B. G(s)H(s)C. 1/[1+G(s)H(s)]D. G(s)H(s)/[1-G(s)H(s)]答案:A4. 对于一个二阶系统,其阻尼比ζ=0.5,自然频率ωn=4 rad/s,该系统的过渡过程为()。
A. 欠阻尼B. 临界阻尼C. 过阻尼D. 无阻尼答案:A5. 在控制系统中,若系统的开环传递函数为G(s)H(s),且已知G(s)H(s)=1/s(s+1),则系统的稳态误差为()。
A. 0B. 1C. 0.5D. 无法确定答案:B6. 在自动控制系统中,若系统的开环传递函数为G(s)H(s),且已知系统的稳态误差为零,则该系统为()。
A. 0型系统B. 1型系统C. 2型系统D. 3型系统答案:B7. 对于一个二阶系统,其阻尼比ζ=0.7,自然频率ωn=5 rad/s,该系统的过渡过程为()。
A. 欠阻尼B. 临界阻尼C. 过阻尼D. 无阻尼答案:A8. 在控制系统中,若系统的开环传递函数为G(s)H(s),且已知G(s)H(s)=1/s^2(s+2),则系统的稳态误差为()。
A. 0B. 1C. 0.5D. 无法确定答案:D9. 在自动控制系统中,若系统的开环传递函数为G(s)H(s),且已知系统的稳态误差为1,则该系统为()。
A. 0型系统B. 1型系统C. 2型系统D. 3型系统答案:A10. 对于一个二阶系统,其阻尼比ζ=0.9,自然频率ωn=6 rad/s,该系统的过渡过程为()。
电气控制PLC(本)1 期末考试试题及参考答案

电气控制PLC(本科)复习题1及答案一、选择填空题(共20分,每空1分)1、大多数PLC采用类似继电器控制电路的()图语言编程。
A、电路B、梯形C、继电特性 D 、传输特性2、PLC是采用()工作方式。
PLC在()阶段要进行输入刷新和输出刷新。
A 、并行,程序执行B、循环扫描,公共处理C、循环扫描,I/O刷新D、程序执行,扫描时间计算3、PLC在CPU和I/O之间采用光电隔离措施是有效的提高系统的()。
A、数据处理 B 、放大 C 、运算D、抗干扰4、PLC替代继电器控制系统电路的()A、控制电路部分B、主电路部分C、辅助电路部分D、后备电路部分5、在电动机的电气控制线路中熔断器起()保护作用,热继电器起()保护作用。
A、过流,过载B、短路,过载C、过压,过载D、短路,过流6、欧姆龙PLC主机按I/O点数分为10点、20点、30点、()点。
A、50B、60C、40D、357、欧姆龙PLC主机按使用的电源分为AC型和()型;按输出方式分为()型和晶体管型。
A、DC,继电器B、DC,接触器C、DC1 ,晶闸管D、DC1,IGBT8、PLC运行的顺序是“从()到(),从()到()”,逐一处理,扫描方式工作。
A、1,2,前,后B、1,2,上,下C、左,右,前,后D、左,右,上,下9、CMP1A系列40点的主机有()点外部输入中断功能。
编号为00003~00006。
A、5B、6C、3D、410、PLC对用户程序进行循环扫描的三个阶段为()阶段、()阶段、()阶段。
A、输入采样,程序执行,输出刷新B、输入采样,输出处理,输出刷新C、输入,放大,输出D、输入,放大,报警11、计数器指令的格式为CNT000SV000是编号,SV是操作数,若SV = (),表明000号计数器的设定值是200通道中的内容。
若SV=(),表明000号计数器的设定值是常数200。
A、200,#200 B、#200,200 C、000,#000 D、#000,000二、填空题(共分20分,每空1分)1、CMP1A系列40点的主机有()点外部输入中断功能。
2003年自动控制理论期末试题A

一、计算下列各小题(每小题10分,共40分)1、求图示电路系统的传递函数)()(S U S U i o 。
)(s U i )(s U o_ _2、如图所示结构图,(1)、画出对应信号流图;(2)求出传递函数。
3、已知某闭环传递函数为KKS SKS ++=Φα221)(其单位阶跃响应c(t)中的最大超调量38.25=P M %, 峰值时间s t p 2=,(1)、试求K ,α的数值;(2)试求单位阶跃响应的稳态值)(∞c 。
