东北大学_自动控制原理_2013_考研真题

东北大学自控原理期末试题(2009A)答案

自动控制原理期末试题（A ）卷答案 一．概念题（10分） （1）简述自动控制的定义。 （2）简述线性定常系统传递函数的定义。 解： （1）所谓自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备或工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。（5分） （2）零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。（5分） 二．（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统闭环传递函数)()(s X s X r c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的给定误差为零。 图1 控制系统结构图 解： []) ()(1) ()()()()()(2121s W s W s W s W s W s X s X s W c r c B ++= = （5分） 由此得到给定误差的拉氏变换为 )() ()(1) ()(1)(212s X s W s W s W s W s E r c +-= 如果补偿校正装置的传递函数为 ) (1 )(2s W s W c = （5分） 即补偿环节的传递函数为控制对象的传递函数的倒数，则系统补偿后的误差 0)(=s E 三．（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为-1.5、三个极点分别为6.12.1j ±-和-1.49、且系统传递函数根的形式放大系数为4。试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量 %σ、调整时间s t 和峰值时间m t 。 解： 49.13-=s 与5.11-=z 构成偶极子可相消，故系统可以用主导极点2,1s 构成的低阶系统近似（1分） ：

理论力学期末考试

一．平面桁架问题 (1) 求平面桁架结构各杆的内力，将零力杆标在图中。已知P ， l ，l 2。（卷2-4） （2）已知F 1=20kN ，F 2=10kN 。 ①、计算图示平面桁架结构的约束力；②、计算8杆、9杆、10杆的内力（卷4-3）。 （3）求平面桁架结构1、2、3杆的内力，将零力杆标在图中。已知P ＝20kN ，水平和竖杆长度均为m l 1 ，斜杆长度l 2。（卷5-4） （4） 三桁架受力如图所示，已知F 1＝10 kN ，F 2＝F 3＝20 kN ，。试求桁架8，9，10杆的内力。 （卷6-3） （5）计算桁架结构各杆内力（卷7-3）

（6）图示结构，已知AB=EC，BC=CD=ED＝a=0.2m，P=20kN，作用在AB中点，求支座A和E的约束力以及BD、BC杆的内力。（卷5-2） 二．物系平衡问题 （1）图示梁，已知m＝20 kN.m，q＝10 kN／m , l＝1m，求固定端支座A的约束力。（卷1-2） （2）如图所示三铰刚架，已知P=20kN，m=10kN.m，q=10kN/m不计自重，计算A、B、C 的束力。（卷2-2） （3）图示梁，已知P＝20 kN , q＝10kN／m , l＝2m ,求固定端支座A的约束力。（卷3-2） （4）三角刚架几何尺寸如图所示，力偶矩为M ，求支座A和B 的约束力。（卷3-3）

（5）图示简支梁，梁长为4a ，梁重P ，作用在梁的中点C ，在梁的AC 段上受均布载荷q 作用，在梁的BC 段上受力偶M 作用, 力偶矩M =Pa ，试求A 和B 处的支座约束力。（卷4-1） （6）如图所示刚架结构，已知P =20kN ，q =10kN /m ，不计自重，计算A 、B 、C 的约束力。（卷4-2） （7）已知m L 10=,m KN M ?=50,?=45θ,求支座A,B 处的约束反力（卷9-2） （8）已知条件如图，求图示悬臂梁A 端的约束反力。（卷9-3）

理论力学期末考试试卷(含答案)

同济大学课程考核试卷（A卷） 2006—2007学年第一学期 命题教师签名：审核教师签名： 课号：课名：工程力学考试考查： 此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 题号一二三四五六总分题分30 10 15 15 15 15 100 得分 一、填空题（每题5分，共30分） 1刚体绕O Z轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A，B两点，已知 O Z A=2O Z B，某瞬时a A=10m/s2，方向如图所示。则此时B点加速度的 大小为__5m/s2；（方向要在图上表示出来）。与O z B成60度角。 2刻有直槽OB的正方形板OABC在图示平面内绕O轴转动，点M以 r=OM＝50t2（r以mm计）的规律在槽内运动，若（ω以rad/s 计），则当t=1s时，点M的相对加速度的大小为_0.1m/s2_；牵连加速 度的大小为__1.6248m/s2__。科氏加速度为_m/s2_，方向应在图 中画出。方向垂直OB，指向左上方。 3质量分别为m 1=m，m2=2m的两个小球M1，M2用长为L而重量 不计的刚杆相连。现将M1置于光滑水平面上，且M1M2与水平面 成角。则当无初速释放，M2球落地时，M1球移动的水平距离 为___（1）___。 （1）；（2）；（3）；（4）0。 4已知OA=AB=L，ω=常数，均质连杆AB的质量为m，曲柄OA， 滑块B的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB的质心C的动量 矩的大小为

