东大14秋自动控制原理I (B)答案
东北大学2014自控真题及解答
东北大学2014自控真题一、简答题（10分）1. 简述前馈控制可以改善线性系统哪方面性能，对线性系统稳定性有何影响？2. 简述频率特性的定义，最常用的频率特性表示方法有哪些？ 解：（1） 通过前馈补偿，提高了系统的控制精度，减小了稳态误差。
对于给定前馈，可以提高跟踪速度。
对于按扰动矫正，可在偏差对被控量产生影响前对系统进行校正。
由于输入取自闭环外，不影响系统的特征方程式，故不影响系统的稳定性。
（2） 当输入信号为谐波时，频率特性为输出信号的傅氏变换与输入信号的傅氏变换之比。
常见的表示法有幅相频率特性曲线、对数频率特性曲线、对数幅相频率特性曲线。
二、（20分）若某系统在单位阶跃输入作用时，系统在零初始条件下的输出响应为212t t e e -+,试求系统的单位阶跃响应。
解：12132[c(t)]21(s 2)(s 1)-+=-+=----s L s s s s 由于1Rs （S ）= 故(S)32(S)(S)(S 2)(S 1)B C S W R -+==-- 当(t)(t)r δ=，即R(S)1=32(S)W (S)*R(S)(S 2)(S 1)B SC -+==--， 进行拉氏反变换有11241[c(s)][]421---=+=-+--t t L L e e s s 三、（20分）已知系统的结构图如下图所示，若系统以2/n w rad s =的频率做等幅震荡，试确定震荡的k 、a 。
解：系统闭环特征方程：32(s)s as (k 2)s (k 1)0B D =+++++=由系统在2/n w rad s =的频率做等幅震荡，知2j ±为特征方程式的根。
令2s j =得“84(k 2)*2(k 1)0j a j --++++=整理得(2k 4)(k 14a)0j -++-=分别令实部为零，虚部为零，可得2k =，0.75a =四、（20分）已知单位负反馈系统的开环传递函数为，21(s a)4(s)(s 1)K W s +=+ 试绘制以a 为参数的根轨迹0a ≤<∞并确定使该单位负反馈系统稳定的a 的取值范围。
东大14秋学期《直流自动控制系统》在线作业1答案
14秋学期《直流自动控制系统》在线作业1
一,单选题
1. 在双闭环直流调速系统的启动建流阶段，如果电流环响应过快，电枢电流急剧上升，为了保护电机，我们可以增加一个( )
A.
转速变化率环
B.
激磁电流环
C.
电枢电压环
D.
电流变化率环
?
正确答案：D
2. 调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（）
A.
平均速度
B.
最高速
C.
最低速
D.
任意速度
?
正确答案：C
3. 在转速、电流、电流变化率三闭环调速系统中，当突加一个较大数值的阶跃转速给定电压时, ASR和ACR两个调节器的状态是( )
A.
ASR饱和、ACR不饱和
B.
ACR饱和、ASR不饱和
C.
ASR和ACR都饱和
D.
ASR和ACR都饱和
?
正确答案：D
4. 某控制系统，既要有迅速的响应，又要有消除稳态误差的能力，系统采用的控制规律为________。
东大14秋直流自动控制系统B卷谭树彬(2)答案
课程名称: 直流自动控制系统
1 东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
直流自动控制系统 试 卷（作业考核 线上） B 卷
学习中心： 院校学号： 姓 名：
（共 3 页）
解：
1. 先计算电动机电动势常数
220152
Φ0.127 V m i n /r
1500
nom nom a e nom U I R C n --⨯===⋅ 开环系统的静态速降为
()15(21)354.33 r/min 0.127
nom nom a rec op e e I R I R R n C C ∑+⨯+∆====ΦΦ
2. 满足调速要求所允许的静态速降为
第一题（15分）
有一V-M 调速系统，电动机参数为nom 2.5 kW P =，nom 220V U =，nom 15A I =，nom 1500 r/min n =，a 2R =Ω；整流装置内阻rec 1R =Ω，触发整流装置的放大倍数s 30K =。
要求调速范围D ＝20，静差率S ≤10%，试求
1. 计算开环系统的静态速降op n ∆；（3分）
2. 计算调速要求所允许的静态速降cl n ∆；（3分）
3. 采用负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构图；（3分）
4. 调整该系统，使*
n 20V U =时转速1000 r/min n =，此时转速反馈系数应为多少（可
认为*n n U U ≈）？（3分）
5. 计算所需放大器的放大倍数。
（3分）。
自动控制原理 题库习题参考答案
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5（a ）01201()i mxf f x f x ++= （b ）1212001()i k k k k xx k xf++= （c ）01201()i i f xk k x f x k x ++=+ 2-6列写两质量块的微分方程有12()()()()()w w s w w w w s w m yf y y k y y k r y m yf y y k y y =-+-+-=-+-消去中间变量得1212122()()s s w w s w w s w m m y f m m y k m k m k m yfk y k k y fk r k k r +++++++=+ 2-7系统在下平衡位置附近有221121222212()()ml ka mg lF ml ka mg