自动控制原理选择题(48学时)
自动控制原理选择题（48学时）
1．开环控制方式是按 进行控制的，反馈控制方式是按 进行控制的。
（A ）偏差；给定量 （B ）给定量；偏差
（C ）给定量；扰动 （D ）扰动；给定量 （ ）
2．自动控制系统的 是系统正常工作的先决条件。
（A ）稳定性 （B ）动态特性
（C ）稳态特性 （D ）精确度 （ ）
3．系统的微分方程为 222
)()(5)(dt t r d t t r t c ++=,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
4．系统的微分方程为)()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++,则系统属于 。
（A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
5．系统的微分方程为()()()()3dc t dr t t
c t r t dt dt +=+,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
6．系统的微分方程为()()cos 5c t r t t ω=+,则系统属于 。
（A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
7．系统的微分方程为 ττd r dt t dr t r t c t ?∞-++=)(5)(6
)(3)(,则系统属于 。
（A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
8．系统的微分方程为
)()(2t r t c =,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统
（C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ）
9. 设某系统的传递函数为：,1
2186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有： （A ）t t e e 2,-- （B ）t t te e --,
（C ）t e t sin - （D ）t t te e 2,-- （ ）
10. 设某系统的传递函数为：,2
2186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有： （A ）t t e e 2,-- （B ）t t te e --,
（C ）t e t sin - （D ）t t te e 2,-- （ ）
11. 设某系统的传递函数为：,2
3186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有： （A ）t t e e 2,-- （B ）t t te e --,
（C ）t e t sin - （D ）t t te e 2,-- （ ）
12.时域中常用的数学模型不包括 。
（A ）微分方程 （B ）差分方程
（C ）传递函数 （D ）状态方程 （ ）
13．适合于应用传递函数描述的系统是 。
（A ）线性定常系统 （B ）线性时变系统
（C ）非线性时变系统 （D ）非线性定常系统 （ ）
14．传递函数的零初始条件是指0?t 时系统的 。
（A ）输入为零 （B ）输入、输出及各阶导数为零
（C ）输入、输出为零 （D ）输出及各阶导数为零 （ ）
15．传递函数的拉氏反变换是 。
（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 （ ）
16．系统自由运动的模态由 决定。
（A ）零点 （B ）极点
（C ）零点和极点 （D ）增益 （ ）
17．信号流图中， 的支路称为源节点。
（A ）只有信号输入 （B ）只有信号输出
（C ）既有信号输入又有信号输出 （D ）任意 （ ）
18．信号流图中， 的支路称为阱节点。
（A ）只有信号输入 （B ）只有信号输出
（C ）既有信号输入又有信号输出 （D ）任意 （ ）
19．信号流图中， 的支路称为混合节点。
（A ）只有信号输入 （B ）只有信号输出
（C ）既有信号输入又有信号输出 （D ）任意 （ ）
20．如图所示反馈控制系统的典型结构图，扰动作用下的闭环传递函数的 与输
入信号下的闭环传递函数相同。
（A ）分子 （B ）分母
（C ）分子和分母 （D ）分子和分母都不 （ ）
21．如图所示反馈控制系统的典型结构图，扰动作用下的误差传递函数的 与输
入信号下的闭环传递函数相同。
（A ）分子 （B ）分母
（C ）分子和分母 （D ）分子和分母都不 （ ）
22．如图所示反馈控制系统的典型结构图，输入信号下的误差传递函数的 与输
入信号下的闭环传递函数相同。
（A ）分子 （B ）分母
（C ）分子和分母 （D ）分子和分母都不 （ ）
23．如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)
()(s R s C （A ）H G G G G 21211+ （B ）H
G G G 2121+ （C ）
H G G 2111+ （D ）H G G H G 2121+- （ ） 24．如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)
()(s N s C （A ）H G G G G 21211+ （B ）H
G G G 2121+ （C ）
H G G 2111+ （D ）H G G H G 2121+- （ ）
25．如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)()(s R s E （A ）H G G G G 21211+ （B ）H
G G G 2121+ （C ）H G G 2111+ （D ）H
G G H G 2121+- （ ） 26．如图所示反馈控制系统的典型结构图，=)()
(s N s E
（A ）H G G G G 212
11+ （B ）H
G G G 212
1+
（C ）H G G 2111
+ （D ）H
G G H G 2121+- （
） 27．分析系统的动态性能时常用的典型输入信号是 。
（A ）单位阶跃函数 （B ）单位速度函数
（C ）单位脉冲函数 （D ）正弦函数 （
）
28.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示，则上升时间为 。
（A ）s 504.0 （B ）s 44.1
（C ）s 35.3 （D ）s 59.4 （
） 29.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示，则峰值时间为 。
（A ）s 504.0 （B ）s 44.1
（C ）s 35.3 （D ）s 59.4 （
） 30.某系统的单位阶跃响应曲线和动态性能指标如图所示，则调节时间为 。
（A ）s 504.0 （B ）s 44.1
（C ）s 35.3 （D ）s 59.4 （
）
31．一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为时对应的t = 。
（A）T（B）2T
（C）3T（D）4T（）32．一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为时对应的t=。
（A）T（B）2T
（C）3T（D）4T（）33．一阶系统的单位阶跃响应曲线的输出值为时对应的t=。
（A）T（B）2T
（C）3T（D）4T（）34．一阶系统的单位阶跃响应曲线随时间的推移。
（A）上升（B）下降
（C）不变（D）无规律变化（）35．一阶系统的单位阶跃响应曲线的斜率初始值是。
（A）0 （B）T
（C）1/T（D）1 （）36．一阶系统的单位阶跃响应曲线的斜率随时间的推移。
（A）上升（B）下降
（C）不变（D）无规律变化（）37．若二阶系统处于临界阻尼状态，则系统的阻尼比应为。
（A）
1
0?
