第二学期自动控制原理平时作业答案
华工 自动控制原理平时作业 参考解答过程
自动控制原理作业1．试将下列系统的结构图化简（本题10分）（说明：本题考查对第二章第三节系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）2. 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）()(1)(4)K K G s s s s =++ （说明：本题考查对 第三章第一节 劳斯稳定判据的理解和应用，可参见课本67页例题3-6。
一样的求解思路）3.已知单位负反馈系统开环传递函数210()+（s 2）=G s s 。
（本题20分） 1）试判断该系统属于几型系统。
2）系统的开环放大系数K 是多少？3）试判断该系统是否稳定。
4）试求在输入信号2()5=r t t 作用下，系统的稳态误差是多少。
（说明：本题考查对第三章第六节 稳态误差相关知识的理解和计算。
可参见课本105页表3-6的总结及例题3-16。
）4. 某单位负反馈系统的开环传递函数如下，试求解以下性能指标：峰值时间p t ，调解时间s t ，超调量%σ。
（本题15分） ()10() 3.16G s s s =+5. 已知某系统的开环传递函数10()(21)(81)k G s s s =++，试绘制系统的对数幅频特性图，要求画图标明转折频率及斜率变化，必过点等必要数据，给出必要的计算过程与说明。
（本题15分）（说明：本题考查对 第五章第四节 系统开环频率特性的绘制要点，可参见课本213~217页，对绘制步骤有详细的说明，绘制要点是确定低频渐近线斜率、转折频率、及转折后斜率的变化量。
可参看课本作业题5-8。
一样的求解思路）6. 已知系统的开环传递函数()(1)(5)g k K G s s s s =++，绘制该系统的根轨迹。
（本题10分） （说明：本题考查对 第四章第二节 系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本141~155页的内容和例题4-4,4-14等。
自动控制原理课后习题答案共22页
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
山东建筑大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理
山东建筑大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理一、单选题1．下面哪种控制属于自动控制（） [单选题]A．自行车速度控制B．收音机音量控制C．汽车驾驶控制D．空调器的温度控制(正确答案)2．下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（） [单选题]A．稳定性B．复现性(正确答案)C．快速性D．准确性3．下列常用来描述静态特性的数学模型是（） [单选题]A．微分方程B．代数方程(正确答案)C．差分方程D．传递函数4．指数函数.其拉氏变换为（） [单选题]A. 1B.(正确答案)C.D5．典型的二阶振荡环节的传递函数为（）。
[单选题]A.(正确答案)B.C.D.6．下列不属于动态性能指标的是（） [单选题]A稳态误差(正确答案)B上升时间C峰值时间D最大超调量7．不属于控制系统设计过程步骤的是（） [单选题]A根据需要制定技术指标B根据技术指标设计若干解决方案C根据理论分析选择解决方案(正确答案)D对所选择方案做细节设计8．系统的闭环传递函数为，则系统的极点为（）。
[单选题]A.B.(正确答案)C.D.9．根轨迹的分支与（）数目相等。
[单选题]A开环极点(正确答案)B闭环极点C开环零点D闭环零点10．某环节传递函数，则其频率特征的奈奎斯特图终点坐标为（）。
[单选题] A.B.C.D.(正确答案)11．下面哪种控制属于人工控制（） [单选题]A导弹飞行控制B 汽轮机的转速控制C 人造卫星控制D汽车驾驶控制(正确答案)12．自动控制系统不稳定的过渡过程是（）。
[单选题]A.发散振荡过程(正确答案)B.衰减振荡过程C.单调过程D.以上都不是13．下列不是用来描述动态方程的数学模型是（） [单选题]A差分方程B传递函数(正确答案)C状态方程D代数方程14．最大超调量的大小直接描述了系统的（） [单选题]A快速性B准确性C相对稳定性(正确答案)D鲁棒性15．一阶系统的放大系数K越大，则其（）。
自动控制原理课后习题答案.docx
(西安电子科技大学出版社)习题2-1试列写题2-1图所示各无源网络的微分方程.M 0= 2.39VJ 11= 2.19X 10∙A ,试求在工作点(w 0, i 0｝附近方=/(〃，的 规性化方程。
2-7设晶网管三相桥式全控整漉电路的怆入房为控制角α,输出r 为空战整流电压口,它们之间的 关系为 式中,U ⑷是整流电压的理想空竣(«•试推导其线性化方程式.2-8 ∙系统由如下方程祖组成，其中Xr(S)为输入，XKS)为输出，试绘制系统构造图，并求出闭 环传递函数。