θθθθθθθθ=---+=---消去中间变量得()()()2422222222212m l ka mg ml ka mg m g ka lF θθθ+++++= 2-8电网络的输入输出微分方程为112201122110011221122()()i i i RC R C u RC R C RC u u RC R C u RC R C u u ++++=+++机械系统的输入输出微分方程为120221112012012112212()()i i i f f x f k f k f k x k k x f f xf k f k x k k x ++++=+++ 2-92-102-11 00(sin )d e E αα∆=-∆ 2-12（a ）假定B 孔封闭，A 孔打开，水泵流量1q ，流过截流孔A 、C 的流量A q 、C q 间满足11122A A C dh q q A dtdhq q A dt -=-=将A q 和C q 表示成液位差的函数有11122dh q A dtdh A dt-== 静态工作点的增量间满足11112122dh q h A dt dh A dt -==消去中间变量1h 有(221214222dh R A A RA RA h dt++= （b ）假定A 孔封闭，B 孔打开，水泵流量1q ，流过截流孔B 、C 的流量B q 、C q 间满足11122B BC dh q q A dtdh q q A dt -=-= 将A q 和C q 表示成液位差的函数有11122dh q A dtdh A dt-== 静态工作点的增量间满足))1112121222dh q h h A dt dh h h A dt -=-=消去中间变量1h 有(2212142222dh R A A RA RA RA h dt +=2-13给流量s q 一扰动，记s s s q q q=+ 、os os os t t t =+ 、w w w t t t =+ ，则有 1()()()1()()os ss s vs is os os os os w w w w w vw iw w w os os w w dt C q qc t t t t t t t dt Rdt C q c t t t t t t t dt R =+---+--=--++--将静态工作点满足条件代入得1()()1()os ss vs os s vs is os os os w w w w vw w os w dt C q c t qc t t t t t dt Rdt C q c t t t dt R =-+----=-+-略去二阶增量s os qt ，有 1()()11os s s vs os vs is os s os w w w w vw w os dt C q c t c t t q t t dt Rdt C q c t t dt R R =-+---⎛⎫=-++⎪⎝⎭消去中间变量os t得到 ()()()2211()w w s w s w vw w s vs s w vs vw s vs w vw w w vs is os s d t dtRC C C Rq c C Rq c Rq q c c q c q c t dt dtc t t q+++++++⎡⎤⎣⎦=-同理，给is t 一扰动，记is is is t t t=+ 、os os os t t t =+ 、w w w t t t =+ ，则有 1()()1()()os ss vs is is os os os os w w w w w vw iw w w os os w w dt C q c t t t t t t t t dt Rdt C q c t t t t t t t dt R =+---+--=--++--将静态工作点满足条件代入得1()()1()os s s vs is os os w w w w vw w os w dt C q c t t t t dt Rdt C q c t t t dt R=---=-+-消去中间变量os t得到 ()()()2211w w s w s s vs w w vw s w vs vw s vs w vw ws vs is d t dtRC C C Rq c C Rq c Rq q c c q c q c t dt dtq c t+++++++⎡⎤⎣⎦= 2-14()()2()()()m f m a m a a a m e f f C s U s J L s J R fL s fR C C L s R -Ω=+++++ 2-15传递函数为()73(s)=()(1)(3)C s s G R s s s +=++ 单位脉冲响为329tte e ---+。
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。
自动控制原理及答案
一、试求图中所示RC网络的传递函数，为输入，为输出。
[点击查看答案]答：，二、化简方框图，并求系统的传递函数。
[点击查看答案]答：三、根据下列单位反馈系统的开环传递函数为，确定使系统稳定的K值的范围。
[点击查看答案]答：特征方程系统稳定四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。
[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）渐近线（4）求分离点特征方程（舍去）(5)求与虚轴的交点代入特征方程五、设系统开环频率特性的极坐标图如图所示，试判断闭环系统的稳定性。
[点击查看答案]答：P=0 N=-2 N=P-Z Z=2闭环系统不稳定开环系统稳定开环系统稳定P=0 N=0 N=P-Z Z=0闭环系统稳定一、试求图中所示RC网络的传递函数，为输入，为输出。
[点击查看答案]答：二、化简方框图，并求系统的传递函数。
