山东科技控制理论与控制工程专业英语作业

山东科技控制理论与控制工程专业英语作业
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PID控制器设计

1、the original system step response diagram, The root locus diagram and Bode diagram.

The transfer function of controlled object is:

G s=

15

(s+2)(s2+3s+5)

Simulation with matlab: clear

s1=tf([15],[1,5,15,10])

s2=feedback(s1,1)

figure(1),step(s2),grid

figure(2),rlocus(s1),grid

figure(3),bode(s1),grid

Figure 1 Step Response Diagram We can find:

×100%=16.7% Overshoot:σ=0.7?0.6

0.6

Adjustment time:t s=4.5s

Figure 2 Root Locus Plot Diagram

Figure 3 Bode diagram

2、PID parameter tuning

It can be seen from Figure 2 that the root trajectory of the system has two branches that are routed through the imaginary axis. According to the characteristics of the system stability, it can be known that the system is unstable when the trajectories are distributed in the right half of the complex plane The system is stable if distributed over the left half plane. The point at which the root trajectory intersects the imaginary axis is the critical stability of the system, and the value of K is the critical ratio of the amplitude of the amplitude. From the root trajectory curve of the system, we can see that the open-loop gain of the intersection of the root locus and the imaginary axis is K =4. At this time, the integral time constant and the differential time constant are obtained. The amplitude curve is plotted by matlab. The program and result are as follows:

s3=tf([20],[1,5,7,4])

s4=feedback(s3,1)

figure(4),step(s4),grid

Figure 4 Step Response Diagram

Calculate the PID parameters and simulate them Using empirical formula :

k d k i k T T T T 125.0,

5.0,

7.1===δδ

The Simulink model of PID:

Figure 5 Step Response Diagram

The PID parameter :

s T s T K d i p 3.0,

2.1,

4.1===

The transfer function of the PID regulator is:

s s s s s s G p 833

.04.13.03.02.114.1)(2++=

++=

After adding the PID regulator, the open-loop transfer function of the system is:

)43)(1(495

.12215.4)(22'

+++++=

s s s s s s s G

Using Matlab to simulate and analyze the effect of PID control, procedures and results are as follows:

Figure 6 Step Response Diagram

Secondary tuning of PID parameters: The PID parameter :

s T s T K d i p 4.0,

1,

2.1===

The output response curve is:

Figure 6 Step Response Diagram

As we can see,

σ=0;t s=2.3s;e ss=0

For the original control system,the overshoot is very large compare with the step signals,just as the settling time is too long.While the overshoot of the system with step response has been reduced to 6% and it also eliminate steady-state error after adding the PID controller.What’s more, system settling time change into 2.3s.Therefore,it will be the small overshoot and short settling time with the PID controller.

控制理论与控制工程专业解析

控制理论与控制工程专业解析 一、专业介绍 控制理论与控制工程隶属于控制科学与工程一级学科 1、研究方向 目前,各大院校与控制理论与控制工程专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以哈尔滨工程大学为例,该学科当前的主要研究方向: 01先进控制理论及应用 02船舶运动控制 03船海工程动力定位 04机器人与智能控制 05自主水下航行器控制 06核动力工程与控制 2、培养目标 控制理论与控制工程专业的硕士学位获得者必须掌握控制科学与工程学科的坚实的基础理论和系统的专业知识,了解自动控制领域的最新发展动向,能创造性地研究和解决与本学科有关的理论和实际问题,具有一定的独立从事科学研究和管理工作的能力,至少掌握一门外国语,能熟练地阅读专业文献资料,并具有一定的外语写作能力和进行国际学术交流的能力。 3、专业特色 本专业最突出的特点是控制理论与工程实际的紧密结合,培养的研究生既具有较高的控制理论水平,又具有很强的工程综合和计算机应用能力。学科以工程领域内的控制系统为主要研究对象,采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等,研究系统的建模、分析、控制、设计和实现的理论、方法和技术。 4、考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日语任选其一 ③301数学一 ④809自动控制原理 (注:以上以哈尔滨工程大学为例,各院校在考试科目中有所不同) 二、推荐院校 控制理论与控制工程硕士全国招生较强的单位有清华大学、浙江大学、上海交通大学、东北大学、东南大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、华南理工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学、中南大学、西安交通大学、燕山大学、大连理工大学、上海大学、广东工业大学、山东大学、中国科学技术大学、吉林大学、大连海事大学、同济大学、北京科技大学、湖南大学、郑州大学、天津大学、重庆大学、浙江工业大学、南开大学、北京大学 三、就业方向 本专业培养的研究生可胜任本专业或相邻专业的教学、科研以及相关的技术、管理及研究工作。有些方向的毕业生在西门子、霍尼韦尔、和利时等自动化企业工作。控制理论与控制工程是个典型的工科专业,对动手能力的要求很高,毕业后从事科研技术工作的人员很多。