??（B）1
=
?
（C）1??（D）0
=
?
（）
38．若二阶系统处于过阻尼状态，则系统的阻尼比应为。
（A）
1
0?
??（B）1
=
?
（C）1??（D）0
=
?
（）
39.若二阶系统处于零阻尼状态，则系统的阻尼比应为。
（A）
1
0?
??（B）1
=
?
（C）1??（D）0
=
?
（）
40.若二阶系统处于欠阻尼状态，则系统的阻尼比应为。
（A ）10??? （B ）1=?
（C ）1?? （D ）0=? （ ）
41. 若二阶系统的单位阶跃响应为发散正弦振荡，则系统具有 。
（A ）两个正实部的特征根 （B ）两个正实根
（C ）两个负实部的特征根 （D ）一对纯虚根 （ ）
42. 若二阶系统的单位阶跃响应为单调发散，则系统具有 。
（A ）两个正实部的特征根 （B ）两个正实根
（C ）两个负实部的特征根 （D ）一对纯虚根 （ ）
43. 若二阶系统的单位阶跃响应为等幅振荡，则系统具有 。
（A ）两个正实部的特征根 （B ）两个正实根
（C ）两个负实部的特征根 （D ）一对纯虚根 （ ）
44. 若二阶系统的单位阶跃响应为衰减振荡，则系统具有 。
（A ）两个不相等的负实根 （B ）两个相等的负实根
（C ）两个负实部的特征根 （D ）一对纯虚根 （ ）
45. 若二阶系统的单位阶跃响应为非周期的趋于稳定，则系统的阻尼比应为 。
（A ）1?? （B ）1=?
（C ）,A B 都对 （D ）,A B 都错 （ ）
46. 二阶欠阻尼系统的阻尼振荡频率 无阻尼振荡频率。
（A ）大于 （B ）小于
（C ）等于 （D ）小于等于 （ ）
47．二阶欠阻尼系统的超调量%5%<σ，则其阻尼比的范围为 。
（A ）1?? （B ）10???
（C ）169.0??? （D ）69.00??? （ ）
48．二阶欠阻尼系统的超调量%5%?σ，则其阻尼比的范围为 。
（A ）1?? （B ）10???
（C ）169.0??? （D ）69.00??? （ ）
49.典型欠阻尼二阶系统，当开环增益K 增加时，系统 。
（A ）阻尼比ζ增大，超调量%σ增大；
（B ）阻尼比ζ减小，超调量%σ增大；
（C ）阻尼比ζ增大，超调量%σ减小；
（D ）无阻尼自然频率n ω减小。 （ ）
50. 二阶欠阻尼系统的调节时间与闭环极点的实部数值 。
（A ）成正比 （B ）成反比
（C ）无关 （D ）,,A B C 都有可能 （
） 51.已知典型二阶系统的阻尼比为1.0＝ζ,则系统的单位阶跃响应呈现为 。
（Ａ）等幅的振荡 （Ｂ）发散的振荡
（Ｃ）衰减的振荡 （Ｄ）恒值 (
) 52.已知系统的传递函数()442+=s s s G
＋ ,则系统的无阻尼振荡频率为 。
（A ） （B ）
（C ） 1 （D ） 2 （
） 53.已知系统的传递函数()442+=s s s
G ＋ ,则系统的阻尼比为 。
（A ） （B ）
（C ） 1 （D ） 2 （
） 54.以下属于振荡环节的是 。
（A ）231
2)(2+++=S S S S G （B ） 231
)(2++=S S S G
（C ）11
2)(2+++=S S S S G （D ）11
)(2++=S S S G (
) 55.已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是 。
5
6
514
25
3101234s s s s s -
（A ）系统稳定 （B ）系统不稳定，有一个正实部根
（C ）系统不稳定，有两个正实部根
（D ）系统不稳定，没有正实部根 （ ）
56.已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是 。
1
1
1
12
11
3101234s s s s s
（A ）系统稳定 （B ）系统不稳定，有一个正实部根
（C ）系统不稳定，有两个正实部根
（D ）系统不稳定，没有正实部根 （ ）
57.已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是 。 21214223101
2
3
4
s s s s s
（A ）系统稳定 （B ）系统不稳定，有一个正实部根
（C ）系统不稳定，有两个正实部根
（D ）系统不稳定，没有正实部根 （ ）
58.已知某系统的劳思表如下所示，则下列说法正确的是 。
3
2
11
1011750034.675007500216.807500s s K s K s K -
（A ）系统稳定 （B ）系统不稳定
（C ）系统条件稳定 （D ）无法判定 （ ）
59.已知某系统的劳思表如下所示，系统稳定时1K 的取值范围是 。
3
2
11
1011750034.675007500216.807500s s K s K s K -
（A ）
10K ? （B ）134.6K ? （C ）1034.6K ?? （D ）134.6K ? （ ）
60．已知单位反馈控制系统稳定，其开环传递函数：)5)(11.0(50)(++=
s s s s G ，输入
为2)(t t r =时的稳态误差是 。
（A ）不确定 （B ）零
（C ）常数 （D ）无穷大 （ ）
61．已知单位反馈控制系统稳定，其开环传递函数：
)5)(11.0(50)(++=
s s s s G ，输入
为t t r =)(时的稳态误差是 。
（A ）不确定 （B ）零 （C ）常数 （D ）无穷大 （ ）
62.系统开环传递函数为)5(7)(+=
S S S G ,系统的开环增益和型次分别为 。
(A) 7,Ⅱ型 (B) 7,Ⅰ型
(C) ，Ⅱ型 (D) ，Ⅰ型 （ ）
63．根轨迹法是利用 在S 平面上的分布，通过图解的方法求取 的位置。
（A ）开环零、极点；闭环零点 （B ）开环零、极点；闭环极点
（C ）闭环零、极点；开环零点 （D ）闭环零、极点；开环极点 （ ）
64．根轨迹法是 的并且对称于 。
（A ）离散；实轴 （B ）连续；实轴
（C ）离散；虚轴 （D ）连续；虚轴 （ ）
65．相角条件是根轨迹存在的 。
（A ）充分条件 （B ）必要条件
（C ）充要条件 （D ）,,A B C 都不对 （ ）
66．闭环零点由开环前向通路传递函数的 和反馈通路传递函数的 组成。
（A ）零点，零点 （B ）零点，极点
（C ）极点，零点 （D ）极点，极点 （ ）
67．根轨迹起于开环 ，终于开环 。
（A ）零点，零点 （B ）零点，极点
（C ）极点，零点 （D ）极点，极点 （ ）
68．当开环有限极点数n 大于有限零点数m 时，有 条根轨迹趋向无穷远处。
（A ）n （B ）m
（C ）m n - （D ）n m - （ ）
69．实轴上的某一区域，若其 开环实数零、极点个数之和为 ，则该区域
必是根轨迹。
（A ）左边，奇数 （B ）右边，奇数
