控制工程基础 作业
《控制工程基础》习题集(浓缩24页)

第一部分:单选题1.自动控制系统的反馈环节中必须具有[ ] a.给定元件 b .检测元件 c .放大元件 d .执行元件2. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输入,两者之间的传递函数是[ ] a .比例环节 b .积分环节 c .惯性环节 d .微分环节3. 如果系统不稳定,则系统 [ ]a.不能工作 b .可以工作,但稳态误差很大c .可以工作,但过渡过程时间很长d .可以正常工作4. 在转速、电流双闭环调速系统中,速度调节器通常采用[ ]调节器。
a .比例 b .比例积分 c .比例微分 d .比例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉氏变换式L[1(t)]为[ ]:a .S b. S 1c. 21Sd. S 26. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输入,两者之间的传递函数是[ ] A .比例环节 B .积分环节 C .惯性环节 D .微分环节 7.如果系统不稳定,则系统 [ ]A. 不能工作 B .可以工作,但稳态误差很大C .可以工作,但过渡过程时间很长D .可以正常工作8. 已知串联校正网络(最小相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所示。
试判断该环节的相位特性是[ ]:[ ]调节器。
[ ]:C. 相位滞后-超前D. 相位超前-滞后12. 开环增益K 增加,系统的稳定性( ):A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定13. 开环传递函数的积分环节v 增加,系统的稳定性( ):A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不一定14. 已知 f(t)=0.5t+1,其L[f(t)]=( ):A .S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S1212 D. S 2115.自动控制系统的反馈环节中必须具有( ):A.给定元件 B .检测元件 C .放大元件 D .执行元件16.PD 调节器是一种( )校正装置。
A .相位超前 B. 相位滞后 C. 相位滞后-超前 D. 相位超前-滞后17.已知最小相位系统的开环对数幅频特性曲线的渐近线如下图所示,试确定其开环增益K ( )。
《控制工程基础》课程作业习题(含解答)

第一章概论本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务,了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类,开环控制与闭环控制的区别;闭环控制系统的基本原理和组成环节。
学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。
例1 例图1-1a 为晶体管直流稳压电源电路图。
试画出其系统方块图。
例图1-1a 晶体管稳压电源电路图解:在抽象出闭环系统方块图时,首先要抓住比较点,搞清比较的是什么量;对于恒值系统,要明确基准是什么量;还应当清楚输入和输出量是什么。
对于本题,可画出方块图如例图1-1b。
例图1-1b 晶体管稳压电源方块图本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压,输出电压通过R和4R分压后与稳压管的电3压U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w电流增大,集电极电流随之增大,降在R两端的电压也相应增加,于是输出电压相应减小。
c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。
例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。
其中,X为输入位移,Y为输出位移,试画出该系统的职能方块图。
解:该系统是一种阀控液压油缸。
当阀向左移动时,高压油从左端进入动力油缸,推动动力活塞向右移动;当阀向右移动时,高压油则从右端进入动力油缸,推动动力活塞向左移动;当阀的位置居中时,动力活塞也就停止移动。
因此,阀的位移,即B点的位移是该系统的比较点。
当X向左时,B点亦向左,而高压油使Y向右,将B点拉回到原来的中点,堵住了高压油,Y的运动也随之停下;当X向右时,其运动完全类似,只是运动方向相反。
由此可画出如例图1-2b的职能方块图。
例图1-2a 简单液压系统例图1-2b 职能方块图1.在给出的几种答案里,选择出正确的答案。
(1)以同等精度元件组成的开环系统和闭环系统,其精度比较为_______ (A )开环高; (B )闭环高; (C )相差不多; (D )一样高。
(2)系统的输出信号对控制作用的影响 (A )开环有; (B )闭环有; (C )都没有; (D )都有。
控制工程基础练习题94题及答案(15页).