控制理论作业二答案

第三章 3-1 已知二阶系统闭环传递函数为 36 936 2 ++= s s G B 。 试求单位阶跃响应的t r , t m ,δ% , t s 的数值? 解:[题意分析]这是一道典型二阶系统求性能指标的例题。解法是把给定的闭环传递函数与二阶系统闭环传递函数标准形式进行对比,求出n ω参数,而后把n ω代入性能指标公式中求出r t ,m t ,%δ,s t 和N 的数值。 )/(6 36秒弧度==n ω (弧度) 秒(弧度72.041.411) /97.3166 .0175.0292 1 2 2 =?=-==-?==-== -ζ ζ θζωωζ ωζtg n d n 上升时间 t r 秒61.097.372 .014.3=-=-=d r t ωθπ 峰值时间t m 秒79.097 .314.3=== d m t ωπ 过度过程时间t s %)2(89.06 75.04 4 秒=?= = n s t ωζ %)5(70.06 75.03 3 秒=?= =n s t ωζ 超调量δ% %8.2%100%100%66 .075 .012 =?=?=- -- πζ πζδe e 3-2 设单位反馈系统的开环传递函数为 ) 1(1 )(+= s s s G K 试求系统的性能指标,峰值时间,超调量和调节时间。

解:[题意分析]这是一道给定了开环传递函数,求二阶系统性能指标的练习题。在这里要抓住二阶系统闭环传递函数的标准形式与参数(ζ,n ω)的对应关系,然后确定用哪一组公式去求性能指标。 根据题目给出条件可知闭环传递函数为 1 1 )()()(2 ++== s s s X s Y s G B 与二阶系统传递函数标准形式2 222n n n s s ωζωω++相比较可得12,12 ==n n ζωω,即n ω=1,ζ=0.5。由此可知,系统为欠阻尼状态。 故,单位阶跃响应的性能指标为 秒秒秒 61 5.03 3 %)5(815.04 4 %)2(%4.16%100%63.312 12 =?= = =?===?==-?= --n s n s n m t t e t ζωζωδζ ωπζπζ 3-3 如图1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。 图1 解:[题意分析]这是一道由性能指标反求参数的题目,关键是找出:K,τ与ζ,n ω的关系;%δ,m t 与ζ,n ω的关系;通过ζ,n ω把%δ,m t 与K,τ联系起来。 由系统结构图可得闭环传递函数为 K s K s K s K s s K s X s Y s G B +++=+++== )1()1()1()()()(2ττ 与二阶系统传递函数标准形式相比较,可得 2 2 1 212; n n n n K K ωζωττζωω-= +==或