（C）左边，偶数（D）右边，偶数（）70．分析系统的频率特性时常用的典型输入信号是。
（A）单位阶跃函数（B）单位速度函数
（C）单位脉冲函数（D）正弦函数（）71.线性系统的频率特性。
（A）由系统的结构、参数确定；（B）与输入幅值有关；
（C）与输出有关；（D）与时间t有关；（）72．不是频率特性的几何表示法。
（A）极坐标图（B）伯德图
（C）尼科尔斯图（D）方框图（）
73．已知系统开环传递函数
)1
8
)(1
2(
2
)
(
+
+
=
s
s
s
G
，其奈氏图如下，则闭环系
统。
（A）稳定（B）不稳定
（C）条件稳定（D）无法判别（）
74．已知系统开环传递函数
)1
8
)(1
2(
2
)
(
+
+
=
s
s
s
G
，=
-
+
R
N
N,
,。
（A）1,1,0 （B）0,0,0
（C）0,1,-2 （D）0,,-1 （）
75．已知系统开环传递函数
)1
10
)(1
(
200
)
(
2+
+
=
s
s
s
s
G
，其奈氏图如下，则闭环系统。
（A ）稳定 （B ）不稳定
（C ）条件稳定 （D ）无法判别 （ ）
76．已知系统开环传递函数)110)(1(200)(2++=
s s s s G ，=-
+R N N ,, 。 （A ）1,1,0 （B ）0,0,0
（C ）0,1,-2 （D ）0,,-1 （ ）
77．已知系统开环传递函数1
)110(8)(2+++=s s s s G ，其奈氏图如下，则闭环系统 。
（A ）稳定 （B ）不稳定
（C ）条件稳定 （D ）无法判别 （ ）
78．已知系统开环传递函数1
)110(8)(2+++=s s s s G ，=-+R N N ,, 。 （A ）1,1,0 （B ）0,0,0
（C ）0,1,-2 （D ）0,,-1 （ ）
79．已知系统开环传递函数)
1(8)(-=s s s G ，其奈氏图如下，则闭环系统 。
（A ）稳定 （B ）不稳定
（C ）条件稳定 （D ）无法判别 （ ）
80．已知系统开环传递函数)
1(8)(-=s s s G ，=-+R N N ,, 。 （A ）1,1,0 （B ）0,0,0
（C ）0,1,-2 （D ）0,,-1 （ ）
81．最小相位系统稳定的充要条件是奈奎斯特曲线 )0,1(j -点。
（A ）包围 （B ）不包围
（C ）顺时针包围 （D ）逆时针包围 （ ）
82.系统闭环极点在S 平面的分布如图所示。那么，可以判断该系统是 。 Real Axis I m a g n a r y A x s
（A ）稳定的 （B ）不稳定的
（C ）临界稳定的 （D ）无法判定稳定性 （ ）
83．单位反馈系统的开环传递函数2416)(+=
s s G ，其幅值裕度h 等于 。
（A ）dB 0 （B ）dB 24
（C ）dB 16 （D ）dB ∞ （ ）
84．某单位反馈系统的伯德图如图所示，其幅值裕度=h dB 。
（A ）1.28 （B ）8.22
（C ）4.46 （D ）25.3 （ ）
85．某单位反馈系统的伯德图如图所示，其相角裕度=γ ο。
（A ）1.28 （B ）8.22
（C ）4.46 （D ）25.3
（ ） 86．某单位反馈系统的伯德图如图所示，其截止频率=c ω s rad /。
（A ）1.28 （B ）8.22
（C ）4.46 （D ）25.3
（ ） 87．某单位反馈系统的伯德图如图所示，其穿越频率=x ω s rad /。
（A ）1.28 （B ）8.22
（C ）4.46 （D ）25.3
（ ） 88．典型二阶系统的超调量越大，反映出系统 。
（A ）频率特性的谐振峰值越小； （B ）阻尼比越大；
（C ）闭环增益越大； （D ）相角裕度越小
（ ） 89．开环对数频率特性的低频段决定系统的 。
（A ）型别 （B ）稳态误差
（C ）动态性能 （D ）抗干扰能力
（ ） 90．开环对数频率特性的中频段决定系统的 。
（A ）型别 （B ）稳态误差
（C ）动态性能 （D ）抗干扰能力
（ ） 91．开环对数频率特性的高频段决定系统的 。
（A ）型别 （B ）稳态误差
（C ）动态性能 （D ）抗干扰能力
（
） 92.已知串联校正装置的传递函数为0.2(5)
10s s ++ ，则它是 。
（A）相位迟后校正；（B）迟后超前校正；
（C）相位超前校正；（D）Ａ、Ｂ、Ｃ都不是（）93．香农采样定理指出，如果采样器的输入信号
)(t e具有有限带宽，并且有直到hω的
频率分量，则使信号)(t e完满地从采样信号)(*t
e恢复过来的采样周期T，满足下列条
件。
（A）h
Tω
π2/
2
≤
（B）h
Tω
π2/
2
≥
（C）h
Tω
2
≤
（D）h
Tω
2
≤
（）94．开环离散系统的脉冲传递函数为。
（A）2
()
G z
（B）12
()()
G z G z
（C）1
()
G z
（D）12
()
G G z
（）95．闭环离散系统的输出
()
C z=。
（A）
()
1()
GR z
GH z
+（B）
()()
1()
G z R z
GH z
+
（C）
()
1()()
GR z
G z H z
+（D）
()()
1()()
G z R z
G z H z
+（）96．离散系统闭环脉冲传递函数的极点
1
k
p>
，则动态响应为。
（A）双向脉冲序列（B）发散脉冲序列
（C）等幅脉冲序列（D）收敛脉冲序列（）
97．离散系统闭环脉冲传递函数的极点1k p =，则动态响应为 。
（A ）双向脉冲序列 （B ）发散脉冲序列
（C ）等幅脉冲序列 （D ）收敛脉冲序列 （ ）
98．离散系统闭环脉冲传递函数的极点01k p <<，则动态响应为 。
（A ）双向脉冲序列 （B ）发散脉冲序列
（C ）等幅脉冲序列 （D ）收敛脉冲序列 （ ）
99．离散系统闭环脉冲传递函数的极点10k p -<<，则动态响应为 。
（A ）单向脉冲序列 （B ）双向发散脉冲序列
（C ）双向等幅脉冲序列 （D ）双向收敛脉冲序列 （ ）
100．离散系统闭环脉冲传递函数的极点1k p =-，则动态响应为 。
（A ）单向脉冲序列 （B ）双向发散脉冲序列
（C ）双向等幅脉冲序列 （D ）双向收敛脉冲序列 （ ）
101．离散系统闭环脉冲传递函数的极点1k p <-，则动态响应为 。
（A ）单向脉冲序列 （B ）双向发散脉冲序列
（C ）双向等幅脉冲序列 （D ）双向收敛脉冲序列 （ ）
102．非线性系统的G Γ曲线和)
(1A N - 交点时 无外作用下的周期运动。 （A ）有，存在 （B ）有，可能存在
（C ）无，存在 （D ）无，可能存在 （ ）
自动控制原理选择题