2-9系统的微分方程组如下其中r 、K l . K- K 、、/、K 、、T 均为正常数，试建设系统构造图，并求系统的传递函数C(S)/R(s).图2-2图有双M 冷 ⑵(W <»U.之间的关系为i* =l0P(e""∕0.026-l),假设系统工作点在 2-6如题2∙6图所示电路，.极耳啦J4非钻盛曲F ，其电流L 和电压2-10试化简即2-10图所示的系统构造图.并求传递函数C(S)11R(S), K(S) C(S)/ C(S) R(S) 筑书规图所材 Gl C(S) G,卡G 5佛与函数 国S) C(S) G) 5 “七； Hl 弟统 £(S) M(S)2-16零初 设某 2-17 g (t) = 7-5e 6f . 咫2∙ 15图求系统 的传速函数, 始条件下的输出响试求该系统的传递 2-18系统的 W'> I 控制系统构造t f 1*1 2-16 W 系统构造图 R(S) ΛU) 2-15 E(S) C (Λ I I - L_rτ∏J ∙13图 系统G:" r ,(5) E(S)凤 F) R ⑸M ⑸松) ⅛4和脉冲响应函数, 单位脉冲响应为。
~ 第二学期自动控制原理平时作业答案
1． 试将下列系统的结构图化简，求传递函数（本题10分）（说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）答案：方框图化简过程如下：2. 已知单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）()(1)(5)=++K KG s s s s解：系统的特征方程为：(1)(5)+0++=s s s K ，即：05623=+++K s s s 。
分）1）试计算该系统的性能指标：稳态值、超调量； 2）试确定系统参数K 1，K 2和a 。
5.已知某系统的开环传递函数为：()()()0.010.1251()1010.051+=++sG ss s（本题20分）1）试求解系统的转折频率；低频渐近线斜率等参数；2）绘制系统的对数幅频特性图；要求标明转折频率及斜率，幅值等必要数据。
解答：因为系统是0型系统，因此低频渐近线斜率为0；系统有3个转折频率，分别是：1231/10=0.1,1/0.125=8,1/0.05=20ωωω===； 系统的两个惯性环节对应的转折频率后，斜率变化为-20dB,即下降20dB 。
微分环节对应的转折频率后，斜率变化为+20dB,即上升20dB 。
第四章第二节系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本8.简答题（本题10分）1）自动控制系统主要包括开环系统和闭环系统两种，请简述二者的区别和各自的优缺点。
解答：开环控制系统只包括前向通路，没有反馈通路。
因此控制精度较差，控制效果一般，但是结构简单，成本低，一些简单的控制系统仍然采用该种方式进行控制。
闭环控制系统包括反馈通路，通过反馈图通路进行消除误差的调解。
因此该系统控制性能更好，精度更高，系统更加稳定，但是由于增加了反馈通路，因此系统较开环系统负责，设备成本高。
自动控制原理课后习题答案
自动控制原理课后习题答案自动控制原理课后习题答案自动控制原理是一门应用广泛的学科，它研究如何利用各种控制方法和技术，使得系统能够自动地实现预期的目标。
在学习这门课程的过程中，我们常常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些常见的自动控制原理课后习题的答案。
1. 什么是反馈控制系统？它的优点是什么？反馈控制系统是指通过测量系统输出信号，并将其与预期的参考信号进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整的控制系统。
其优点包括：能够减小外部干扰对系统的影响，提高系统的稳定性和鲁棒性；能够根据系统实时的状态进行调整，使得系统能够更好地适应变化的工作环境；能够实现对系统输出的精确控制，提高系统的性能。
2. 描述比例控制器、积分控制器和微分控制器的工作原理。
比例控制器根据系统输出信号与参考信号的差异，按照一定的比例关系进行控制输出。
其工作原理是通过调节控制器输出信号与系统输入信号之间的比例关系，来实现对系统的控制。
积分控制器根据系统输出信号与参考信号的差异的积分值，进行控制输出。
其工作原理是通过积分计算，将系统输出信号与参考信号之间的差异进行累加，然后根据累加值来调节控制器输出信号，以实现对系统的控制。
微分控制器根据系统输出信号与参考信号的差异的变化率，进行控制输出。
其工作原理是通过对系统输出信号与参考信号之间的差异进行微分计算，然后根据微分值来调节控制器输出信号，以实现对系统的控制。
3. 什么是PID控制器？它的控制算法是怎样的？PID控制器是一种常用的控制器，它由比例控制器、积分控制器和微分控制器组成。
其控制算法是根据系统输出信号与参考信号的差异，按照比例、积分和微分的方式进行控制输出。
PID控制器的控制算法可以表示为：输出信号= Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，Kd为微分增益，e(t)为系统输出信号与参考信号的差异，de(t)/dt为差异的变化率。
自动控制原理课后答案(1)
自动控制原理课后答案1. 控制系统基础知识1.1 什么是控制系统？控制系统是由一个或多个控制器、执行器和传感器组成的系统，用于实现对被控对象的控制和调节。
它的基本原理是通过传感器采集被控对象的状态信息，经过控制器进行处理和计算，再通过执行器对被控对象进行控制。