__，（顺时针方向）___。 5均质细杆AB重P，长L，置于水平位置，若在绳BC突然剪 断瞬时有角加速度α，则杆上各点惯性力的合力的大小为 _，（铅直向上）_，作用点的位置在离A端__处，并 在图中画出该惯性力。 6铅垂悬挂的质量--弹簧系统，其质量为m，弹簧刚度系数为k，若坐标原点分别取在弹簧静伸长处和未伸长处，则质点的运动微分方程可分别写成__和__。 二、计算题（10分） 图示系统中，曲柄OA以匀角速度ω绕O轴转动，通过滑块A 带动半圆形滑道BC作铅垂平动。已知：OA = r = 10 cm， ω = 1 rad/s，R = 20 cm。试求? = 60°时杆BC的加速度。 解： 动点：滑块A，动系：滑道BC，牵连平动 由正弦定理得： [5分] 向方向投影： [10分]

东北大学自动控制原理必备课后简答

第一章 1.什么是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？ 1) 在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控 制系统。 2) 6部分：控制对象：要进行控制的设备或过程；执行机构：直接作用于控制对 象，使被控制量达到所要求的数值；检测装置：检测被控制量；给定环节：设定被控制量的给定值的装置；比较环节：检测的被控制量与给定量比较，确定两者之间的偏差量； 中间环节：一般为放大环节，将偏差信号变换成适于控制执行机构执行的信号。 2.试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点 1) 工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差，控制精度和抑制干 扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。闭环控制系统可以根据检测误差，从而抗干扰性强。 2) 结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单。闭环系统由于添加了纠正偏差 的环节，所以成本较高。 3) 稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增 加了系统的复杂性。 3.什么是系统的暂态过程？对一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？ 1) 系统从一个稳态过度到另一个稳态的需要经历的过渡过程。 2) 单调过程；衰减振荡过程；持续振荡过程；发散振荡过程。 第二章 1.什么是系统的数学模型？在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些？ 1) 描述系统因果关系的数学表达式 2) 微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。 2.简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。 1) 确定系统的输入量和输出量； 2) 从系统的输入端开始，沿着信号传递方向，逐次依据组成系统各元部件的有关 物理规律，列写元件或环节的微分方程； 3) 消除中间变量，建立只有输入量和输出量及其各阶导数构成的微分方程。 3.什么是小偏差线性化？这种方法能够解决哪类问题？

东北大学离线作业自动控制原理

东北大学继续教育学院 自动控制原理试卷（作业考核线上2）B 卷（共 4 页） 一、（30分）回答下列各题 1、自动控制系统由哪些基本环节组成？各环节的功能是什么？（10分） 答：（1）控制对象或调节对象——要进行控制的设备或过程。 （2）执行机构——一般由传动装置和调节机构组成。执行机构直接作用于控制对象，使被控制量达到所要求的数值。 （3）检测装置或传感器——该装置用来检测被控制量，并将其转换为与给定量相同的物理 量。 （4）给定环节——设定被控制量的给定值的装置。 （5）比较环节——将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量。（6）中间环节——一般包括比较环节和校正环节。 2、传递函数适合哪类控制系统？如何定义？（10分） 答：传递函数适合线性连续系统。其定义为：零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 3、通常有哪几种减小稳态误差的途径？（10分） 答：减小稳态误差的途径：增大系统的开环放大系数；提高开环传递函数中的串联积分环节的阶次N；采用补偿的方法——复合控制或前馈控制。

二、（20分）控制系统的动态结构图如图1所示，试求系统输出Y(s)对输入信号R(s)和扰动信 号N(s)的传递函数Y(s)/ R(s)、Y(s)/ N(s)。 Y(S) R(S) N(S) F H1 W2 W1 + + - - H2 图1 题二图 解： (1) 令，可得 (2) 令，可得

三、（30分）一闭环反馈控制系统的动态结构图如图2所示。 （1）试求当%20% σ≤，() 5% 1.8 s t s =时，系统的参数 1 K及τ值。 （2）试求上述系统的位置稳态误差系数 p K、速度稳态误差系数 v K、加速度稳态误差系数 a K 及其相应的稳态误差。 图2 题三图 解 (1) 系统开环传递函数为 1 2 1 11 2 1 1 () ()1 11 K K K s W s K s s s K s s s K τ ττ τ === +?? ++ ? ?? 与标准型相对比，得 2 1 1 K 2 1 K= n n K K ω ξωτ τ ? ?= ? = ? ? ? ? 由%20% σ≤,得 22 0.46 (ln0.2) ξ π ≥≈ + 由() 5% 1.8 s t=，得 3 3.65 n s t ω ξ ≤= 所以

理论力学__期末考试试题(答案版)

理论力学 期末考试试题 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用 力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。