自动控制原理选择题（48学时） 1．开环控制方式是按 进行控制的，反馈控制方式是按 进行控制的。 （A ）偏差；给定量 （B ）给定量；偏差 （C ）给定量；扰动 （D ）扰动；给定量 （ ） 2．自动控制系统的 是系统正常工作的先决条件。 （A ）稳定性 （B ）动态特性 （C ）稳态特性 （D ）精确度 （ ） 3．系统的微分方程为 222 )()(5)(dt t r d t t r t c ++=,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 4．系统的微分方程为)()(8)(6)(3)(2233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 5．系统的微分方程为()()()()3dc t dr t t c t r t dt dt +=+,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 6．系统的微分方程为()()cos 5c t r t t ω=+,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 7．系统的微分方程为 ττd r dt t dr t r t c t ?∞-++=)(5)(6 )(3)(,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 8．系统的微分方程为 )()(2t r t c =,则系统属于 。 （A ）离散系统 （B ）线性定常系统 （C ）线性时变系统 （D ）非线性系统 （ ） 9. 设某系统的传递函数为：,1 2186)()()(2+++==s s s s R s C s G 则单位阶跃响应的模态有： （A ）t t e e 2,-- （B ）t t te e --,
自动控制原理作业答案
作业一： 第一章 1-2【P7】 (1)在结构上，系统必须具有反馈装置，并按负反馈的原则组成系 统。 (2)由偏差产生控制作用。 (3)控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控制量尽量接近期望 值。 1-3【P8】 1-7 优点缺点 开环控制系统结构简单、造价低控制精度低、适应性不强闭环控制系统适应性强、控制精度高结构复杂、稳定性有时难 保证 补充1：自动控制系统有什么基本要求？【P14】 1-8 开( 2-1. （a）
1121 1112211 i o o R i i dt C u R i u i i i R i idt u C ?=?? -=?? +=??+=?? ??L L L L L L L L ① ② ③④ 化简得： 212121 211212121211 ()(1)i o i i o o du du R C R C R C u u dt R C u u dt dt R C R C dt R C R C +++=++++?? 2-1(d)
2-2 (a) 011020()()i i i d x x x f k x x f kx dt dt -+-=+ 化简 01212011()()i i dx dx f f k k x f k x dt dt +++=+ （b ） 处于静止时刻（平衡的时候），质量块m 的重力mg 已经被弹簧跟阻尼器所平 衡掉，所以列方程的时候不应该出现重力mg 。 以质量块m 为研究对象，由牛顿第二定律得： 22()()()d y t dz t m kz t f dt dt =--L L L ① 结合： ()()()z t y t x t =-L L L ② 消去()y t 得：
自动控制原理课程设计报告
成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2
目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)
1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图
自动控制原理实验
自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师
实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
大学期末考试自动控制原理题集(附带答案)
5 自动控制原理1 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. 3从0变化到+8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 ） 统临界稳定。 有（C ） 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 s(5s 10 2 —，则它的开环增益为 2） 7. 8. 9. A.1 二阶系统的传递函数 B.2 G(s) 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 2 s B.欠阻尼系统 Z 不变，提高 C.5 5 D.10 3n , 一阶微分环节G （s ） 1 Ts ，当频率 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 ，则该系统是（ 2s 5 C. 过阻尼系统 则可以（B ） B. 减少上升时间和峰值时间 D. 减少上升时间和超调量 1 . T 时，则相频特性 G （ j ）为（A ） C. 90 ° D ） B.稳定裕量越大 D.稳态误差越小 D.零阻尼系统 D.-90 ° 11.设系统的特征方程为 D s s 4 8s 3 17s 2 16s 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: s(s 1）（s 5），当k =（ C ）时， 闭环系 A.10 B.20 C.30 D.40 4 13.设系统的特征方程为 Ds 3s 3 10s 5s 2 0,则此系统中包含正实部特征的个数 A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为 2 ，当输入为单位阶跃时，则其位置误 s 6s s 差为（C ）
自动控制原理作业参考答案(第五章