1.2 控制系统的分类控制系统可以按照不同的标准进行分类，主要有以下几种分类方法：•按照控制方式：开环控制系统和闭环控制系统•按照控制对象：连续控制系统和离散控制系统•按照系统结构：单输入单输出系统和多输入多输出系统•按照控制策略：比例控制系统、积分控制系统和微分控制系统2. 反馈控制系统2.1 开环控制系统和闭环控制系统的区别是什么？开环控制系统和闭环控制系统是两种常见的控制系统结构。
它们的主要区别在于是否包含反馈回路。
在开环控制系统中，控制器的输出信号不依赖于被控对象的反馈信号，而是仅通过传感器对被控对象进行监测。
这种控制方式简单直接，但容易受到外界扰动和参数变化的影响，控制效果不稳定。
闭环控制系统中，除了传感器采集被控对象的状态信息外，还将反馈信号作为输入信号送回给控制器进行处理，并对输出信号进行调节。
这种方式可以通过对反馈信号的比较和处理，实现对系统的自动调节和稳定控制。
2.2 闭环控制系统的主要特点是什么？闭环控制系统相比开环控制系统具有以下几个主要特点：•自动调节能力：通过反馈信号的比较和处理，闭环控制系统可以自动调节输出信号，使得系统能够快速而准确地响应外界变化和扰动，保持稳定运行状态。
•鲁棒性：闭环控制系统能够抵御外界扰动和参数变化的影响，具有一定的鲁棒性。
•稳定性：闭环控制系统通过反馈机制可以实现稳定控制，保持系统的稳定运行状态。
•精度高：闭环控制系统通过不断的调节和校正，可以实现对被控对象的精确控制，并且控制精度高。
3. 控制器的基本原理3.1 比例控制器的工作原理是什么？比例控制器是一种简单的控制器，它的输出信号与误差信号成正比。
自动控制原理课后习题及答案
第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+（4）()2()()sin dy t y t u t t dt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++=（6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du t y t u t u t dtdt =++⎰解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答： 1 开环系统(1)长处 :构造简单，成本低，工作稳固。
用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时，可获得满意的成效。
(2)弊端：不可以自动调理被控量的偏差。
所以系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2闭环系统⑴长处：不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去消除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调理的控制系统。
在实质中应用宽泛。
⑵弊端：主要弊端是被控量可能出现颠簸，严重时系统没法工作。
1-2什么叫反应？为何闭环控制系统常采纳负反应？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。
闭环控制系统常采纳负反应。
由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。
比如，一个温度控制系统经过热电阻（或热电偶）检测出目前炉子的温度，再与温度值对比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类（线性，非线性，定常，时变）？2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )（1）dt 2 dt dt（2） y(t ) 2 u(t)（3）t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )（4）dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) （5）dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt（6）dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt（7）dt解答： （1）线性定常（2）非线性定常 （3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图， 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必定的高度。
(完整版)自动控制原理习题及答案.doc
第一章 习题答案1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图(1) 将a,b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；（2） 画出系统方框图。
解 (1)负反馈连接方式为:d a ↔，c b ↔；(2）系统方框图如图解1—1 所示。