《冶金工程概论》课程大纲

东北大学本科课程教学大纲 课程名称：冶金工程概论 开课单位：材料与冶金学院 制订时间：2004年3月 修订时间：2013年3月

《冶金工程概论》课程教学大纲一.课程基本信息

二.内容结构 基于《冶金工程概论》课程性质，依照东北大学冶金人才培养目标，设计《冶金工程概论》课程

内容，共6章、24学时（其中2学时“职业发展规划”内容，此处未列入），具体分配如下：第一章走进冶金行业（4学时），介绍冶金行业的特点及培养冶金人才知识结构，介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究及热点问题，介绍冶金史、历史重要人物及事件。本章的主要内容结构为： 1.1 冶金专业的选择与设置 1.1.1我们为什么选择冶金专业 1.1.2 为何设置冶金专业 1.1.3 合格的冶金工程师是什么样 1.2 怎样走进冶金领域 1.2.1 我们怎样走进冶金领域 1.2.2 在冶金领域我们应该做什么 1.3 学习冶金的任务及目的 1.4 冶金史 1.4.1 冶金工艺的发展历史：过去、现在、将来 1.4.2 我国古代和当代钢铁冶金的地位 第二章钢铁冶金概述（5学时），介绍钢铁冶炼的基本原理、工艺流程、主要设备及新一代钢铁冶金流程。本章的主要内容结构为： 2.1 钢铁冶金流程概述 2.1.1 高炉炼铁-转炉炼钢流程 2.1.2 废钢电炉炼钢流程 2.1.3 非高炉-电炉炼钢流程 2.2 高炉炼铁 2.2.1 高炉炼铁基本任务 2.2.2 高炉炼铁系统 2.2.3 高炉内的主要物理化学过程 2.3 铁水预处理 2.3.1 铁水预处理基本任务 2.3.2 铁水预处理设备及处理剂 2.4 转炉炼钢 2.4.1 转炉炼钢基本任务 2.4.2 转炉内的主要物理化学过程 2.5 电炉炼钢

理论力学1 期末考试试题及参考答案

理论力学复习题1 一、是非题（正确用√，错误用×） 1：作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。 （ ） 2：作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。 （ ） 3：刚体的运动形式为平动，若刚体上任一点的运动已知，则其它各点的运动随之确定。 （ ） 4: 瞬时速度中心点的速度等于零，加速度一般情况下不等于零。 （ ） 5：一个质点只要运动，就一定受到力的作用，而且运动的方向就是它受力的方向。 （ ） 二、选择题（单选题） 1. 一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦系数为f ，且tg α

理论力学期末试题及答案

A 处的约束反力为: 在形式 二、选择题（共20分，共5题，每题4分） A. L O = mr 2w B. L O = 2mr C. 1 2 L O = mr w 2 D. L O = 0 2. 质点系动量守恒的条件是: A. 作用于质点系上外力冲量和恒为零 B. 作用于质点系的内力矢量和为零 C. 作用于质点系上外力的矢量和为零 D. 作用于质点系内力冲量和为零 1. 如图所示的悬臂梁结构，在图中受力情况下，固定端 M A = ___________________ ； F AX = __________________ ； F Ay = _________________ 2. 已知正方形板 ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面， A 点的速度V A = 10cm/s ，加速度 a A =1^2 cm/s 2,方向如图所示。则正方形板的角加速度的大小为 ________________________ 。 题1图 题2图 3. 图示滚压机构中，曲柄 OA = r ，以匀角速度绕垂直于图面的 O 轴转动，半径为 R 的轮子沿水平面 作纯滚动，轮子中心 B 与 O 轴位于同一水平线上。 则有 3AB = __________________ , w B = _________________ 。 4. 如图所示，已知圆环的半径为 R,弹簧的刚度系数为 k,弹簧的原长为 R 。弹簧的一端与圆环上的 O 点铰接，当弹簧从 A 端移动到B 端时弹簧所做的功为 _______________________ ;当弹簧从A 端移动到C 端 时弹簧所做的功为 ___________________ 。 题3图 题4图 5. 质点的达朗贝尔原理是指：作用在质点上的 上组成平衡力系。 1. 图示机构中，已知均质杆 AB 的质量为 m,且O 1A=O 2B=r, O 1O 2=AB=l , 010=002=1/2， 若曲柄转 动的角速度为 w,则杆对0轴的动量矩L O 的大小为（ 、填空题（共15分，共5题，每题3 分）

东北大学自动控制原理简答题汇总

1.闭环控制系统的基本环节及作用： 1、给定环节：设定被控制的给定值的装置 2、比较环节：将所检测的的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量 3、校正环节：将比较环节的输出量转化为标准信号 4、放大环节：将偏差信号变换成适于控制执行机构工作的信号 5、执行机构:直接作用于控制对象，使被控量达到所要求的数值 6、被控对象或调节对象:指要进行控制的设备或过程 7、检测装置或传感器：用来检测被控量，并将其转换为与给定量相同的物理量 2.什么是系统的暂态过程？对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？ （1）暂态过程：系统从一个稳态过渡到新的稳态的过渡过程 （2）输出量的暂态过程可能有以下几种情况： 1.单调过程。输出量单调变化，缓慢达到新的稳态值。 2.衰减振荡过程。被控制量变化很快，产生超调，经过几次振荡后，达到新的稳定 工作状态。 3.持续振荡过程。被控制量持续振荡，始终不能达到新的稳定工作状态。 4.发散振荡过程。被控制量发散振荡，不能达到所要求的稳定工作状态。 3.如何区分线性系统和非线性系统？ 可以通过线性和非线性各自的特性区分，线性系统具有叠加性和齐次性，非线性系统则不具备以上特性。非线性系统不仅与系统的结构和参数有关，还与系统的初始条件有关。 4.按给定力量的特征，系统可分成哪几种类型？ 1.恒值系统。恒值系统的给定量保持不变。（输出量恒定不变） 2.随动系统。随动系统中的给定量按照事先未知的时间函数变化。（输出量跟随给定量的 变化，所以也可以叫做同步随动系统） 3.程序控制系统。这种系统的给定量是按照一定的时间函数变化的。（输出量与给定量的 变化规律想同） 5.简述控制系统性能指标。 自动控制系统的性能指标通常是指系统的稳定性，稳态性能和暂态性能。 稳定性：自动控制系统的首要条件时系统能稳定正常运行。 稳态性能：系统稳态误差的大小反映了系统的稳态精度，它表明了系统控制的准确程度。暂态性指标：1.最大超调量σ％：输出最大值与输出稳态值的相对误差。 2.上升时间tr:系统输出量第一次到达输出稳态值时所对应的时刻。 3.过渡时间ts：系统的输出量进入并一直保持在稳态输出值附近的允许误差 带内所需时间。 4.振荡次数μ：在调节时间内输出量在稳态值附近上下波动的次数。 6.对自动控制系统性能指标要求有？ 1.稳定性：即系统能工作的首要条件。