16秋浙大《控制理论》在线作业

浙江大学17春16秋浙大《控制理论》在线作业 一、多选题(共10 道试题,共20 分。) 1. 在数学模型的建立中,有哪几种基本的建模方法?() A. 解析法 B. 实验法 C. 数值法 D. 随机法 正确答案: 2. 对控制系统的基本要求是()。 A. 稳 B. 快 C. 准 D. 慢 正确答案: 3. 下列属于典型输入信号的是() A. 阶跃函数 B. 速度函数 C. 加速度函数 D. 脉冲函数 正确答案: 4. 以下关于根轨迹的绘制原则,正确的是()。 A. 由于根是实数或者共轭复数,所以根轨迹对称与s平面的实轴 B. 当K由零到无穷变化时,系统的闭环特征根也一定连续变化,所以根轨迹也必然是连续的 C. 实轴上根轨迹段右侧开环零、极点数之和为奇数 D. 如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则在这两个开环极点之间,至少存在一个分离点 正确答案: 5. 控制系统按输入输出变量的多少分为哪两类()。 A. 单变量系统 B. 多变量系统 C. 连续系统 D. 离散系统 正确答案: 6. 下面有关状态空间分析法,正确的是()。 A. 它是现代控制理论的基础 B. 可以描述系统的输入输出之间的关系 C. 可以描述系统的内部特性 D. 特别适用于多输入多输出系统

正确答案: 7. 下面有关拉普拉斯变换,正确的是()。 A. 拉普拉斯变换又称为拉氏变换 B. 它是一种函数之间的积分变换 C. 它是研究控制系统的一个重要数学工具 D. 它把时域中的微分方程变换为复域中的代数方程 正确答案: 8. 以下有关传递函数的说明,正确的是()。 A. 传递函数的概念仅用于线性定常系统 B. 系统的传递函数是一种数学模型 C. 传递函数是系统本身的一种属性 D. 它表示联系输出变量与输入变量的常微分方程的一种运算方法正确答案: 9. 控制系统按信号传递的形式分为哪两类() A. 单变量系统 B. 多变量系统 C. 连续系统 D. 离散系统 正确答案: 10. 控制系统的基本分类有()。 A. 线性系统 B. 非线性系统 C. 连续控制系统 D. 离散控制系统 正确答案: 浙大《控制理论》在线作业 二、判断题(共40 道试题,共80 分。) 1. 超前校正网络(aTs+1)/(Ts+1)的零点在极点的右边 A. 错误 B. 正确 正确答案: 2. 带宽宽的系统可有效过滤高频噪声 A. 错误 B. 正确 正确答案: 3. 一阶系统的时间常数T越大,响应速度越慢

控制科学与工程专业介绍

控制科学与工程专业介绍 控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一,它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪,近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用,才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后,经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下,50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论,并相继发展了若干相对独立的学科分支,使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来,随着计算机技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中,模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃;由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透,形成了系统工程学科。特别是近20年来,非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战,进一步促进了本学科的迅速发展。目前,本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域,从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础,研究各领域内独立

于具体对象的共性问题,即为了实现某些目标,应该如何描述与分析对象与环境信息,采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义,而与各领域具体问题的结合,又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点,使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如:它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时,相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展,使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 本学科下设五个二级学科:控制理论与控制工程,检测技术与自动化装置,系统工程,模式识别与智能系统,导航、制导与控制。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。 “控制理论与控制工程”学科以工程领域内的控制系统为主要对象,以数学方法和计算机技术为主要工具,研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。 “检测技术与自动化装置”是研究被控对象的信息提取、转换、传递与处理的理论、方法和技术的一门学科。它的理论基础涉及现代物理、控制理论、电子学、计算机科学和计量科学等,主要研究领域包括新的检测理论和方法,新型传感器,自动化仪表和自动检测系统,以及它们的集成化、智能化和可靠性技术。

控制理论作业二答案.docx

第三章 3-1已知二阶系统闭环传递函数为G B36。 s29s 36 t r , t m ,δ% , t s 的数值? 试求单位阶跃响应的 解:[ 题意分析 ] 这是一道典型二阶系统求性能指标的例题。解法是把给定的闭环传递函数与二阶系统闭环传递函数标准形式进行对比,求出n 参数,而后把n 代入性能指标公式中求出 t r, t m,% ,t s和 N 的数值。 n366(弧度 /秒) 9 0.75 2 n 120.66 d n tg 1 1 1 2 3.97(弧度/秒) 2 41.410.72 (弧度) 上升时间t r t r d 峰值时间t m 3.140.72 秒 0.61 3.97 t m 3.14 0.79秒 3.97 d 过度过程时间 t s 44 0.89秒(2%) t s 0.756 n 33 0.70秒(5 %) t s 0.756 n 超调量δ% % e 12 0.75 e 0.66100% 2.8% 100% 3-2设单位反馈系统的开环传递函数为 G K (s) 1 s(s1) 试求系统的性能指标,峰值时间,超调量和调节时间。