[点击查看答案]答：三、已知二阶系统的开环传递函数（1）若欲使该系统的阻尼比，试确定值；（2）求系统在单位阶跃信号输入下的最大超调量和调整时间。
[点击查看答案]答：四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。
[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）分离点五、设系统开环频率特性的极坐标图如图所示，试判断闭环系统的稳定性。
开环系统稳定在s平面右半部有一个开环极点[点击查看答案]答：（1）P=0 N=0 N=P-Z Z=0 闭环系统稳定（2）P=1 N=1 N=P-Z Z=0 闭环系统稳定一、假设图中的运算放大器为理想放大器，试写出为输入，为输出的传递函数。
[点击查看答案]答：，，二、化简方框图，并求系统的传递函数。
[点击查看答案]答：三、系统的框图如图a所示，试计算在单位斜坡输入下的稳态误差。
如在输入端加入一比例微分环节，如图b所示，试证明当适当选取a值后，系统跟踪斜坡输入的稳态误差可以消除。
（a）（b）[点击查看答案]答：四、系统开环传递函数为，绘制根轨迹。
[点击查看答案]答：（1）（2）实轴上根轨迹（3）分离点（舍去）（4）出射角五、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，试写出系统的开环传递函数。
自动控制原理课后参考答案
第一章1-1图1-2是液位自动控制系统原理示意图。
在任意情况下，希望液面高度c维持不变, 试说明系统工作原理并画岀系统方块图。
图1-2 液位自动控制系统解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位U r(表征液位的希望值C r)；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度不变。
工作原理：当电位电刷位于中点(对应U r)时，电动机静止不动，控制阀门有一定的开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度C r，一旦流入水量或流出水量发生变化时，液面高度就会偏离给定高度C r。
当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度r。
反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高到给定高度C r。
系统方块图如图所示:1-10 下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输岀量，r (t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统？2c(t) =5 r2(t) t d2(^(1) dt ；3 2d c(t) 3d c(t) 6dc(t) --- 3 3 ---- 2 6 — dt dt dt xdc(t) dr(t)t c(t) =r(t) 3 dt dtc(t) = r(t)cos t 5 ；dr (t) tc(t) =3r(t)6 5 r(.)d. (5) dt =;(6)c(t)訂 2 ⑴；0, t :：: 6c(t)= “r(t), t 畠 6.(7) -解：(1)因为c(t)的表达式中包含变量的二次项 『(t)，所以该系统为非线性系统。
(2) 因为该微分方程不含变量及其导数的高次幕或乘积项，且各项系数均为常数，所以该 系统为线性定常系统。
东大14秋现代设计方法 (B)答案
学习中心： 院校学号： 姓名
课程名称: 现代设计方法
1 东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
现代设计方法 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页）
1. 机械设计主要应体现哪些特点（ BDE ）。
A) 整体性 B) 系统性 C) 相关性 D) 多解性
E ）创新性 2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（ BE ）。
A) 功能原理方案设计 B) 技术可行性报告 C) 总体布局设计 D) 系统主要参数计算 E ）结构草图设计
3. 室内工作的机械选择（ B ）作为动力机不太合适。
A ）电动机
B ）内燃机
C ）液压马达
D ）气动马达
4. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（ A ）。
A) 黑箱法 B) 列举法 C) 移植法 D) 筛选法
5. （ A ）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。
A. 动作型
B. 动力型
C. 动作——动力型 6. 考虑到强度问题时，（ C ）图的设计比较合理。
A) (a)
7. 对（a 面的（b A) （b 8.。
- 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)。
学习中心：院校学号：姓名
东北大学继续教育学院
自动控制原理I试卷（作业考核线下）B 卷（共 4 页）
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？(12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？（9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、绘制根轨迹的条件是什么？试写出相应的数学表达式。
（9分）
答：幅值条件——
幅角条件——
课程名称: 自动控制原理I 1。