控制工程基础练习题一、单项选择题 1. 图示系统的阶次是 ( )A 1阶;B 2阶;C 3阶;D 4阶。
2. 控制系统能够正常工作的首要条件是 ( )A 稳定;B 精度高;C 响应快;D 抗干扰能力强。
3. 在图中,K 1、K 2满足什么条件,回路是负反馈? ( )A K 1>0,K 2>0B K 1<0,K 2<0C K 1>0,K 2<0D K 1<0,K 2=04. 通过直接观察,下列闭环传递函数所表示的系统稳定的一个是 ( )As s s s s +-+=Φ234)5(10)(; B )4)(1(1)(2-++=Φs s s s ; C34)5(10)(3+++=Φs s s s ; D)1()3(10)(2++=Φs s s 。
5. 已知系统开环传递函数为)2)(1(1)(++=s s s s G ,其高频段的相位角为 ( )A 0°;B -90°;C -180°;D -270°。
6. 在控制系统下列性能指标中,表示快速性的一个是 ( ) A 振荡次数; B 延迟时间; C 超调量; D 相位裕量。
7. 某典型环节的输入输出关系曲线是一条经过坐标原点的直线,那么该典型环节是 ( )A 比例环节;B 振荡环节;C 微分环节;D 积分环节。
8. 控制系统的超调量与下列哪个因素有关? ( )A 稳态误差;B 稳定性;C 系统阻尼;D 开环增益。
9. 如果二阶系统的无阻尼固有频率为8Hz ,阻尼比为0.5,允许误差为2%,那么,该系统对单位阶跃输入的响应具有的过渡过程时间为 ( )A 0.5s ;B 1s ;C 2.5s ;D 5s 。
10. 从线性系统的频率特性来看,下列说法正确的是 ( )A 相对于输入信号而言,输出信号的幅值和相位都没有变化;B 相对于输入信号而言,输出信号的幅值增大相位滞后;C 相对于输入信号而言,输出信号的幅值和相位都有变化,变化规律取决于系统的结构和参数;D 相对于输入信号而言,输出信号的幅值改变但相位不变。
最新《控制工程基础》习题集及答案

最新《控制⼯程基础》习题集及答案《控制⼯程基础》习题集及答案第⼀部分:单选题1.⾃动控制系统的反馈环节中必须具有[ b ] a.给定元件 b .检测元件 c .放⼤元件 d .执⾏元件2. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输⼊,两者之间的传递函数是[ a ] a .⽐例环节 b .积分环节 c .惯性环节 d .微分环节3. 如果系统不稳定,则系统 [ a ] a.不能⼯作 b .可以⼯作,但稳态误差很⼤ c .可以⼯作,但过渡过程时间很长 d .可以正常⼯作4. 在转速、电流双闭环调速系统中,速度调节器通常采⽤[ B ]调节器。
a .⽐例b .⽐例积分c .⽐例微分d .⽐例积分微分5.单位阶跃函数1(t)的拉⽒变换式L[1(t)]为[ B ]: a .S b. S1 c.21Sd. S 26. 在直流电动机的电枢回路中,以电流为输出,电压为输⼊,两者之间的传递函数是[ A ] A .⽐例环节 B .积分环节 C .惯性环节 D .微分环节7.如果系统不稳定,则系统 [ A ]A. 不能⼯作 B.可以⼯作,但稳态误差很⼤C.可以⼯作,但过渡过程时间很长 D.可以正常⼯作8. 已知串联校正⽹络(最⼩相位环节)的渐近对数幅频特性如下图所⽰。
试判断该环节的相位特性是[ A ]:A.相位超前B.相位滞后[ B ]调节器。
A.⽐例 B.⽐例积分C.⽐例微分 D.⽐例积分微分10. 已知某环节的幅相频率特性曲线如下图所⽰,试判定它是何种环A.相位超前 B. 相位滞后C. 相位滞后-超前D. 相位超前-滞后 12. 开环增益K 增加,系统的稳定性( c ):A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不⼀定 13. 开环传递函数的积分环节v 增加,系统的稳定性():A .变好 B. 变坏 C. 不变 D. 不⼀定 14. 已知 f(t)=0.5t+1,其L[f(t)]=( c ): A .S+0.5S 2 B. 0.5S 2 C. S S1212D. S 2115.⾃动控制系统的反馈环节中必须具有( b ):A.给定元件 B .检测元件 C .放⼤元件 D .执⾏元件16.PD 调节器是⼀种( a )校正装置。
控制工程基础吉林大学,网络教育,大作业答案