解: [ 题意分析 ] 这是一道给定了开环传递函数 , 求二阶系统性能指标的练习题。在这里 要抓住二阶系统闭环传递函数的标准形式与参数 ( , n ) 的对应关系,然后确定用哪一组 公式去求性能指标。 根据题目给出条件可知闭环传递函数为 G B (s) Y (s) 1 X (s) s 2 s 1 2 2 与二阶系统传递函数标准形式 n 2 相比较可得 1, 2 n 1 , 即 2 2 n s n s n n =1, =。由此可知,系统为欠阻尼状态。 故,单位阶跃响应的性能指标为 t m 秒 3.63 n 1 2 1 2 % e 100% 16.4% t s ( 2%) 4 4 秒 0.5 1 8 n 3 3 秒 t s (5%) 0.5 6 n 1 3-3 如图 1 所示系统,假设该系统在单位阶跃响应中的超调量 % =25%,峰值时间 t m = 秒,试确定 K 和τ的值。 X(s) Y(s) k s( s 1) s 1 图 1 解: [ 题意分析 ] 这是一道由性能指标反求参数的题目,关键是找出: K, τ与 , n 的 关系; % , t m 与 , n 的关系;通过 , n 把 % , t m 与 K, τ联系起 来。 由系统结构图可得闭环传递函数为 Y (s) K K G B ( s) s(s 1) K ( s 1) s 2 (1 K )s K X (s) 与二阶系统传递函数标准形式相比较,可得 2 K ; 2 n 1 K 或 2 n 1 n 2 n

北理工20年春季《自动控制理论1 》在线作业_3.doc

1.系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的 ()。 A.右半部分 B.左半部分 C.实轴上 D.虚轴上 【参考答案】: B 2.最小相角系统闭环稳定的充要条件是() A.奈奎斯特曲线不包围(-1,j0)点 B.奈奎斯特曲线包围(-1,j0)点 C.奈奎斯特曲线顺时针包围(-1,j0)点 D.奈奎斯特曲线逆包围(-1,j0)点 【参考答案】: A 3.两个或多个环节具有同一输入信号,而以各自环节输出信号代数和作 为系统总输出信号,这种结构成为()。 A.串联 B.并联 C.开环 D.闭环 【参考答案】: B 4.典型欠阻尼二阶系统,当开环增益K增加时,系统() A.阻尼比增大,超调量增大 B.阻尼比减小,超调量增大 C.阻尼比增大,超调量减小 D.无阻尼自然频率减小 【参考答案】: B 5.两典型二阶系统的超调量δ%相等,则此两系统具有相同的()。 A.自然频率 B.相角裕度 C.阻尼振荡频率 D.开环增益K 【参考答案】: B 6.对于代表两个或两个以上输入信号进行()的元件又称比较器。 A.微分 B.相乘 C.加减 D.相除

【参考答案】: C 7.状态变量具有()的特征。 A.唯一性 B.特征值不变性 C.特征值可变 D.以上均不正确 【参考答案】: B 8.频率从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 【参考答案】: A 9.按照系统是否满足叠加原理可分为()。 A.线性系统与非线性系统 B.计算机控制系统和模拟系统 C.开环系统和闭环系统 D.定值控制系统和伺服系统 【参考答案】: A 10.已知单位反馈控制系统在阶跃函数作用下,稳态误差为常数,则此 系统为()。 A.0型系统 B.I型系统 C.II型系统 D.高阶系统 【参考答案】: A 11.用实验法求取系统的幅频特性时,一般是通过改变输入信号的() 来求得输出信号的幅值。 A.相位 B.频率 C.稳定裕量 D.时间常数 【参考答案】: B 12.Bode图包括幅频特性图和相频特性图,横坐标均为()。 A.时间 B.弧度 C.角频率 D.相位