4、已知某闭环系统的特征方程为KS S S S ++++322234=0试确定使系统稳定K 的取值范围。
二、系统如图所示,输入)(1)(t t r =,(1)、试求输出)(t c ;(2)、试求稳态误差ss e ;(3)、欲使稳态误差为0,应采用什么措施?试说明之。
(15分)21SC三、已知单位反馈系统的开环传递函数分别为:(1);)()()(21++=S S S K S G K (2)))(()(21++=S S S KS G K ;试分别画出当K 变化时(K >0)闭环系统的根轨迹。
(15分) 四、已知单位反馈系统开环传函为22SS S G +=)(,(1)试求)(ωj G ,对数幅频特性)(ωL ;(2) 试求剪切频率c ω,相角裕度γ。
(10分)五、已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示,(1)试写出对应的传递函数;(2)闭环系统是否稳定?请简要说明理由。
(10分)六、试说明PD 控制和PI 控制各自的特点(10分)。
大学期末考试自动控制原理题集( 附带答案)

自动控制原理1一、 单项选择题(每小题1分,共20分)1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( C )A.系统综合B.系统辨识C.系统分析D.系统设计2. 惯性环节和积分环节的频率特性在(A )上相等。
A.幅频特性的斜率B.最小幅值C.相位变化率D.穿越频率3. 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( C )A.比较元件B.给定元件C.反馈元件D.放大元件4. ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为(A )A.圆B.半圆C.椭圆D.双曲线5. 当忽略电动机的电枢电感后,以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输入变量时,电动机可看作一个( B )A.比例环节B.微分环节C.积分环节D.惯性环节6. 若系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ,则它的开环增益为(C ) A.1 B.2 C.5 D.107. 二阶系统的传递函数52 5)(2++=s s s G ,则该系统是(B ) A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统8. 若保持二阶系统的ζ不变,提高ωn ,则可以(B )A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(,当频率T1=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为(A ) A.45° B.-45° C.90° D.-90°10.最小相位系统的开环增益越大,其( D )A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统 ( A )A.稳定B.临界稳定C.不稳定D.稳定性不确定。
12.某单位反馈系统的开环传递函数为:())5)(1(++=s s s k s G ,当k =( C )时,闭环系统临界稳定。
2003-2004学年度第一学期期末考试(必修)

2。
三、
写出下图指令系统。
(每题10分,共20分)
PLC控制,还需
五、设计控制一台电动机正反转的电气控制电路。
要求:
(1)可正反转;
(2)有短路和过载保护。
请画出主电路和控制电路。
(主电路6分,控制电路9分,共15分)
六、有一工业用洗衣机,其工作顺序如下:Array(1)启动按钮后给水阀就开始给水;
(2)当水满到水满传感器时就停止给水;
5S 然后反转5S 再正转5S …一共转5分钟;(4)出水阀开始出水;
(5)出水10S后停止出水,同时声光报警器报警,叫工作人员来取衣服;