5.1 （1）)(20)(20)(20)(12)(t r t r t c t c t c +=++ （2）21)10)(2()1(20)(s s s s s C ?+++= = s s s s 4 .0110275.02125.02+++-++- 所以 c(t)=4.0275.0125.0102++----t e e t t c(0)=0;c(∞)=∞; （3）单位斜坡响应，则r(t)=t 所以t t c t c t c 2020)(20)(12)(+=++ ，解微分方程加初始条件 解的： 4.04.02)(102++-+=--t e e t c t t c(0)=2, c(∞)=∞; 5.2 (1)t t e e t x 35.06.06.3)(---= (2)t e t x 2)(-= (3) t w n n n t w n n n n n n n e w b w a e w b w a t x )1(22)1(22221 2)1(1 2)1()(----+----+-+ -+----= ξξωξξωξξξωξξξω(4)t a A t a Aa e a a b t x at ωωωωωωωcos sin )()(2 22222+-++++=- 5.3 (1)y(kT)=)4(16 19 )3(45)2(T t T t T t -+-+-δδδ+…… (2) 由y(-2T)=y(-T)=0;可求得y(0)=0,y(T)=1; 则差分方程可改写为y[kT]-y[(k-1)T]+0.5y[(k-2) T]=0;,k=2,3,4…. 则有0))0()()((5.0))()(()(121=++++----y T y z z Y z T y z Y z z Y 2 11 5.015.01)(---+--=z z z z Y =.....125.025.025.05.015431----++++z z z 则y *(t)=0+)5(25.0)4(25.0)3(5.0)2()(T t T t T t T t T t -+-+-+-+-δδδδδ+… (3)y(kT)=k k k k k T T k T T )1(4 )1(4)1(4)1(4++---- 5.4
自动控制原理课程设计报告
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
自动控制原理实验报告
自动控制原理 实验报告 姓名学号 时间地点实验楼B 院系专业 实验一系统的数学模 实验二控制系统的时域分析 实验三控制系统的频域分析
实验一系统的数学模 一、实验目的和任务 1、学会使用MATLAB的命令； 2、掌握MATLAB有关传递函数求取及其零、极点计算的函数。 3、掌握用MATLAB 求取系统的数学模型 二、实验仪器、设备及材料 1、计算机 2、MATLAB软件 三、实验原理 1、MATLAB软件的使用 2、使用MATLAB软件在计算机上求取系统的传递函数 四、实验内容 1、特征多项式的建立与特征根的求取 在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果 >>p=[1,3,0,4]; p = 1 3 0 4 >>r=roots(p) r = -3.3553 + 0.0000i 0.1777 + 1.0773i 0.1777 - 1.0773i >>p=poly(r) p = 1.0000 3.0000 -0.0000 4.0000 2、求单位反馈系统的传递函数： 在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果 >>numg=[1];deng=[500,0,0]; >>numc=[1,1];denc=[1,2]; >>[num1,den1]=series(numg,deng,numc,denc); >>[num,den]=cloop(num1,den1,-1) num = 0 0 1 1
den = 500 1000 1 1 >>printsys(num,den) num/den = s + 1 --------------------------- 500 s^3 + 1000 s^2 + s + 1 3、传递函数零、极点的求取 在命令窗口依次运行下面命令，并记录各命令运行后结果>>num1=[6,0,1];den1=[1,3,3,1]; >>z=roots(num1) ; >>p=roots(den1) ; >>n1=[1,1];n2=[1,2];d1=[1,2*i];d2=[1,-2*i];d3=[1,3]; >>num2=conv(n1,n2) num2 = 1 3 2 >>den2=conv(d1,conv(d2,d3)) den2 = 1 3 4 12 >>printsys(num2,den2) s^2 + 3 s + 2 ---------------------- s^3 + 3 s^2 + 4 s + 12 >>num=conv(num1,den2);den=conv(den1,num2); >>printsys(num,den) 6 s^5 + 18 s^4 + 25 s^3 + 75 s^2 + 4 s + 12 ------------------------------------------- s^5 + 6 s^4 + 14 s^3 + 16 s^2 + 9 s + 2 >>pzmap(num,den),title(‘极点－零点图’)
自动控制原理选择题库
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（ ） 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（ ）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（ ） 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.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（ ） } 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（ ） .2 C 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++= s s s G ，则该系统是（ ） 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（ ） 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T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） ° ° ° ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） > 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.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 =（ ）时，闭环系统临界稳定。 .20 C 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数 有（ ） .1 C