1—2 题1—2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后,驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之,当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如图解1—2所示。
1—3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
题1-3图 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。
f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u .此时,0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值.这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升,直至T °C 的实际值等于期望值为止。
自动控制原理习题参考答案
参考答案第一章1.这里给出一些常见的控制系统框图。
开环控制的有：水泵抽水控制系统（图1-1）；家用窗帘自动控制系统（图1-2）；宾馆自动门控制系统（图1-3）；楼道自动声控灯装置（图1-4）；游泳池定时注水控制系统（图1-5）。
图1-1 水泵抽水控制系统图1-2 家用窗帘自动控制系统图1-3 宾馆自动门控制系统图1-4 楼道自动声控灯装置图1-5游泳池定时注水控制系统闭环控制系统的有：家用压力锅（图1-6）；投篮过程（图1-7）；供水水箱的水位自动控制系统（图1-8）；加热炉的温度自动控制系统（图1-9）；抽水马桶的图1-6 家用压力锅的控制图1-7 投篮过程图1-8 供水水箱的水位自动控制系统图1-9 加热炉的温度自动控制系统图1-10抽水马桶的自动控制系统2.教学过程为一个人工闭环自动控制系统。
当学生的实际水平与教学大纲要求一致时，通过作业、答疑等环节反映出来，系统偏差为零，教师只需按正常方式授课即可；当学生的实际水平与教学大纲要求不一致时，通过作业、答疑等环节反映出来，系统存在一定偏差，教师需要调整教学方式，直至消除偏差，使学生的实际水平与教学大纲要求达到一致。
3.本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过3R和4R分压后与稳压管的电压wU比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极电流增大，集电极电流随之增大，降在c R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。
反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。
对于本题，可画出方框图如图1-11所示。
图1-11晶体管稳压电源方框图该直流稳压电源为反馈控制。
实际输出电压2U 由3R 和4R 组成的分压器检测出来，与给定值W U 进行比较，产生的偏差电压1V 进行放大，作用于2V ，由2V 对输出电压进行调整。
这里的偏差电压仅随2U 变化，由1V 反相放大后产生c U ，这是系统的控制量。
自动控制原理 课后习题答案2.doc
第1章控制系统概述【课后自测】1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统，说明它们的工作原理并比较开环控制和闭环控制的优缺点。
解：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，根据自己的经历，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响到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。
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〔反响蓄水量〕。
水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门〔即反响至输入端〕，控制供水量，形成闭环控制。
当水位到达蓄水量上限高度时，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，通过杠杆翻开供水阀门，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。
开环控制和闭环控制的优缺点如下表1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用是什么？解：自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反响元件、比较元件、放大元件和执行元件。
各个根本单元的功能如下：〔1〕被控对象—又称受控对象或对象，指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。
〔2〕给定元件—可以设置系统控制指令的装置，可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。
〔3〕检测反响元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量，再反响到系统输入端作比较，一般为各类传感器。