一简答题(每小题10分,共50分)1. 已知系统的传递函数写出极点和零点答:s+a=0 s=-a 时零点 (s+b )(s+1)(s+5)=0 s=-b 或s=-1或s=-5 时极点2. 已知系统开环传递函数 ,写出开环增益和系统的型别。
答:开环增益是每个因式的常数项都为1,由此得到:)12.0)(1)(11.0(5)1(10++++s s s s a ,所以开环增益是2510=。
系统型别直接看开环传递函数的分母中包含积分项s 的阶数,此题中s 阶数为1,故型别为1型。
3. 有哪些建立控制系统数学模型的方法?答:建立控制系统的数学模型有两种基本方法:一种是根据控制系统内部的运动规律,分析各种变量间的因果关系而建立起来的系统的数学模型。
这种方法称为机理建模或理论分析法;另一种方法则是根据实际测试的数据或计算数据,按一定的数学方法,归纳出系统的数学模型,这种方法称为系统辨识法或试验分析法。
在对控制系统的运动机理、内部规律比较了解的情况下,适合应用机理建模法。
用这种方法建立的数学模型,能科学地揭示系统内部及外部的客观规律,因而代表性强,适应面广。
在系统运动机理复杂很难掌握其内在规律的情况下,往往需要按系统辨识的方法得到系统的数学模型,这种模型是根据具体对象而得出的,因而适应面较窄,通用性差。
4. 什么是控制系统的数学模型?答:控制系统的数学模型主要是指描述控制系统及其各组成部分特性的微分方程、状态空间表达式、差分方程、传递函数、频率特性以及基于神经网络、模糊理论而建立的模型等。
5. 什么是香农采样定理?答:香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f>=2fmax 进行采样,那么采样信号就能惟一地复观.二 综合分析题(每小题25分,共50分)1. 设单位反馈系统的开环传递函数为试设计一串联超前校正装置,使系统满足如下指标:(1)相角裕度 ;(2)在单位斜坡输入下的稳态误差(3)截止频率2. 已知单位负反馈系统的开环传递函数G0(s)=,要求该系统在r(t)=Rt信号作用下稳态误差e ss(∞)=0,试设计串联校正环节。
控制工程基础习题及解答

第一章习题及答案例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:db↔;a↔,c(2)系统方框图如图解1-1 所示。
例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。
例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。
控制工程基础大作业

控制工程基础大作业第一篇:控制工程基础大作业控制工程基础(B)大作业一、查阅相关资料,撰写读书报告通过广泛的资料查阅,以论文形式就控制领域发展状况提交相关读书报告,以培养学生文献检索和阅读能力。
要求:至少阅读5篇2008年以后的文献资料,并在上交时附上相应的参考文献或网址,阅读报告的字数不得少于3000汉字。
二、应用Matlab软件绘制Nyquist图及Bode图1、自己从教材上的例题或者课后作业中选择一个系统,绘制其Bode图。
2、已知系统的开环传递函数为G(s)=100k,用Matlab分s(s+5)(s+10)别绘制k=1,8,20时系统Nyquist 图,并判断系统的稳定性。
试分析k对系统稳定性的影响。
三、控制系统典型环节性能分析熟悉Matlab软件Simulink的基本使用方法,利用Simulink建立各典型环节的仿真模型,并通过仿真得到各典型环节的单位阶跃响应曲线,给出各典型环节相关参数变化对典型环节动态性能的影响。
要求:每个学生的文件名包括姓名、班级和学号(1~2位数字)。
该部分主要是考察大家的自学能力,网上有很多资料可下载、查阅。
大作业以报告形式撰写,由各班长(或者学习委员)负责收齐电子文档,并于6月12日上交,其中电子文档以班为单位打包后发送至邮箱:*****************附:本课程成绩评定方法考勤、课堂表现、平时作业、实验报告、大作业及期末考试相结合,其中:考勤、课堂表现、平时作业与实验报告占20%,大作业占20%,期末考试成绩占60%。
任课教师:江老师2013年5月第二篇:控制工程基础试卷序号一、试写出图示机械装置(物体与地面无摩擦)在外力F作用下的运动(微分)方程,并求该系统的传递函数Y0(s)/F(s)。
(10分)二、试求图示框图的传递函数C(s)/R(s)(方法不限,10分)。
序号三、某单位负反馈控制系统如图。
已知K=4,设输入信号为单位阶跃函数,求:(15分)(1)闭环传递函数C(s)/R(s);(2)单位阶跃响应c(t)(3)调整时间ts;(4)最大超调量。
控制工程基础大作业(1)