(6)按停止按钮声光报警器停止,并结束整个工作过程。
请:
(1)设计I/O口;(5分)
(2)画出梯形图或状态图;(10分)
○
题
答
要
不
○
内
线
封
密
○。
哈工大自动控制元件本科期末试题.doc

哈工大 2007 年 秋 季学期自动控制元件及线路试 题题号 一 二 三 四五 六 七 八 九 十 卷面分 平时分 总分 满分值 20 20 810 20 10 12 得分值班学号 姓名一.(20分) 1.两台完全相同的永磁直流电动机的轴连在一起组成电动机-发电机组。
每台电机,电阻8a R =Ω,电感0.02H a L =,转动惯量32210kg m J -=⨯⋅。
(1)电动机电压120V m U =,电流10.25A m I =。
发电机不接负载,此时机组转速120rad/s ω=。
求发电机电枢电压1g U 和每台电机的空载阻转距f T 。
(2)电动机电压230V m U =,发电机电枢端接负载电阻160L R =Ω。
求机组转速2ω,电动机电流2m I ,发电机电枢电流2g I 。
(3)求电机本身的机电时间常数m τ、电磁时间常数e τ和传递函数(转角为输出量)。
2.输入信号是电枢电压a u ,输出信号是电机转角θ。
绘出直流电动机动态框图,标出)(s I a ,),(),(s T s E em a 及扰动力矩)(s T c 。
3.绘出直流电动机电枢控制的 机械特性曲线,标出理想空载 转速和堵转转矩,标出电动机、 发电机和反接制动状态。
4.在右侧3条去磁曲线上添写适当的材料名称。
5.为了获得大转矩,直流力矩电机电枢形状为( )。
设电枢体积、磁密、电流和导线总长度不变,用物理知识给予解释。
6.直流电机电枢绕组一般放在定子上还是转子上? 为什么这么安排?二.(20分)1.绘出异步电动机的等效电路并说明如何利用等效电路求电机电磁转矩。
2. 电机绕组通入交流电t I i ωsin 2=。
单相集中绕组产生( )磁场。
任一固定时刻,磁势在空间的分布波形是什么形状?( )。
单相分布绕组产生( )磁场。
任一时刻磁势在空间的分布波形是什么形状?( ) 注:磁场(椭圆旋转,圆形旋转,脉振,其它);分布波形(正余弦波,方波,阶梯波,三角波,其它)3. 一台三相异步电机额定转速是940r/min ,这是几极电机?说明理由并求转差率。
plc大学期末考试试卷和答案

plc大学期末考试试卷和答案**PLC大学期末考试试卷和答案**一、选择题(每题2分,共20分)1. PLC的全称是()。
A. 可编程逻辑控制器B. 可编程线性控制器C. 可编程逻辑计算机D. 可编程逻辑电路答案:A2. PLC的扫描周期包括()。
A. 输入采样、程序执行、输出刷新B. 输入采样、程序执行、输出处理C. 输入处理、程序执行、输出刷新D. 输入采样、程序处理、输出刷新答案:A3. PLC的输入/输出接口电路中,光电耦合器的主要作用是()。
A. 隔离B. 放大C. 转换D. 滤波答案:A4. PLC的程序存储器中存储的是()。
A. 程序代码B. 数据C. 系统软件D. 硬件配置信息答案:A5. 在PLC的编程语言中,梯形图的主要特点是()。
A. 易于理解B. 易于编程C. 易于调试D. 所有选项答案:D6. PLC的输出接口电路中,晶体管输出的主要特点是()。
A. 低电平输出B. 高电平输出C. 只能驱动直流负载D. 只能驱动交流负载答案:A7. PLC的输入接口电路中,如果输入信号是交流信号,则需要()。
A. 直接接入B. 通过继电器转换C. 通过整流电路转换D. 通过隔离电路转换答案:C8. PLC的程序执行过程中,如果遇到定时器指令,PLC会()。
A. 立即执行B. 跳过执行C. 延迟执行D. 随机执行答案:C9. PLC的网络通信中,Profibus是一种()。
A. 现场总线B. 以太网C. 串行通信D. 无线通信答案:A10. PLC的程序中,如果使用“AND”指令,那么输出结果为“1”的条件是()。