“冶金传输原理”课程的教学改革与实践

“冶金传输原理”课程的教学改革与实践 ［摘要］文章针对应用型冶金工程专业人才培养的特点，总结了其主干专业基础课程“冶金传输原理”的教学内容、教学方法、教学手段和考试方法改革的经验，以期对应用型工艺性本科专业的专业基础课程的教学改革提供参考。 ［关键词］“冶金传输原理”课程教学改革 “冶金传输原理”课程是冶金工程专业主要的专业基础课程，是在学生学完高等数学和大学物理课程后开设的必修课程。该课程旨在使学生掌握冶金传输理论的基本概念、基本定律和基本解析方法，理解冶金生产过程和改进生产工艺的传输理论基础，同时使学生具备初步分析和解决冶金生产工艺过程中的实际问题的能力，为今后的专业学习奠定基础。紧扣专业培养目标，针对应用型冶金工程专业人才的特点，重庆科技学院（以下简称“我校”）对该课程进行了全面改革，具体涉及教学内容、教学方法、教学手段和考试方法等方面。 一、应用型冶金工程专业人才培养目标与定位 冶金工程专业培养拥护党的基本路线，德、智、体、美全面发展，基础扎实，知识面宽，具有创新精神和实践能力，知识、能力、素质协调统一，能适应冶金行业科技及生产发展需要，能够从事科学研究、技术开发、工艺及设备设计、冶金生产技术管理等工作的高级应用型工程技术专门人才。 在人才培养定位上，重点大学的冶金工程专业，如北京科技大学、东北大学、重庆大学等学校培养的毕业生在技术研究与开发方面的能力较强。但冶金工业作为一个庞大的基础原材料行业，也需要大量的既有一定的技术研发后劲、又有较强的技术应用能力的应用型高级技术人才。目前在众多冶金企业的生产组织、经营与管理工作中，还需要大量的冶金工程专业人才去充实。因此，在冶金工程专业的办学实践中，我们既要强化学生的基础理论知识，又要注重学生的专业技术应用和解决工程实际问题能力的培养，也就是说，我们所要培养的是能在冶金领域从事生产、设计、科研及管理工作的应用型人才。 二、紧扣专业培养目标，合理设计教学内容

理论力学期末试题及答案

一、填空题（共15分，共 5 题，每题3 分） A 处的约束反力为： M A = ；F Ax = ；F Ay = 。 2. 已知正方形板ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面，A 点的速度v A ＝10cm/s ，加速度a A =cm/s 2，方向如图所示。则正方形板的角加速度的大小为 。 题1图 题2图 3. 图示滚压机构中，曲柄OA = r ，以匀角速度绕垂直于图面的O 轴转动，半径为R 的轮子沿水平面作纯滚动，轮子中心B 与O 轴位于同一水平线上。则有ωAB = ，ωB = 。 4. 如图所示，已知圆环的半径为R ，弹簧的刚度系数为k ，弹簧的原长为R 。弹簧的一端与圆环上的O 点铰接，当弹簧从A 端移动到B 端时弹簧所做的功为 ；当弹簧从A 端移动到C 端时弹簧所做的功为 。 题3图 题4图 5. 质点的达朗贝尔原理是指：作用在质点上的 、 和 在形式上组成平衡力系。 二、选择题（共20分，共 5 题，每题4 分） AB 的质量为m ，且O 1A =O 2B =r ，O 1O 2=AB =l ，O 1O =OO 2=l /2，若曲柄转动的角速度为ω，则杆对O 轴的动量矩L O 的大小为( )。 A. L O = mr 2ω B. L O = 2mr 2ω C. L O = 12mr 2ω D. L O = 0 2. 质点系动量守恒的条件是：( ) A. 作用于质点系上外力冲量和恒为零 B. 作用于质点系的内力矢量和为零 C. 作用于质点系上外力的矢量和为零 D. 作用于质点系内力冲量和为零 3. 将质量为m 的质点，以速度 v 铅直上抛，试计算质点从开始上抛至再回到原处的过程中质点动量的改变量：( ) A. 质点动量没有改变 B. 质点动量的改变量大小为 2m v ，方向铅垂向上 B