〔4〕比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进展比较，分析计算并产生反响两者差值的偏差信号。
常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。
〔5〕放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱缺乏以驱动执行元件动作时，可通过放大元件将微弱信号作线性放大。
《自控理论》平时作业答案
《自控理论》平时作业一、 简答题（总分100分）1. 已知系统结构图如下图所示,要求通过简化(结构图化简或信流图)求出系统的传递函数Y(S)/R(S)。
答：简化过程如下：（1）合并23G G 、两串联块后得到下图：（2）消去2H 反馈回路得到下图：(3) 合并 1G 与 232321G G G G H 两串联块后得到下图（4）消去 1H 反馈回路后得到下图（5）消去单位反馈回路后得到下图由最终的方块图可知系统的传递函数1232321231123()()1G G G Y S R S G G H G G G H G G G =+-+2. 设系统的开环幅相频率特性如下图所示,试判断系统的稳定性。
图中p 表示系统开环极点在右半面上的数目。
若闭环系统不稳定,试计算在右半s 面的闭环极点数.。
答：由乃奎斯特判据，一个系统稳定的必要和充分条件是0z p N =-=，其中p 为系统在右半平面上的极点数，N 为开环乃奎斯特图绕（-1，j0）点逆时针转的圈数。
显然开环乃奎斯特图并不绕（-1，j0）点旋转，因此0N =，又已知0p =，因此系统稳定。
3． 推导下图所示的一个负反馈连接的系统其等效传递函数。
答：根据负反馈简化规则：R(s) Y(s)4. 已知系统开环传递函数为,试画出系统的对数幅频特性曲线图。
答：系统的幅频特性2100|()|3119G j j ωωω==++，其对数幅频特性图的低频段渐近线为0lim20lg |()|20lg10040G j dB ωω→==的水平直线，高频段为斜率20dB -的直线，转角频率13T ω=，系统的对数幅频特性曲线的渐近线画法如下Y(X) = G(s)R(S) 1-G(s)H(s)G(s)/1-G(s)H(s)。
自动控制原理及其应用课后习题解答
创意母亲节贺卡的制作方法嘿，朋友们！母亲节快到啦，是不是在想送啥礼物能让咱妈开心呀？别愁啦，咱一起来做张创意十足的母亲节贺卡吧！先准备好材料哟，彩纸、剪刀、胶水那是必不可少的。
咱就像大厨准备食材一样，得把家伙事儿都备齐咯。
然后呢，挑一张妈妈喜欢的颜色的彩纸当贺卡的底色。
这就好比给咱的作品搭个舞台，得让主角闪亮登场呀！把彩纸对折一下，这就是贺卡的基本样子啦。
接下来，发挥你的想象力啦！可以剪一些小花朵、小星星啥的贴在上面。
嘿，这就像给舞台装饰上漂亮的道具，让它变得美美的。
或者画一些可爱的图案，比如妈妈喜欢的小动物呀。
咱再写点温馨的话，就像给妈妈送上一碗暖暖的心灵鸡汤。
告诉妈妈你有多爱她，多感激她。
这可比啥礼物都珍贵呢！想象一下，妈妈收到你亲手做的贺卡，那脸上的笑容得有多灿烂呀！这张贺卡可不只是一张纸，那是你满满的爱呀。
就像盖房子一样，一砖一瓦地用心去搭建。
每一个细节，每一笔一划，都是你对妈妈的深情。
可以在贺卡里藏点小惊喜哟，比如一张你们的合影，或者妈妈喜欢的小饰品。
这就像在蛋糕里藏了颗甜蜜的糖果，等妈妈发现的时候，哇，那惊喜感爆棚呀！还可以用一些亮晶晶的贴纸，让贺卡闪闪发光，就像妈妈在你心里的地位一样耀眼。
做这张贺卡的时候，你就想着妈妈对你的好，她的笑容，她的拥抱，她做的美味饭菜。
把这些温暖的回忆都融入到贺卡里。
别小看这张小小的贺卡，它可是有着大大的能量呢。
它能让妈妈感受到你的爱，你的用心，你的在乎。
所以呀，赶紧动起手来，为妈妈制作一张独一无二的创意母亲节贺卡吧！让妈妈过一个特别的母亲节，让她知道，她是这个世界上最棒的妈妈！。
青岛农业大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理练习
青岛农业大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理练习1. 根轨迹终止于 [单选题] *A.开环极点B.闭环零点C.开环零点(正确答案)D.闭环极点2. 已知时间函数，则其拉氏变换F ( s ) 是 [单选题] *A.B.(正确答案)C.D．3. 自动控制系统正常工作的先决条件是 [单选题] *A.稳定性(正确答案)B.动态特性C.稳态特性D.精确度4. 传递函数的拉氏反变换是 [单选题] *A.单位阶跃响应B.单位加速度响应C.单位斜坡响应D.单位脉冲响应(正确答案)5. 微分环节的传递函数为 = KS ，则对应的微分方程为 [单选题] *A.B.C.D.(正确答案)6. 一阶系统的单位阶跃响应曲线随时间的推移 [单选题] *A.上升(正确答案)B.下降C.不变D.无规律变化7. 超前校正是用于提高系统的稳定裕量，加快系统的 [单选题] *A.动态响应(正确答案)B.阶跃响应C.稳定响应D.稳态响应8. 已知ℒ[f(t)]=F(s),则ℒ[3f(t)]为 [单选题] *A.3 F(S)(正确答案)B.C.D9. 