北理工《自动控制理论2》在线作业1答案

北理工《自动控制理论2》在线作业 -0001 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共10 道试题,共30 分) 1.基于能量的稳定性理论是由()构建的。 A.Lyapunov B.Kalman C.Routh D.Nyquist 正确答案:A 2.引入状态反馈的目的是()。 A.配置系统的极点 B.改变系统的能控性 C.改变系统的能观性 D.使得系统能观 正确答案:A 3.齐次状态方程就是指状态方程中不考虑()的作用。 A.输入 B.输出 C.状态 D.系统 正确答案:A 4.对于单变量系统,特征方程的根就是传递函数的()。 A.零点 B.极点 C.拐点 D.死点 正确答案:B 5.齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的()。 A.自由运动 B.强迫运动 C.离心运动 D.旋转运动 正确答案:A 6.线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的,则系统存在()平衡点。

A.一个 B.两个 C.三个 D.无穷多个 正确答案:A 7.原系统的维数是n,则全维状态观测器的维数是()。 A.2n B.n C.3n D.n-1 正确答案:A 8.能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为()。 A.状态变量 B.状态空间 C.状态方程 D.输出方程 正确答案:A 9.由初始状态所引起的自由运动称为状态的()。 A.零输入响应 B.零状态响应 C.输入响应 D.输出响应 正确答案:A 10.以状态变量为坐标轴所构成的空间,称为()。 A.状态变量 B.状态空间 C.状态方程 D.输出方程 正确答案:B 二、多选题(共10 道试题,共30 分) 1.由动态方程导出可约传递函数时,表明系统是()。 A.可控不可观测 B.可观测不可控 C.不可控不可观测

控制理论与控制

控制理论与控制工程简介

控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业,1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士 学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名,是“控制科学和工 程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生,1986 年获得硕士学位授予权,1995年获得博士学位授予权,1997年设 立“控制科学和工程”博士后流动站,2003年被教育部确定为“长 江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是上海市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专 业有长江学者特聘教授1名,教授19名、副教授5名。此外,本学 科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在内的 知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来,该专业已培养了博士27 名,硕士179名,出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了 大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及 其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目,获得了一大批科研成 果和国家或省部级科技进步奖,出版了一批有影响的著作和教材,发 表了大量的高水平学术论文。其中,1995年以来,共取得了2项国 家级获奖成果,23项省部级获奖成果,已完成和正在进行的国家自 然科学基金及863项目有16项,在相关学术会议和专业学术刊物上

发表论文500余篇,出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代 表”重要思想,树立正确的世界观、人生现和价值观,坚持四项基本原 则,热爱祖国,遵纪守法,品德优良,乐于奉献,积极为社会主义现代 化建设服务。 2、在本学科领域内,较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知 识,并熟悉相关学科的基础理论和知识,具有较强的独立从事科学研究 工作的能力;在科学或专门技术上能够做出有新意的成果;具有严谨求 实的学风;至少掌握一门外国语。 3、具有健康的身体素质和健康的心理素质。 二、研究方向 1.智能自动化理论与工程 2.机器人控制与智能控制 3. 过程控制与计算机控制 三、学制及学习年限 硕士生学制为2.5年,其中课程学习1~1.5年,论文工作不少于1年。 硕士生的在校学习年限最长不超过4年。特别优秀的硕士研究生提前完成培养计划,并符合提前毕业条件的,经审批同意可提前毕业并获