控制工程基础大作业MATLAB软件应用2019年秋季学期专业名称:机械设计制造及其自动化专业班级:机设176 姓名:学号:成绩:授课教师:一、教学目的:使学生能够掌握现代工程工具MATLAB软件使用的基本方法,能够应用MATLAB软件对控制系统进行建模及性能分析。
二、内容要求:1.控制系统建模(1)确定所研究的闭环反馈控制系统,清晰表述系统的具体工作原理及参数条件;(同学们可以通过查阅相关的文献资料、生活或者工程实践中的实际案例确定自己所研究的闭环反馈控制系统)(2)绘制闭环反馈控制系统的职能方框图、函数方框图,并建立系统的传递函数形式的数学模型。
2.应用MATLAB软件进行控制系统性能分析针对所选定的闭环控制系统,应用MATLAB软件完成以下工作:(1)控制系统频域特性分析分别使用nyquist函数和bode函数绘制系统的开环奈奎斯特图和开环波德图,并附程序清单。
(2)控制系统稳定性分析判定控制系统的稳定性,并进行控制系统相对稳定性分析,计算稳定性裕量,并附程序清单。
(3)控制系统时域特性分析使用step函数绘制控制系统的单位阶跃响应曲线,分析控制系统响应的快速性指标,分析比较结构参数变化对系统性能的影响,并附程序清单。
三、作业书写注意事项:1.封皮格式按照此模板内容,不必更改,完整填写相应的个人信息;2.正文按照第二部分内容要求的顺序分项书写,给出运行结果并附上完整的编写程序清单(同时提交电子版程序);3.本模板及要求保留,另起一页书写正文的内容成果,A4纸双面打印,左侧装订;4.杜绝抄袭,如果雷同,按照零分计;5.抽查答辩,采用百分制记分,占期末总评成绩的10%。
《控制工程基础》MATLAB大作业评分标准1. 控制系统建模数控直线运动工作台位置控制系统原理图该系统主要功能是接收数控装置的指令来控制电机驱动机床的各运动部件,准确地控制工作台的速度和位置,广泛地用于对坐标尺寸的精度有极高要求的工件的加工。
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控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一
班级 学号 姓名 成绩
1 已知f(t),求F(s)
t T
e
t f 11)()
1(--=
)2cos 1(03.0)()
2(t t f -=
)
35sin()()
3(π
+=t t f
t e t f t 12cos )()
4(4.0-=
2 已知 F(s) ,求 f(t)
1152)1(2
2)
s(s s s F(s)++-=
s s s
F(s)178(2)2
++=
100
120211
)
(32
3+++=
s s s F(s)
s s )s(s s s F(s))42(28
23)
(422+++++=
))(s s(s s F(s)2
132
)(5+++=
控制工程基础(数学模型) 综合练习二
班级 学号 姓名 成绩
1 求)
22(1
)(2+++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。
2 已知在零初始条件下,系统的单位阶跃响应为 t t
e e t c --+-=221)(,试求系统的传
递函数和脉冲响应。
3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示,试求闭环传递函数)()
(s Q s Q r c 。
4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数
)
()
(s R s C 。
5 已知控制系统结构图如图2-34所示,求输入()31()r t t =⨯时系统的输出)(t c 。
控制工程基础(时域分析) 综合练习三
班级 学号 姓名 成绩
一、填空
1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。
2、在初条件为零时, 与 之比称为线性系统的传递函数。
3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质,可以分为 和非线性控制系统。
4、若前向通道的传递函数为G (s ),反馈通道的传递函数为H (s ),则开环传递函数 为 ___________________。
5、函数 f(t)=t
e
54- 的拉氏变换式是____________。
6、传递函数反映系统本身的瞬态特性,与本身参数 ,结构 ,
与输入 ;不同的物理系统, 有相同的传递函数,传递函数与初始条件。
7、 环节的传递函数是()()()1+==Ts K s X s Y s G 。
8、二阶系统的标准型式为 。
9、两个系统具有相同的阻尼系数,则这两个系统具有相同的 。
10、I 型系统开环增益为10,系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。
二、综合题
1、已知系统的结构图如图所示,若)(12)(t t x ⨯= 时, 使δ%=20%,τ应为多大,此时
%)2(s t 是多少?
2、设单位反馈系统的开环传递函数为G (S )=)
1(1
+s s ,求阶跃响应性能指标δ%及 s
t (5%)?
3、如图所示系统,假设该系统在单位阶跃响应中的超调量%δ=25%,峰值时间
m t =0.5秒,试确定K 和τ的值。
4、(1)简述线性系统的稳定性概念和判断的充要条件。
(2)根据下列系统的特征方程判定稳定性及在右半平面根个数。
1011422)(2
345+++++=s s s s s s D =0
5、输入r (t)为阶跃信号时,试求下图所示系统中的稳态误差e ssr (已知系统闭环稳定)
控制工程基础(频域分析) 综合练习四
班级 学号 姓名 成绩
1 若系统单位阶跃响应 )0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t
t
试求系统频率特性。
2 绘制下列传递函数的幅相曲线:
(1) G s s s ()()()
=++5
2181
(2 G s s s
()()
=
+1012
(3) 2
/)(s K s G =
3 已知系统开环传递函数
)
15.0)(12(10
)()(2
+++=s s s s s H s G 试分别计算 5.0=ω 和2=ω 时开环频率特性的幅值)(ωA 和相角)(ωϕ。
4 设系统开环传递函数如下,试绘制系统的对数幅频特性曲线。
)101.0)(11.0(100
)(++=
s s s s G。