在加速度信号作用下，设系统的开环增益为K，Ⅰ型连续控制系统的静态加速度误差系数Ka为 [单选题] *A∞BC0(正确答案)D10. 若二阶系统的单位阶跃响应为单调发散，则系统具有 [单选题] *A.两个正实部的特征根B.两个正实根(正确答案)C.两个负实部的特征根D.一对纯虚根11. 微分环节S的对数幅频表达式L(ω)= [单选题] *A.20Lg ω(正确答案)B.Lg ωC.- 20Lg ωD.- Lg ω12. 比例积分(PI)控制器的传递函数GC(S)= ，它是一种 [单选题] *A.滞后校正装置(正确答案)B.滞后—超前校正装置C.超前—滞后校正装置D.超前校正装置13. 设系统的开环增益为K，在斜坡信号输入作用下，Ⅰ型连续控制系统的稳态误差ess= [单选题] *A 0B.(正确答案)CD∞14. 设系统的开环增益为K，则在阶跃信号作用下，0型连续控制系统的静态位置误差系数KP= [单选题] *A.∞B.C.0D.(正确答案)15. 在加速度信号作用下，设系统的开环增益为K，0型连续控制系统的静态加速度误差系数Ka = [单选题] *A.∞B.C.0(正确答案)D.16. 已知ℒ[f(t)]=F(s),则ℒ[ f(t)]为 [单选题] *A.5 F(S)B.- 5 F(S)C.F(S+5)(正确答案)D. F(S-5)17. 系统的开环传递函数为G(S)= ，则系统的根轨迹增益为 [单选题] *A.2B.3C.5(正确答案)D.7.518. 滞后校正是用于提高系统的开环增益，改善系统的 [单选题] *A.瞬态性能B.阶跃性能C.稳定性能D.稳态性能(正确答案)19. 在伯德图中反映系统抗扰性能主要是 [单选题] *A.中频段B.低频段C.高频段(正确答案)D.中、高频段20. 一般来说,提高系统的开环增益会导致系统的 [单选题] *A.幅值裕度增加,相角裕度增加B.幅值裕度减小, 相角裕度减小(正确答案)C.幅值裕度增加, 相角裕度减小D.幅值裕度减小, 相角裕度增加21. 控制系统的性能一般从▲、快速性、准确性三个方面来评价。
自动控制原理课后答案
自动控制原理课后答案第一章1.1 控制系统基本概念1.控制系统是由_____组成的。
答：控制器、被控制对象、反馈元件和参量元件。
2.什么是闭环控制系统？答：闭环控制系统是用反馈元件来不断地比较被控对象的输出信号与期望值之间的误差，并产生控制信号对被控对象进行校正的控制系统。
1.2 控制系统的基本组成1.控制器有哪些基本组成部分？答：控制器由输入、输出、执行器、控制器处理部分和控制算法部分组成。
2.什么是执行器？答：执行器是指负责根据控制器输出的控制信号对被控对象进行调节的装置，如电机、电磁阀等。
2.1 控制系统的数学模型1.什么是控制系统的数学模型？答：控制系统的数学模型是描述控制系统行为的方程或函数关系。
2.控制系统的数学模型可以分为哪两种？答：控制系统的数学模型可以分为时域模型和频域模型。
2.2 传递函数和状态空间模型1.传递函数和状态空间模型有什么区别？答：传递函数主要描述了控制系统的输入和输出之间的关系，而状态空间模型则描述了控制系统内部各个元件之间的状态和状态变化关系。
2.什么是传递函数？答：传递函数是指在控制系统中，输出信号与输入信号之间的关系。
3.1 控制系统的稳定性1.控制系统的稳定性是指什么？答：控制系统的稳定性是指当控制系统受到外部扰动或参数变化时，系统能够保持有限的响应，并最终趋于稳定的能力。
2.控制系统稳定性的判断方法有哪些？答：控制系统稳定性的判断方法主要有时域判据、频域判据和根轨迹法等。
3.2 稳定性判据1.什么是时域稳定性判据？答：时域稳定性判据是通过观察系统的输出响应来判断控制系统的稳定性。
2.什么是频域稳定性判据？答：频域稳定性判据是通过分析系统的频率响应来判断控制系统的稳定性。
第四章4.1 根轨迹法1.什么是根轨迹？答：根轨迹是描述控制系统极点随参数变化而在复平面上运动轨迹的曲线。
2.根轨迹法的应用有哪些？答：根轨迹法可以用于控制系统的稳定性分析和系统设计。
4.2 根轨迹的绘制方法1.根轨迹的绘制步骤有哪些？答：根轨迹的绘制步骤主要包括确定开环传递函数的特征方程，并求得其根，然后根据根的位置绘制出根轨迹。
自动控制原理课后习题答案
• 1、什么叫控制系统？
• 简答：控制系统是由动态被控对象和控制机构等独立体（单元）有机结合，实现某种控制 目的的综合体。
•
• • •
2、什么是反馈控制？反馈控制原理？
简答：①从被控对象获取信息，并将其作为调节被控量的作用馈送给被控对象，参与形成 控制作用的控制方法。 ②将从被控对象检测出来的输出量馈送到输入端，并与输入信号比较形成控制作用 的控制方法。 反馈控制原理-通过反馈信息形成反馈控制作用的原理，称为反馈控制原理。
劳斯表第1列全为正数，系统稳定；变符号0次，右半复平面有根0个。
(c) s6+4s5-4s4+4s3-7s2-8s+10=0
1 4 -1 0(-4) -1 -1 4 -4 4 -1 0(-2) 4 -7 -8 2 一行同乘4/20 辅助多项式-s4-s2+2 一行同乘4/2 一行同乘1/18 10
a.输入量：体现引起运动原因的物理量。本例中 u（t）是输入量。 b.特征受控量：体现运动特征的物理量。本例中 电流i(t)、uc(t)是受控量。 c.输出量uc(t) ：需要重点研究的受控量（个数 非唯一）。 d.中间变量i(t) ：某些受控量选为输出量后， 其余的受控量就视作中间变量。