A. 所有输入都为“1”B. 至少一个输入为“0”C. 所有输入都为“0”D. 至少一个输入为“1”答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. PLC的英文全称是__________,中文全称是__________。
答案:Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器2. PLC的三个主要组成部分是__________、__________和__________。
2007-2008年自控期末试卷(答案)

2007—2008学年第1学期《自动控制原理》试卷专业班级姓名学号开课系室自动化系考试日期注意:答案写在背面或草稿页上均无效。
一、填空题(15分,每空0.5分)1、自动控制系统是指为了实现某种控制目的,将(被控对象)和(控制装置)按照一定的方式连接起来组成的有机整体。
2、自动控制系统的基本控制方式包括(开环控制)、(闭环控制)和(复合控制)。
3、线性连续定常系统按照输入量的变化规律不同可以划分为(恒值控制系统)、(随动控制系统)和程序控制系统。
4、自动控制系统的基本要求包括(稳定性)、(快速性)和(准确性)。
5、根据线性系统的(叠加)特性,当两个外作用同时加于系统所产生的总输出,等于各个外作用单独作用时分别产生的输出之和;为了简化研究工作,对控制系统的研究时其输入作用常取单位信号,这是利用线性系统(齐次)特性。
6、关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言,(极点)决定了描述系统自由模态,(零点)只影响各模态响应所占的比重系数,因而也影响响应曲线的形状。
7、二阶系统的单位阶跃响应,其输出响应的超调量只与(阻尼比ζ)有关,而与ω)无关。
(自然振荡频率n8、控制系统的根轨迹是关于(实轴)对称的,根轨迹曲线起始于(开环极点),终止于(闭环零点)。
9、系统的幅相特性曲线,是关于(实轴)对称的,故一般只绘制ω从0变化到∞的幅相曲线;系统对数频率特性曲线的横坐标是按照(logω)的线性刻度划分的,其1个单位长度对应频率变化(10)倍。
10、常用的系统校正方式包括(串联校正)、(并联校正)和(复合校正)。
11、计算机离散控制系统的分析设计采用的主要数学模型是(Z脉冲传递函数),采样功能是由其内部的(A/D和D/A转换器)完成的;12、非线性控制系统的主要分析方法包括(线性化)、(相平面)和(描述函数法)。
二、(10分)一个控制系统结构如图,求传递函数)()(s R s C解:采用梅逊公式计算 有3个回路,111H G L -=,222H G L -=,333H G L -= 【得2分】其中,31,L L 两个回路不相交,有313131H H G G L L = 【得1分】 所有,特征式为3131332211313211)(1H H G G H G H G H G L L L L L ++++=+++-=∆ 【得2分】 前向通道只有一个,且与三个回路都相交1,13211=∆=G G G P 【得2分】 所以,传递函数为3131332211321111)()(H H G G H G H G H G G G G P s R s C ++++=∆∆= 【得3分】三、(15分)单位负反馈系统的开环传递函数为:)125.0)(11.0()(++=s s s Ks G K ,试利用劳斯判据确定使系统闭环稳定的K 的取值范围。
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哈工大 2005 年 秋 季学期自动控制元件及线路试 题一.(20分) 1. 1台永磁直流力矩电机,反电势系数),rad/s V/( 2=e K 摩擦转矩mN2.0⋅=f T ,转动惯量3104-⨯=J kg •m 2,电感02.0=a L H 。
连续堵转时电流A 51=I ,电压V 201=U 。
(1)求机电时间常数m τ,电磁时间常数e τ,连续堵转的电磁转矩1T 。
(2)电枢电压2U =25V ,求起动时的输出转矩20T 和此电压对应的空载转速20ω。
(3)电机转速rad/s 103=ω,电磁转矩m N 23⋅=T 时,求电枢电压3U 和输出转矩30T 。