(精选)现代控制理论作业题答案

第九章 线性系统的状态空间分析与综合 9-1 设系统的微分方程为 u x x x =++23&&& 其中u 为输入量,x 为输出量。 ⑴ 设状态变量x x =1,x x &=2,试列写动态方程; ⑵ 设状态变换211x x x +=,2122x x x --=,试确定变换矩阵T 及变换后的动态方程。 解:⑴ u x x x x ??????+????????????--=???? ??1032102121&&,[]??????=2101x x y ; ⑵ ??????=??????2121x x T x x ,??????--=2111T ;?? ????--=-11121 T ;AT T A 1-=,B T B 1-=,CT C =; 得,??????--=2111T ;u x x x x ??????-+??????????? ?-=??????1110012121&&,[]??????=2111x x y 。 9-2 设系统的微分方程为 u y y y y 66116=+++&&&&&& 其中u 、y 分别系统为输入、输出量。试列写可控标准型(即A 为友矩阵)及可观标准型(即A 为友矩 阵转置)状态空间表达式,并画出状态变量图。 解:可控标准型和可观标准型状态空间表达式依次为, []x y u x x 00610061161 00010=??????????+??????????---=&;[]x y u x x 100 006610 1101600=???? ? ?????+??????? ???---=&; 可控标准型和可观标准型的状态变量图依次为, 9-3 已知系统结构图如图所示,其状态变量为1x 、2x 、3x 。试求动态方程,并画出状态变量图。 解:由图中信号关系得,31x x =&,u x x x 232212+--=&,32332x x x -=&,1x y =。动态方程为 u x x ?? ?? ? ?????+??????????---=020*********&,[]x y 001;

控制理论实验在线作业

您的本次作业分数为:97分单选题 1.下列不属于测试控制系统频率特性的方法的是: ? A 劳斯判据 ? B 输人输出曲线直接记录法 ? C 李沙育图形法 ? D 补偿法 单选题 2.不属于非线性特性的是: ? A 齐次性 ? B 饱和特性 ? C 继电器特性 ? D 死区特性 单选题 3.1惯性环节2积分环节3比例积分环节4比例积分微分环节, 其中属 于典型环节的是: ? A 13

? B 234 ? C 123 ? D 1234 单选题 4.伺服电机由于要克服摩擦和负载转矩,需要有一定的启动电压,这反 映了电机的: ? A 齐次性 ? B 饱和特性 ? C 继电器特性 ? D 死区特性 单选题 5.理想运算放大器的满足条件不包括: ? A 放大倍数为无限大 ? B 开环输入阻抗为0,输出阻抗无限大 ? C 通频带无限大 ? D 输入输出呈线性特性

单选题 6.控制系统性能分析,一般不包括: ? A 快速性 ? B 准确性 ? C 稳定性 ? D 可实现性 单选题 7.利用matlab进行控制系统实验属于: ? A 物理仿真 ? B 半物理仿真 ? C 数字仿真 ? D 实物验证 判断题 8.峰值时间对于过阻尼系统它是响应从终值的10%上升到90%所需要 的时间。 ?正确错误

判断题 9.一般而言,只要在阶跃信号输入下系统的时域响应能符合设计要求, 则在其它任何信号输入下,系统的动态性能指标能满足要求。 ?正确错误 判断题 10.输入信号为单位冲激函数时,求出系统的输出响应,称为单位阶跃 响应。 ?正确错误 判断题 11.超调量是指响应曲线超过阶跃输入的最大偏离量。 ?正确错误 判断题 12.功率放大器提供足够的电流供直流力矩电机使用,为了隔离功率放 大器与力矩电机,放大器要求具有较低的输出阻抗和较高的输入阻抗。