R i(t)
L uc(t)
输 出
+ + _ y _
_
di U （ t ) L Ri u C dt
iC
2
(2.2.2) (2.2.3)
2、按照机理分析法建微分方程：
根据电路定律写出单体微分方程式（2.2.2）和 （2.2.3）。把特征受控量uc(t)选作输出量，依 据式（2.2.2）和（2.2.3），消除中间量i(t) ， 则可得到输入输出微分方程（2.2.4）。 3、利用Laplace变换求出传递函数
自动控制原理第二版课后习题参考答案
自动控制原理第二版课后习题参考答案2-1 (a)()()1121211212212122112+++⋅+=+++=CS R R R R CS R R R R R R CS R R R CS R R s U s U (b)()()1)(12221112212121++++=s C R C R C R s C C R R s U s U 2-2 (a)()()RCs RCs s U s U 112+=(b) ()()141112+⋅-=Cs R R R s U s U (c)()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=141112Cs R R R s U s U 2-3 设激磁磁通f f i K =φ恒定()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++=Θφφπφm e a a a a m a C C f R s J R f L Js L s C s U s 2602 2-4()()()φφφπφm A m e a a a a m A C K s C C f R i s J R f L i Js iL C K s R s C +⎪⎭⎫⎝⎛++++=260232-5 ()2.0084.01019.23-=⨯--d d u i 2-8 (a)()()()()3113211G H G G G G s R s C +++=(b)()()()()()31243212143211H G H G G G H G G G G G G s R s C +++++=2-9 框图化简中间结果如图A-2-1所示。
图A-2-1 题2-9框图化简中间结果()()()()52.042.018.17.09.042.07.023++++++=s k s k s s s R s C 2-10()()4232121123211G H G G H G G H G G G G s R s C ++-+=2-11 系统信号流程图如图A-2-2所示。
图A-2-2 题2-11系统信号流程图()()()()2154214212654212215421421321111H H G G G G G G G H G G G G G s R s C H H G G G G G G G G G G s R s C -++=-++=2-12 (a)()()()adgi abcdi agdef abcdef cdhs R s C +++-=11(b)()()()1221211222112++++=s C R C R C R s C R C R R s R s C 2-13 由选加原理,可得()()()()()()[]s D H G G s D G s D G s R G G G H G H s C 3121221221221111--+++=第三章3-1 分三种情况讨论 (a) 当1>ζ时()()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----+-=-+-=---=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛---221221222211112121,122ζζζζωζωζωζζωζζωζζωζζt t n n nn n n e e t t c s s (b) 当10<<ζ时()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-=---+---=-+-=---=---22222222222121121sin 1121sin 1211cos 221,1ζζζωζωζωζωζωζζωζωζωζωζζωζζζωζωζωarctg t et t e t et t c j s j s n tnnn t nn tnnn n n n n(c) 当1=ζ时设系统为单位反馈系统,有()()()()()2222nn n r s s s s R s c s R s E ωζωζω+++=-= 系统对单位斜坡输入的稳态误差为 ()nn n n s sr s s s s s s im e ωζωζωζω22212220=+++⋅⋅=→ 3-2 (1) 0,0,50===a v p K K K (2) 0,,==∞=a v p K K K K(3) 10,,K K K K a v p =∞=∞= (4) 0,200,==∞=a v p K KK K 3-3 首先求系统的给定误差传递函数()⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-=-t e t t c s n t n n nn 21222,1ωωωωω()101.