(4)写出该电机的传递函数)(/)(s U s a Ω。
2.输入信号是电枢电压a u ,输出信号是电机转角θ。
绘出直流电动机动态框图,标出)(s I a ,),(),(s T s E em a 及扰动力矩)(s T c 。
3.绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线,标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩,标出电动机、发电机和反接制动状态。
4.直流电动机的主要优点和缺点是什么?5.电机铁心多用硅钢片叠压而成。
采用片状材料的目的是什么?6.性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料?7.与直流伺服电动机相比,直流力矩电动机的e K 、t K 有什么特点?电枢的几何形状有什么特点?1.异步电动机等效电路图中s sr-1'2上的热损耗表示什么?2.简述两相对称绕组产生椭圆形旋转磁场的条件。
3画出两相电机幅相控制时的电路图。
3.磁场)sin(xtAF-=ω表示什么磁场?为什么?4.绘出圆形旋转磁场时异步电动机的两条典型机械特性曲线(转子电阻大和小)。
5.推导两相伺服电动机传递函数)(/)()(sUssGΩ=,并说明其中的参数与静态特性曲线的关系。
从基频向下变频调速时的机械特性。
7.异步电动机从基频向下变频调速时,若电压保持不变将产生什么现象?用公式说明。
8.一台三相异步电动机空载转速是1450 r/min,电源频率50 Hz。
这是几极电机?为什么?三、(7分)1.简述永磁同步电机同步运行时的工作原理,画出必要的图形,写出电磁转矩公式。
2.写出磁阻同步电动机电磁转矩表达式并说明参数的含义。
3.哪种同步电动机不加鼠笼绕组就能自行起动并具有较大的起动转矩?()绘出它的机械特性曲线。
1. 步进电动机转角的大小取决于控制脉冲的(),转速大小取决于控制脉冲的()。
控制脉冲频率增高,步进电机的负载能力下降,主要原因是:2.磁阻式步进电动机有A、B、C、D四相。
绘出A和B极下,当A通电,B通电,和AB通电时,定子、转子齿的相对位置。
3.磁阻式步进电动机小失调角时的传递函数(输出是转角θ)是:4.两相混合式步进电动机,产品说明书给出步距角为1.8°,若采用8细分驱动电路,步距角是()。
5.从用户使用角度看,在位置伺服系统中,全数字交流伺服系统与直流伺服电动机有什么不同之处?6.目前批量生产的无刷直流电动机(交流伺服电动机)常用的位置传感器有哪两类?1.画图解释传感器的重复性误差。
2.旋转变压器如右图。
完成原边补偿和副边补偿的连线。
电压有效值=UR13感应同步器鉴相型信号处理方式中,输出电压=e。
23.画出直流测速发电机理想输出电压与实际输出电压曲线,并在图中说明误差产生的原因。
4.光电增量码盘每转产生1000个脉冲,分辩率为。
增量码盘为什么用两个光电转换器而不是一个?增量码盘为什么要寻零?怎样寻零?5.画出采用电位器测量正、负位移的线路图。
6.螺杆型差动变压器用来。
输出电压表达式是。
7.热敏电阻传感器是根据(材料)电阻与温度之间的关系制成的。
它的主要优点是什么?输出时的输入电压如图。
设电流连续。
1)绘出输出电压u波形。
AB2)分别绘出电动机状态、发电机状态和轻载时电流i波形。
a3)0E,电动机状态,指出一周期内a电流流经的路线。
2.PWM功率放大器包括和两部分。
3.PWM电路中,提高频率将使晶体管功耗。
(1)减小(2)不变(3)增加。
4. 异步电动机变频器输出的电压是波形。
5.用数据说明线性功放的主要缺点。
1.写出阀控液压马达的传递函数,说明输入量和输出量的含义并说明传递函数参数的特点。
2.与电动机相比,液压动力机构的主要优、缺点是什么?3.标示出图示液压马达的旋转方向。
这是向式液压马达。
4.航天器中陀螺传感器有哪两项作用?5.图示为电容式微加速度传感器结构示意图。
简述工作原理。
若采用静电力平衡式的工作方式,解释“静电力平衡式的工作方式”,并说明它的优点。