18春北理工《自动控制理论(2)》在线作业

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 北理工《自动控制理论2》在线作业 一、单选题: 1.(单选题)描述系统输出与状态之间的函数关系的代数方程称为系统的()。 (满分 A状态变量 B状态空间 C状态方程 D输出方程 正确:D 2.(单选题)线性定常系统可通过状态反馈实现闭环极点任意配置的充要条件是()。(满分 A系统的状态完全能控 B系统的状态完全能观 C系统是稳定的 D系统能镇定 正确:A 3.(单选题)齐次状态方程的解就是系统在无外力作用下由初始条件引起的()。 (满分 A自由运动 B强迫运动 C离心运动 D旋转运动 正确:A 4.(单选题)齐次状态方程就是指状态方程中不考虑()的作用。 (满分 A输入 B输出 C状态 D系统 正确: 5.(单选题)非齐次状态方程的解就是系统在外力作用下的()。 (满分 A自由运动 B强迫运动 C离心运动 D旋转运动 正确: 6.(单选题)在所有可能的实现中,维数最小的实现称为()。 (满分:) A能控标准形实现 B并联形实现 C串联形实现 D最小实现 正确: 7.(单选题)能够完整的描述系统运动状态的最小个数的一组变量称为()。 (满分:)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A状态变量 B状态空间 C状态方程 D输出方程 正确: 8.(单选题)系统的输出是y,状态为x,输入为u,状态反馈控制律的形式是()。 (满分:) Au=Ky Bu=Kx Cu=Ku Du=K/y 正确: 9.(单选题)引入状态反馈的目的是()。 (满分:) A配置系统的极点 B改变系统的能控性 C改变系统的能观性 D使得系统能观 正确: 10.(单选题)线性系统的系数矩阵A如果是非奇异的,则系统存在()平衡点。 (满分:) A一个 B两个 C三个 D无穷多个 正确: 二、多选题: 11.(多选题)李氏函数具有哪些性质()。 (满分:) A正定性 B负定性 C正半定性 D负半定性和不定性 正确: 12.(多选题)经典控制理论线性系统稳定性判别方法有()。 (满分:) A代数判据 BNquist稳定判据 C根轨迹判据 DLyapunov稳定性理论 正确: 13.(多选题)建模是通过数据、表达式、逻辑或各方式的组合表示状态和()间的关系。(满分:) A输入变量 B输出变量 C参数

控制科学与工程的二级学科以及排名

控制科学与工程 是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一,它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪,近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用,才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后,经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下,50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论,并相继发展了若干相对独立的学科分支,使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来,随着计算机技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中,模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃;由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透,形成了系统工程学科。特别是近20年来,非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战,进一步促进了本学科的迅速发展。目前,本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域,从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础,研究各领域内独立于具体对象的共性问题,即为了实现某些目标,应该如何描述与分析对象与环境信息,采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义,而与各领域具体问题的结合,又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点,使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如:它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时,相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展,使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 相关学科关系 本学科在本科阶段叫自动化,研究生阶段叫控制科学与工程,本学科下设的六个二级学科:“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”和“企业信息化系统与工程”。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。

北理工《自动控制理论1 》在线作业1答案

北理工《自动控制理论1 》在线作业-0002 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共20 道试题,共60 分) 1.主导极点的特点是()。 A.距离虚轴很近 B.距离实轴很近 C.距离虚轴很远 D.距离实轴很远 正确答案:A 2.系统的频率特性() A.是频率的函数 B.与输入幅值有关 C.与输出有关 D.与时间t有关 正确答案:A 3.单位反馈系统的开环传递函数G(s)=16/(s(s+4*sqrt(2))),其幅值裕度h等于() A.0 B.4sqrt(2)dB C.16dB D.无穷 正确答案:D 4.系统对输入信号的时域响应中,其调整时间的长短是与()指标密切相关。 A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差 正确答案:D 5.系统型次越高,稳态误差越()。 A.越小 B.越大 C.不变 D.无法确定 正确答案:A 6.用实验法求取系统的幅频特性时,一般是通过改变输入信号的()来求得输出信号的幅

值。 A.相位 B.频率 C.稳定裕量 D.时间常数 正确答案:B 7.系统的传递函数在右半S平面上没有零点和极点,则该系统称作()。 A.非最小相位系统 B.最小相位系统 C.不稳定系统 D.振荡系统 正确答案:B 8.适合应用传递函数的系统是()。 A.单输入,单输出的线性定常系统 B.单输入,单输出的线性时变系统 C.单输入,单输出的定常系统 D.非线性系统 正确答案:A 9.已知串联校正装置的传递函数为0.2(s+5)/(s+10),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 正确答案:C 10.二阶系统的调整时间长,则说明()。 A.系统响应快 B.系统响应慢 C.系统的稳定性差 D.系统的精度差 正确答案:B 11.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