东北大学钢铁冶金学科组建于1951年

东北大学钢铁冶金学科组建于1951年，1981年被批准为首批博士学位授权学科，1988年被评为国家重点学科，同年钢铁冶金实验室被评为原冶金部重点实验室，1992年被批准设置首批博士后流动站，1996年成为国家首批“211工程”重点建设学科，1998年被批准设置特聘教授岗位和一级学科博士学位授权点。2002年再度被评选为国家重点学科。我国著名冶金工业生态学家、中国工程院院士陆钟武教授已在该学科从教50余年。 东北大学冶金学科具有建立早、学科门类齐全、学术队伍力量强等特点。钢铁冶金传统的研究方向为炼铁、炼钢和电冶金3个三级学科。随着我国钢铁工业的高速发展以及满足可持续发展的需要，学科的内涵不断被扩大和充实，目前已发展成涵盖钢铁冶金新技术、电磁冶金、特殊钢冶金、冶金资源综合利用、冶金过程优化与控制、冶金工业系统节能与工业生态学等研究方向。本学科点现有在岗教师53人，其中中国工程院院士1人、教授16入、副教授24人，27人具有博士学位，且中青年教师占75％以上。 在半个多世纪的建设与发展中，该学科参与了我国钢铁冶金领域所有重大技术的研究开发与攻关，获得包括国家发明一等奖在内的省部级以上奖励50余项。目前，该学科在多金属共生矿冶炼与综合利用、直接还原与熔融还原、冶金过程模拟仿真、转炉溅渣护炉、电渣冶金、电磁冶金、系统节能等领域处于国际先进水平，在洁净钢、稀土钢冶炼、高效连铸、钢铁冶金清洁化和高新技术在钢铁冶金中的应用等前沿领域也取得重大进展。 -------------------------------------------------------------------------------- ◇◇ 东北大学钢铁冶金学科是我国最早建立的钢铁冶金学科，也是国家重点学科。本学科具有博士学位授予资格（包括一级学科博士学位授予资格），并设有博士后流动站。经过半个世纪的建设，本学科已经发展成为国内一流、国际知名的学科。目前，本学科在冶金传输原理及反应工程、冶金热力学动力学数据库、冶金过程模拟仿真、多金属共生矿冶炼综合利用、高炉长寿与强化冶炼、高炉喷煤、直接还原、熔融还原、复吹转炉、溅渣护炉、超高功率电弧炉、电渣冶金、喷射冶金等传统领域，在在洁净钢冶炼、高效连铸、新钢种冶炼、新型耐火材料及冶金辅助材料、钢铁冶金清洁化和高新技术在钢铁冶金中的应用等前沿领域均处于国内领先或世界先进水平。在科学研究、人才培养、队伍建设和实验室建设等方面均取得了丰硕的成果。近20年来本学科获得包括国家发明一等奖和国家科技进步一等奖在内的省部级以上的科研和教学成果奖励40余项。 ◇◇ 1. 主要研究方向 本学科的依托是钢铁行业。为钢铁行业提供先进技术支撑和高层次的创新型研发人才是本学科的使命。为此，本学科的研究方向涵盖了从专业基础到工艺技术，从炼铁原料到粗钢产品，从信息技术应用到生态化冶金的各个方面。主要研究方向如下： 1) 冶金传输原理及反应工程 2) 冶金过程模拟仿真、优化及控制 3) 高炉炼铁 4) 非高炉炼铁，包括直接还原与熔融还原 5) 铁水预处理 6) 氧气转炉炼钢 7) 电炉炼钢 8) 钢水炉外精炼 9) 钢水连铸 10) 冶金耐火材料与陶瓷材料

东北大学自控原理期末试题

1. 概念题（10分） A （1）简述自动控制的定义。 （2）简述线性定常系统传递函数的定义。 解： （1）所谓自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备或工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。（5分） （2）零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。（5分） B （1）简述闭环自动控制系统一般是由哪些基本环节组成，并画出其控制系统结构图。 （2）简述什么是无差系统。 解： （1）（5分） 1-给定环节；2-比较环节；3-校正环节；4-放大环节；5-执行机构；6-被控对象；7-检测装置 （2）若系统的稳态误差为零，则称该系统为无差系统。（5分） 2．（10分） A.控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统闭环传递函数)()(s X s X r c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的给定误差为零。 图1 控制系统结构图 解： []) ()(1) ()()()()()(2121s W s W s W s W s W s X s X s W c r c B ++= = （5分） 由此得到给定误差的拉氏变换为

)() ()(1)()(1)(212s X s W s W s W s W s E r c +-= 如果补偿校正装置的传递函数为 ) (1 )(2s W s W c = （5分） 即补偿环节的传递函数为控制对象的传递函数的倒数，则系统补偿后的误差 0)(=s E B. 控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统的扰动误差传递函数)()(s N s X c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的扰动误差为零。 图1 控制系统结构图 解： 系统的扰动误差传递函数为 ) ()(1) ()]()(1[)()(2121s W s W s W s W s W s N s X c c +-= （5分） 则 )() ()(1) ()]()(1[)(2121s N s W s W s W s W s W s X c c +-= 如果选取 ) (1 )(1s W s W c = （5分） 则得到 0)(=s X c 从而，实现系统补偿后的扰动扰动误差为零。 3．已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为-1.5、三个极点分别为6.12.1j ±-和-1.49、且系统传递函数根的形式放大系数为4。试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量%σ、调整时间s t 和峰值时间m t 。（10分） 解： 49.13-=s 与5.11-=z 构成偶极子可相消，故系统可以用主导极点2,1s 构成的低阶系统近似（1分） ：

大学理论力学期末试题及答案.