自动控制原理作业答案1-7(考试重点)演示教学
红色为重点（2016年考题） 第一章 1-2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。 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，电动机反转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。系统方框图如下图所示。 1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水
流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。 1-5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、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。 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Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 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Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au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Uf正好等于给定电压Ur。此时，Ue=Ur-Uf=0，故U1=Ua=0，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Uc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。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ru（表征炉温的希望值）。系统方框图见下图。
重庆大学 自动控制原理课程设计
目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)
1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及（如下）： 至今自动控制已经经历了五代的发展： 第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。 第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制
北航自动控制原理实验报告(完整版)
自动控制原理实验报告 一、实验名称：一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 二、实验目的 1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系 2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法 3、学习阶跃响应的测试方法 三、实验内容 1、建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T时的响应曲线，测定过渡过程时间T s 2、建立二阶系统电子模型，观测并记录不同阻尼比的响应曲线，并测定超调量及过渡过程时间T s 四、实验原理及实验数据 一阶系统 系统传递函数： 由电路图可得，取则K=1，T分别取：0.25, 0.5, 1 T 0.25 0.50 1.00 R2 0.25MΩ0.5M Ω1MΩ C 1μ1μ1μ T S 实测0.7930 1.5160 3.1050 T S 理论0.7473 1.4962 2.9927 阶跃响应曲线图1.1 图1.2 图1.3 误差计算与分析 （1）当T=0.25时，误差==6.12%； （2）当T=0.5时，误差==1.32%； （3）当T=1时，误差==3.58% 误差分析：由于T决定响应参数，而,在实验中R、C的取值上可能存在一定误差，另外，导线的连接上也存在一些误差以及干扰，使实验结果与理论值之间存在一定误差。但是本实验误差在较小范围内，响应曲线也反映了预期要求，所以本实验基本得到了预期结果。 实验结果说明 由本实验结果可看出，一阶系统阶跃响应是单调上升的指数曲线，特征有T确定，T越小，过度过程进行得越快，系统的快速性越好。 二阶系统 图1.1 图1.2 图1.3
系统传递函数： 令 二阶系统模拟线路 0.25 0.50 1.00 R4 210.5 C2 111 实测45.8% 16.9% 0.6% 理论44.5% 16.3% 0% T S实测13.9860 5.4895 4.8480 T S理论14.0065 5.3066 4.8243 阶跃响应曲线图2.1 图2.2 图2.3 注：T s理论根据matlab命令[os,ts,tr]=stepspecs(time,output,output(end),5)得出，否则误差较大。 误差计算及分析 1）当ξ=0.25时，超调量的相对误差= 调节时间的相对误差= 2）当ξ=0.5时，超调量的相对误差==3.7% 调节时间的相对误差==3.4% 4）当ξ=1时，超调量的绝对误差= 调节时间的相对误差==3.46% 误差分析：由于本试验中，用的参量比较多，有R1,R2,R3,R4;C1,C2;在它们的取值的实际调节中不免出现一些误差，误差再累加，导致最终结果出现了比较大的误差，另外，此实验用的导线要多一点，干扰和导线的传到误差也给实验结果造成了一定误差。但是在观察响应曲线方面，这些误差并不影响，这些曲线仍旧体现了它们本身应具有的特点，通过比较它们完全能够了解阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，不影响预期的效果。 实验结果说明 由本实验可以看出，当ωn一定时，超调量随着ξ的增加而减小，直到ξ达到某个值时没有了超调；而调节时间随ξ的增大，先减小，直到ξ达到某个值后又增大了。 经理论计算可知，当ξ=0.707时，调节时间最短，而此时的超调量也小于5%，此时的ξ为最佳阻尼比。此实验的ξ分布在0.707两侧，体现了超调量和调节时间随ξ的变化而变化的过程，达到了预期的效果。 图2.2 图2.1 图2.3
自动控制原理课后习题答案