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()0)101.0()12.0(20)101.0(2lim lim 1.0)101.0()12.0(10lim lim 0101.0)11.0(lim lim 32220220222001200=+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s e s s e s(1) 0)(R t r =，此时有0)()(,)(0===t r t r R t r s s s ，于是稳态误差级数为()0)(0==t r C t e s sr ，0≥t(2) t R R t r 10)(+=，此时有0)(,)(,)(110==+=t r R t r t R R t r s s s ，于是稳态误差级数为()1101.0)()(R t rC t r C t e s s sr =+= ，0≥t (3) 221021)(t R t R R t r ++=，此时有t R R t rt R t R R t r s s 212210)(,21)(+=++= ，2)(R t r s = ，于是稳态误差级数为())(1.0)(!2)()(21210t R R t r C t rC t r C t e s s s sr +=++= ，0≥t 3-4 首先求系统的给定误差传递函数()5001.0)11.0()(11)()(2+++=+==Φs s s s s G s R s E s e 误差系数可求得如下()()()232220220222001200050098)5001.0()12.0(1000)5001.0(100lim lim 5001)5001.0()12.0(500lim lim 05001.0)11.0(lim lim =+++-++=Φ==+++=Φ==+++=Φ=→→→→→→s s s s s s ds d C s s s s ds d C s s s s s C s e s s es s e stt r t t rt t r s s s 5sin 25)(5cos 5)(5sin )(-===稳态误差级数为()[][][]tt tC t C C t e sr 5cos 1015sin 109.45cos 55sin 25224120 -⨯++⨯=-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-=- 3-5 按技术条件（1）~（4）确定的二阶系统极点在s 平面上的区域如图A-3-1 (a) ~ (d)的阴影区域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1． 试将下列系统的结构图化简，求传递函数（本题10分）
（说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）
答案：方框图化简过程如下：
2. 已知单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）
()(1)(5)
=
++K K
G s s s s
解：系统的特征方程为：(1)(5)+0++=s s s K ，即：05623=+++K s s s 。
分）
1）试计算该系统的性能指标：稳态值、超调量； 2）试确定系统参数K 1，K 2和a 。
5.已知某系统的开环传递函数为：
()
()()
0.010.1251
()
1010.051
+
=
++
s
G s
s s
（本题20分）
1）试求解系统的转折频率；低频渐近线斜率等参数；
2）绘制系统的对数幅频特性图；要求标明转折频率及斜率，幅值等必要数据。
解答：
因为系统是0型系统，因此低频渐近线斜率为0；
系统有3个转折频率，分别是：1231/10=0.1,1/0.125=8,1/0.05=20ωωω===； 系统的两个惯性环节对应的转折频率后，斜率变化为-20dB,即下降20dB 。
微分环节对应的转折频率后，斜率变化为+20dB,即上升20dB 。
第四章第二节系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本
8.简答题（本题10分）
1）自动控制系统主要包括开环系统和闭环系统两种，请简述二者的区别和各自的优缺点。
解答：开环控制系统只包括前向通路，没有反馈通路。
因此控制精度较差，控制效果一般，但是结构简单，成本低，一些简单的控制系统仍然采用该种方式进行控制。
闭环控制系统包括反馈通路，通过反馈图通路进行消除误差的调解。
因此该系统控制性能更好，精度更高，系统更加稳定，但是由于增加了反馈通路，因此系统较开环系统负责，设备成本高。
2）对控制系统采用频率法校正时，一般采用串联超前校正或串联滞后校正，请简述各自的概念及特点，两种校正分别对系统有何作用。
解答：超前校正又称为微分校正，网络的输出信号在相位上总是超前于输入信号。
其特点是使校正后的系统的截止频率增大，通频带变宽，提高了响应的快速性；同时增大了相角的稳定裕度，提高了相对稳定性；但是高频抗干扰能力下降。
滞后校正又称为积分校正，网络的输出信号在相位上总是滞后于输入信号。
其特点是使校正后的系统的截止频率下降，通频带变窄，降低了响应的快速性；同时增大了相角的稳定裕度，提高了相对稳定性。