二、填空题（30分，每空2分） 1.如下图所示，边长为a =1m 的正方体，受三个集中力的作用。则将该力系向O 点简化可得到： 主矢为=R F （ ， ， ）N ； 主矩为=O M （ ， ， ）N.m 。 2.如下图所示的平面机构，由摇杆A O 1、B O 2， “T 字形”刚架ABCD ，连杆DE 和竖直滑块E 组成，21O O 水平，刚架的CD 段垂 直AB 段，且AB =21O O ，已知l BO AO ==21，DE=l 4 ，A O 1杆以匀角速度ω绕1O 轴逆时针定轴转动，连杆DE 的质量均匀分布且大小为M 。 根据刚体五种运动形式的定义，则“T 字形”刚架ABCD 的运动形式为 ，连杆DE 的运动形式为 。 在图示位置瞬时，若A O 1杆竖直，连杆DE 与刚架CD 段的夹角为o CDE 60=∠，则在该瞬时：A 点的速度大小为 ，A 点的加速度大小为 ，D 点的速度大小为 ，连杆DE 的速度瞬心到连杆DE 的质心即其中点的距离为 ，连杆DE 的角速度大小为 ，连杆DE 的动量大小为 ，连杆DE 的动能大小为 。

2 三、计算题（20分） 如左下图所示，刚架结构由直杆AC 和折杆BC 组成，A 处为固定端，B 处为辊轴支座，C 处为中间铰。所受荷载如图所示。已知F=40 kN ，M= 20kN ·m ，q=10kN/m ，a=4m 。试求A 处和B 处约束力。 四、计算题（20分） 机构如右上图所示，1O 和2O 在一条竖直线上，长度mm A O 2001=的曲柄A O 1的一端A 与套筒A 用铰链连接，当曲柄A O 1以匀角速度s rad /21=ω绕固定轴1O 转动时，套筒A 在摇杆B O 2上滑动并带动摇杆B O 2绕固定轴2O 摆动。在图示瞬时，曲柄A O 1为水平位置，02130=∠B O O 。 试求此瞬时： （1）摇杆B O 2的角速度2ω；（2）摇杆B O 2的角加速度2α 五、计算题（20分） 如下图所示，滚子A 沿倾角为θ=030的固定斜面作纯滚动。滚子A 通过一根跨过定

理论力学期末试卷-模拟试卷04(带答案)

《理论力学》期末考试 模拟试卷04 一．判断题（认为正确的请在每题括号内打√，否则打×；每小题3分，共30分） 1. 在任意初始条件下，刚体不受力的作用、则应保持静止或作等速直线平移。 （错） 2. 不论牵连运动的何种运动，点的速度合成定理a =e +r 皆成立。 （对） 3. 在点的合成运动中，动点的绝对加速度总是等于牵连加速度与相对加速度的矢量 和。 （错） 4. 某一力偶系，若其力偶矩矢构成的多边形是封闭的，则该力偶系向一点简化时，主矢 一定等于零，主矩也一定等于零。 （对） 5. 某空间力系由两个力构成，此二力既不平行，又不相交，则该力系简化的最后结果必 为力螺旋。 （对） 6. 某力系在任意轴上的投影都等于零，则该力系一定是平衡力系。 （错） 7. 已知直角坐标描述的点的运动方程为X=f 1（t ），y=f 2（t ），z=f 3（t ），则任一瞬时点的 速度、加速度即可确定。 （对） 8. 一动点如果在某瞬时的法向加速度等于零，而其切向加速度不等于零，尚不能决定该点是作直线运动还是作曲线运动。 （对） 9. 刚体作平面运动时，平面图形内两点的速度在任意轴上的投影相等。 （错） 10. 某刚体作平面运动时，若A 和B 是其平面图形上的任意两点，则速度投影定理[][]A AB B AB v v =永远成立。 （对） 二．填空题（把正确答案括号内，每空1分，共15分） 1. 已知点沿半径为R 的圆周运动，其规律为①S=20t ；②S=20t2（S 以米计，t 以秒计），若t=1秒，R=40米，则上述两种情况下点的速度为① 20m/s ，② 40m/s ；点的加 速度为① 10m/s2 ，② 2. 已知A 重100kN ，B 重25kN ，A 物与地面间摩擦系数为0.2。端铰处摩擦不计。则物体 A 与地面间的摩擦力的大小为 15 kN 。 3. 定轴转动刚体上点的速度可以用矢积表示为v =ω× 4. 若将动坐标取在作定轴转动的刚体上，则刚体内沿平行于转动轴 的直线运动的动点，其加速度一定等于牵连加速度和相对加速度的矢量和 5. 如右图所示的平面机构，由摇杆 A O 1、 B O 2，“T 字形”刚架ABCD ，连杆 DE 和竖直滑块E 组成，21O O 水平，刚架的CD 段垂直AB 段，且AB=21O O ，已知 l BO AO ==21，DE=l 4 ，A O 11DE 的质量均匀分布且大小为M 。在图示位置瞬时，若A O 1杆竖直，连杆DE 与刚架CD 段的夹 角为o CDE 60=∠，则在该瞬时：A 点的速度大小为 l ω ，A 点的加速度大小为 l 2ω ，D 点的速度大小为 l ω ，连杆DE 的速度瞬心到连杆DE 的质心即其中点的距离为 l 2 ，连 杆DE 的角速度大小为 2ω ，连杆DE 的动量大小为 l M ω ，连杆DE 的动能大小为 2 232l M ω。 三、机构如图所示，已知： 3t π?= （?以rad 计，t 以 s 计），杆cm r AB OA 15===， cm OO 201=，杆 cm C O 501=，试求当s t 7=时，机构中滑块B 的速度，