. 第一章引论 1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答： 自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。 闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。 闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。 答： 自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。 快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的精度
自动控制原理课程设计
扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称：自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称：三阶系统分析与校正 年级专业及班级：建电1402 姓名：王杰 学号： 141504230 指导教师：许慧 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 2016 年 12月 27日
一、课程实习的目的 （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力； （2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标； （3）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统； （5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1）（0.2s+1） 分析系统是否满足性能指标： （1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01； （2）相角裕度y>=40度； 如不满足，试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析： 1）利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。 3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。 （2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 （3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。
自动控制原理课程实验
上海电力学院实验报告 自动控制原理实验课程 题目：2.1.1(2.1.6课外)、2.1.4（2.1.5课内）班级：gagagagg 姓名：lalalal 学号：hahahahah 时间：zzzzzzzzzzz
实验内容一： 一、问题描述： 已知系统结构图，（1）用matlab编程计算系统的闭环传递函数；（2）用matlab转换函数表示系统状态空间模型；（3）计算其特征根。 二、理论方法分析 （1）根据系统结构图的串并联关系以及反馈关系，分别利用tf （）函数series（）函数，parallel函数以及feedback函数构建系统传递函数；（2）已求出系统传递函数G，对于线性定常系统利用函数ss（G）课得到系统的状态空间模型。（3）利用线性定常系统模型数据还原函数[num，den]=tfdata（G，‘v’）可得到系统传递函数的分子多项式num与分母多项式den，利用roots（den）函数可得到系统的特征根。 三、实验设计与实现 新建M文件，编程程序如下文所示： G1=tf([0.2],[1,1,1]); G2=tf([0.3],[1,1]); G3=tf([0.14],[2,1]); G4=series(G2,G3);%G2与G3串联 G5=0.7*feedback(G4,-1,1); G6=0.4*feedback(G1,G5,1); G7=feedback(G6,0.6)
ss(G7)%将系统传递函数转化为状态空间模型 [num den]=tfdata(G7,'v');%还原系统传递函数分子、分母系数矩阵 roots(den)%求系统传递函数特征根 点击Run运行 四、实验结果与分析 M文件如下： 运行结果如下：
自动控制原理选择题(整理版)
1-10:CDAAA CBCDC; 11-20:BDAAA BCDBA; 21-30:AACCB CBCBA; 31-40:ACADC DAXXB; 41-50:ACCBC AADBB; 51-60:BADDB CCBBX; 61-70:DDBDA AACDB; 71-80:ADBCA DCCAD; 81-90:CAADC ABDCC; 91-100:BCDCA BCAAB; 101-112:CDBDA CCDCD CA 《自动控制原理》考试说明 （一）选择题 1单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( ) A ．微分环节 B ．惯性环节 C ．积分环节 D ．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s 2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为( ) A ．-40dB ／dec B ．-20dB ／dec C ．20dB ／dec D ．40dB ／dec 3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) s(s+2)(s+3) ，其根轨迹( ) A ．有分离点有会合点 B ．有分离点无会合点 C ．无分离点有会合点 D ．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss 为无穷大，则此系统为( ) A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．Ⅱ型系统 D ．Ⅲ型系统 5 信号流图中，信号传递的方向为( ) A ．支路的箭头方向 B ．支路逆箭头方向 C ．任意方向 D ．源点向陷点的方向 6 描述RLC 电路的线性常系数微分方程的阶次是( )