1.求图示功率放大器的稳态放大系数=io u u2.两相绕组匝数都是W ,电流分别为)90sin(2sin 2 -==t I i t I i f c ωω,。
证明合成磁场是圆形旋转磁场。
(提示 )sin()sin(cos sin 2βαβαβα-++=)参考答案一、1.(1)33e1410s 510s 10N mmT ττ--=⨯=⨯=⋅,,(2)202012.3N m 12.3rad/s T ω=⋅=, (3)33024V 1.8N m U T ==⋅,(4)2()0.50.5()(0.041)(0.0051)0.000020.041a s U s s ss s Ω=≈++++2.框图如下。
3.特性曲线如下。
4.优点:力矩大,控制容易。
缺点:有机械换向器,有火花,摩擦大,维护较复杂,价高,结构复杂。
5.减小涡流损耗。
6.钕铁硼。
7.e t K K 、大,电枢扁平状。
二、1.电机一相绕组产生的机械功率。
2.两相电流相位差:090θ<< 两相电压相位差90º,幅值不等。
3.5.d (,)d T J U T t ωωω==⇒,()()()1s U G s U s J s Tωω∂Ω∂==∂-+∂:U ω∂∂调节特性斜率。
:Tω∂∂机械特性斜率。
6. 特性曲线见图。
7. 4.44U E fW Φ≈= 电机额定工作状态时铁心磁密接近饱和,如图。
U 不变,f I ↓⇒Φ↑⇒↑↑。
电流过大,电机过热损坏。
8. 4极,6021500r/min s s f n p n p ==⇒=,三、1.sin em T K θ=2.工作原理见图。
()sin 2m q m d T K R R θ=-m q m d RR 、:交轴和直轴磁阻。
3.磁滞同步电机。
特性曲线见图。
四、1.个数;频率;绕组电感的影响。
2.3 2m rm rT z JT z Bs s J J ++4.0.225º5.数字交流伺服系统:控制简单,用脉冲做输入信号,直接控制位置。
内部结构复杂,产生高频电压扰动。
直流电动机:需要另外配置传感器,功率放大器,补偿电路组成系统。
6.霍尔元件;旋转变压器,光电码盘。
五、1.输入按同一方向多次变化时的误差。
2. 13cos R U K θ=2sin()m e e kU t ωθ=+3.曲线见图。
4.0.36º。
辨别转动方向。
寻找转角的基准位置,以便求绝对位置。
无限位时,开机后向某一方向转动,直到产生零位脉冲。
有限位时,开机后向一方向转动,找不零位时再反转。
5.线路见图。
6.测线位移。
u K x =。
7.半导体(金属氧化物)。
灵敏度高,热惯性小,体积小,价格低。
六、1.(1),(2)波形见图。
(3)1140:D t U T A B T →→→→→ 地123:D t T D A B D U →→→→→ 地2.脉宽调制器;开关放大器。
3.增加。
4.SPWM5.效率低,晶体管功耗大,不能输出大功率。
例如,电源电压50V,电流20A ,功率1000W。
电机电压10V,晶体管管耗2040800W ⨯=。
1222()(1)()()2(1)L K X s K Ts T s s s s s ζωω-+Θ=++θ:输出,转角。
x :输入、滑阀位移。
L T :外负载力矩。
特点:2K 小,刚度大。
ζ小,阻尼小,不利。
非线性严重,某些参数变化大。
2.优点:力矩大;尺寸小,重量轻;刚度大。
缺点:需要专门液压源;漏油;维护麻烦。
3.轴;柱塞。
顺时针转动,见图。
4.测运动体的角位置和角速度。
5.加速度使质量块产生位移。
SC εδ=,δ变化,引起电容变化,测出电容可知位移δ和加速度。
静力平衡:加电压,静电力使质量块不动,由电压可知加速度。
优点:灵敏度高,精度高。
八、1.232312oi u R R R uR R R +=⋅+ 2. sin()sin()22c F kW I t x kW It x ωω=++-sin()sin()22sin()f c f F kW I t x kW I t x F F F I t xωωω=-++-=+=-。