大学理论力学期末试题及答案

理论力学试题 一`作图题（10分） 如下图所示，不计折杆AB 和直杆CD 的质量，A 、B 、C 处均为铰链连接。试分别画出图中折杆AB 和直杆CD 的受力图。 二、填空题（30分，每空2分） 1.如下图所示，边长为a =1m 的正方体，受三个集中力的作用。则将该力系向O 点简化可得到： 主矢为=R F （ ， ， ）N ； 主矩为=O M （ ， ， ）N.m 。 2.如下图所示的平面机构，由摇杆A O 1、B O 2，“T 字形”刚架ABCD ，连杆DE 和竖直滑块E 组成，21O O 水平，刚架的CD 段垂直AB 段，且AB =21O O ，已知 l BO AO ==21，DE=l 4 ，A O 1杆以匀角速度ω 绕 1O 轴逆时针定轴转动，连杆DE 的质量均匀分布且大小为 M 。 根据刚体五种运动形式的定义，则“T 字形”刚架ABCD 的运动形式为 ，连杆DE 的运动形式为 。 在图示位置瞬时，若A O 1杆竖直，连杆DE 与刚架CD 段的夹角为o CDE 60=∠，则在该瞬时： A 点的速度大小为 ，A 点的加速度大小为 ，D 点的速度大小为 ， 连杆DE 的速度瞬心到连杆DE 的质心即其中点的距离为 ，连杆DE 的角速度大小为 ，连杆DE 的动量大小为 ，连杆DE 的动能大小为 。 三、计算题（20分）A A r v C P F D C 2O 1O ω E B A D

如左下图所示，刚架结构由直杆AC 和折杆BC 组成，A 处为固定端，B 处为辊轴支座，C 处为中间铰。所受荷载如图所示。已知F=40 kN ，M= 20kN ·m ，q=10kN/m ，a=4m 。试求A 处和B 处约束力。 四、计算题（20分） 机构如右上图所示，1O 和2O 在一条竖直线上，长度mm A O 2001=的曲柄A O 1的一端A 与套筒 A 用铰链连接，当曲柄A O 1以匀角速度s rad /21 =ω绕固定轴1O 转动时，套筒A 在摇杆B O 2上滑动 并带动摇杆B O 2绕固定轴2O 摆动。在图示瞬时，曲柄A O 1为水平位置，02130=∠B O O 。 试求此 瞬时：（1）摇杆B O 2的角速度2ω；（2）摇杆B O 2的角加速度2α 五、计算题（20分） 如下图所示，滚子A 沿倾角为θ=0 30的固定斜面作纯滚动。滚子A 通过一根跨过定滑轮B 的绳子与物块C 相连。滚子A 与定滑轮B 都为均质圆盘，半径相等均为r ，滚子A 、定滑轮B 和物块C 的质量相等均为m ，绳子的质量忽略不计。系统由静止开始运动，试求： （1）物块C 的加速度； （2）绳子对滚子A 的张力和固定斜面对滚子A 的摩擦力。 答案 一、作图题（10分） （5分） （5分） 二、填空题（30分，每空2分） 1． －1，2，－3 ； －4，2，2 2． 平移或平动， 平面运动 。 l ω， l 2ω，l ω ，l 2， 2 ω， l M ω， 223 2 l M ω 。 RB

东北大学自动控制原理答案(2008)

自动控制原理部分（60分，75分钟） 一、（25分）简要回答下列各问。 1．（2分）线性系统的主要特点是什么? 答：服从叠加原理 2．（2分）线性连续系统稳定的充要条件是什么？ 答：系统的闭环极点具有负实部（即分布在S 左半平面） 3．（8分）什么是无差系统，减小误差的方法通常有哪些? 答：稳态误差为零的系统为无差系统。减小误差的方法通常有3种：提高开环增益，增加开环中的积分环节个数，采用补偿的办法——复合控制。 4．（3分）用描述函数法分析非线性系统的前提条件是什么？ 答：1）系统可以化为非线性部分和线性部分串联的典型结构； 2）非线性部分中的高次谐波的幅值低于基波振幅； 3）线性部分具有低通滤波特性。 5．（5分）试列出5种系统校正的方式。 答：超前、迟后、串联、反馈、前馈、复合、迟后-超前 6．（5分）试述香农采样定理（可以用公式表达） 答：2s m ωω≥，其中s ω为采样频率，m ω为对象的频带宽度。 二、（15分）求图1所示系统的传递函数()/()C s R s 、 ()/()C s E s 、()/()E s R s 。 图1 题二图 答：121 ()/()(1)K C s R s s s K K =+++ 12()/()(1) K C s E s s s K =++ 221 (1)()/()(1)s s K E s R s s s K K ++=+++ 三、（20分）图2所示控制系统，当100k =时，绘制系统的开环对 数频率特性（Bode 图），计算相位裕量，判断稳定性。