A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r (t )的定义是( ) A.r (t )=l(t ) B.r (t )=x 0 C.r (t )=x 0·1(t ) D.r (t )=x 0.δ(t ) 9 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)= () () B s A s ，则系统的特征方程为( ) A.G 0(s)=0 B.A(s)=0 C.B(s)=0 D.A(s)+B(s)=0 10 改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加( ) A.振荡环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 11当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为( ) A.N≥0 B.N≥1 C.N≥2 D.N≥3 12 设开环系统的传递函数为G(s)=1 (0.21)(0.81) s s s ++，则其频率特性极坐标图与实轴交 点的幅值|G (jω)|=( ) A.2.0 B.1.0 C.0.8 D.0.16 13设某开环系统的传递函数为G (s )=210 (0.251)(0.250.41) s s s +++,则其相频特性 θ(ω)=( ) A.1 1 2 4tg 0.25tg 10.25ω ωω----- B.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---+- C.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---++ D.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω----+ 14设某校正环节频率特性G c （j ω）=101 1 j j ωω++，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为 ( )
金陵科技学院自动控制原理课程设计
绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (8) 4.1校正前系统的传递函数的特征根 (8) 4.2校正后系统的传递函数的特征根 (10) 五系统动态性能的分析 (11) 5.1校正前系统的动态性能分析 (11) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图......... 错误!未定义书签。4 八系统的对数幅频特性及对数相频特性...... 错误!未定义书签。 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27) 总结................................... 错误!未定义书签。8 参考文献................................ 错误!未定义书签。
在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。
自动控制原理实验1-6
实验一MATLAB 仿真基础 一、实验目的： （1）熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 （2）掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 （3）掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 （4）学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1．计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数，用函数命令zpk ( ) 来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为：sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用feedback ( ) 函数求得。 则feedback （）函数调用格式为： sys = feedback （sys1, sys2, sign ） 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign ＝-1；正反馈时，sign ＝1；单位反馈时，sys2＝1，且不能省略。 四、实验内容： 1.已知系统传递函数，建立传递函数模型 2.已知系统传递函数，建立零极点增益模型 3．将多项式模型转化为零极点模型 1 2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332 2++++++= s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++= G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G
自动控制原理选择题(整理版)讲课教案
自动控制原理选择题 (整理版)
1-10:CDAAA CBCDC; 11-20:BDAAA BCDBA; 21-30:AACCB CBCBA; 31-40:ACADC DAXXB; 41-50:ACCBC AADBB; 51-60:BADDB CCBBX; 61-70:DDBDA AACDB; 71-80:ADBCA DCCAD; 81-90:CAADC ABDCC; 91-100:BCDCA BCAAB; 101-112:CDBDA CCDCD CA 《自动控制原理》考试说明 （一）选择题 1单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( ) A．微分环节B．惯性环节 C．积分环节D．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s2+2s+4，则其对数幅频特性的高 频段渐近线斜率为( ) A．-40dB／dec B．-20dB／dec C．20dB／dec D．40dB／dec
3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) ，其根轨迹 s(s+2)(s+3) ( ) A．有分离点有会合点B．有分离点无会合点C．无分离点有会合点D．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss为 无穷大，则此系统为( ) A．0型系统B．I型系统 C．Ⅱ型系统D．Ⅲ型系统 5 信号流图中，信号传递的方向为( ) A．支路的箭头方向B．支路逆箭头方向 C．任意方向D．源点向陷点的方向 6 描述RLC电路的线性常系数微分方程的阶次是( ) A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r(t)的定义是( ) A.r(t)=l(t) B.r(t)=x0 C.r(t)=x0·1(t) D.r(t)=x0.δ(t)