图2 题三图 解：100()(1)(1)(1)(1)220220 K k W s s s s s s s ==++++ 14.14c ω≈ ()18090arctan arctan 2 20c c c ωωγω=?-?-- 9081.9535.60c ω≈?-?-?< 故系统不稳定。

东大冶金工程培养方案

2010版本科专业培养计划 冶金工程专业 （Major of Metallurgical Engineering） 一、统编序号：1101 二、专业代码：冶金工程 080201 三、学位、学制：工学学士学位，学制肆年 四、专业简介 冶金工程专业是一门研究从矿石生产钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。冶金工程专业是东北大学传统的优势和特色专业，在我国冶金工业进步和冶金人才培养方面发挥了重要作用。 五、培养目标及专业范围 冶金工程专业的培养目标是为冶金行业及相关领域、科研设计院所、高等院校、国家政府机关培养从事研究、开发、设计、生产和管理工作的高级工程技术及管理人才，为钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学及相关学科提供研究生生源，为机械、化工、环保、能源、资源、运输、军工、船舶、建筑、电力等行业输送所需的冶金人才。 本专业涵盖钢铁冶金、有色金属冶金和冶金物理化学三个二级学科；学生毕业后应掌握冶金过程的基础理论、钢铁冶金和有色金属冶金的专业知识，具备信息科学与过程控制、材料、机械、能源、资源、环境保护、经济以及管理等方面的基本知识。 六、毕业生应获得的知识和能力 毕业生应该掌握工程技术人员所必须掌握的数学、物理、化学和外语等基础知识；掌握必要的人文科学方面的知识；掌握冶金工程专业所必须的专业基础知识（包括冶金物理化学，冶金传输原理，冶金反应工程，金属学及热处理，冶金

热工仪表及自动化，资源与环境等）；具有从事冶金企业技术工作和设计工作的工程技术能力；具有对冶金企业进行技术经济管理和技术经济分析的能力；具有使用计算机的基础知识（包括掌握一、两种计算机高级语言，掌握程序编制和CAD技术等）和在工程技术工作中使用计算机的能力；具有资料查阅、文献检索及文献资料综合的能力；具有进行科学研究和进行专业教学的初步能力。 七、课程分类 理论教学课程分为专业学位课程、鼓励选修课程和一般选修课程。 专业学位课程是获得该专业学位必须履修的课程。课程名称后面加“*”的为专业学位课程。 鼓励选修课程属于选修课程范畴，是鼓励学生履修的课程。课程名称后面加“Δ”为鼓励选修课程。 一般选修课程是学生根据个人实际情况自行选择履修的课程。 八、考试课程

2003年东北大学自动控制原理考研真题-考研真题资料

考试科目:自动控制原理 东北大学2003 年攻读硕士研究生研题 一.( 10 分) 增大控制器的比例控制系数对闭环系统输出有何影响? 为什么加入滞后校正环节可以提高稳态精度, 而又基本上不影响系统暂态性能? 二. (20 分)写出下图所示环节输出3c 与输入3r 之间的微分方程。 三. (20 分) 绘出下图所示系统的动态结构图, 表明各环节的传递函数(假定发电机转速恒定,励磁电流与磁通量为线性关系),并求系统输出3c 与输入信号3r 的传递函数3c(s)/3r(s) 。 四.(20 分)系统动态结构图如图所示, 要求闭环系统的一对极点为:s = _1 士j, 试确定参数K 和K h, 利用求出的K h值画出以K 为参量的根轨迹图, 最后说明加入微分反馈对 系统性能的影响(与单位负反馈系统比较)。 五.( 10 分) 设单位反馈系统在单位阶跃输入的作用下其误差为: e(l) =1.2e_10l_ 0.2e_60l, 试求系统的闭环传递函数, 并确定系统的阻尼比飞和自然振荡频率0 n 。 六. (20 分) 一复合系统如图, 图中Ｗc(s) = as2+ bs , Ｗg(s) = 10 。若s(1+ 0.1s)(1+ 0. 2s) 3

使经过前馈补偿后的等效系统变为二型 (两个积分环节), 试确定参数a 和b 的值。 七. ( 10 分) 画出惯性环节Ｗ (s) = 1 1+ Ts 的幅相频率特性, 并证明其轨迹为圆。 八. ( 10 分) 最小相系统的对数幅频特性如下图所示, 试求对应的开环传递函数。 九. ( 20 分) 离散控制系统反馈图如图所示, 试分析 K=10 时闭环控制系统的稳定性, 并求系统的临界放大系数( e _1 = 0.368 )。 十. (10 分) 设运算放大器的开环增益充分大, 最大输出电压为士 15V , 试给出下列两个非线性环节的输入输出特性曲线。