山东科技控制理论与控制工程专业英语作业

PID控制器设计 1、the original system step response diagram, The root locus diagram and Bode diagram. The transfer function of controlled object is: G s= 15 (s+2)(s2+3s+5) Simulation with matlab: clear

s1=tf([15],[1,5,15,10]) s2=feedback(s1,1) figure(1),step(s2),grid figure(2),rlocus(s1),grid figure(3),bode(s1),grid Figure 1 Step Response Diagram We can find: ×100%=16.7% Overshoot:σ=0.7?0.6 0.6 Adjustment time:t s=4.5s

Figure 2 Root Locus Plot Diagram Figure 3 Bode diagram

2、PID parameter tuning It can be seen from Figure 2 that the root trajectory of the system has two branches that are routed through the imaginary axis. According to the characteristics of the system stability, it can be known that the system is unstable when the trajectories are distributed in the right half of the complex plane The system is stable if distributed over the left half plane. The point at which the root trajectory intersects the imaginary axis is the critical stability of the system, and the value of K is the critical ratio of the amplitude of the amplitude. From the root trajectory curve of the system, we can see that the open-loop gain of the intersection of the root locus and the imaginary axis is K =4. At this time, the integral time constant and the differential time constant are obtained. The amplitude curve is plotted by matlab. The program and result are as follows: s3=tf([20],[1,5,7,4]) s4=feedback(s3,1) figure(4),step(s4),grid

控制理论与控制工程简介

控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业,1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名,是“控制科学和工程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生,1986年获得硕士学位授予权,1995年获得博士学位授予权,1997年设立“控制科学和工程”博士后流动站,2003年被教育部确定为“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专业有长江学者特聘教授1名,教授19名、副教授5名。此外,本学科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在的知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来,该专业已培养了博士27名,硕士179名,出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目,获得了一大批科研成果和国家或省部级科技进步奖,出版了一批有影响的著作和教材,发表了大量的高水平学术论文。其中,1995年以来,共取得了2项国家级获奖成果,23项省部级获奖成果,已完成和正在进行的国家自然科学基金及863项目有16项,在相关学术会议和专业学术刊物上发表论文500余篇,出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、思想、理论和“三个代表”重要思想, 树立正确的世界观、人生现和价值观,坚持四项基本原则,热爱祖国, 遵纪守法,品德优良,乐于奉献,积极为社会主义现代化建设服务。 2、在本学科领域,较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知

自动控制原理C作业(第二章)答案

第二章 控制系统的数学模型 2.1 RC 无源网络电路图如图2-1所示,试采用复数阻抗法画出系统结构图,并求传递函数 U c (s )/U r (s )。 图2-1 解:在线性电路的计算中,引入了复阻抗的概念,则电压、电流、复阻抗之间的关系,满足广义的欧姆定律。即: )() () (s Z s I s U = 如果二端元件是电阻R 、电容C 或电感L ,则复阻抗Z (s )分别是R 、1/C s 或L s 。 (1) 用复阻抗写电路方程式: s C S I S V R S U S U S I s C S I S I S U R S U S U S I c c c c C r 2222 21212111 111)()(1)]()([)(1)]()([)(1)]()([)(? =-=? -=?-= (2) 将以上四式用方框图表示,并相互连接即得RC 网络结构图,见图2-1(a )。 2-1(a )。 (3) 用梅逊公式直接由图2-1(a) 写出传递函数U c (s )/U r (s ) 。 ? ?= ∑K G G K 独立回路有三个:

S C R S C R L 11111 11-= ?- = S C R S C R L 22222111-= ?- = 回路相互不接触的情况只有L 1和L 2两个回路。则 2 221121121 S C R C R L L L == 由上式可写出特征式为: 2 2211122211213211 1111)(1S C R C R S C R S C R S C R L L L L L ++++ =+++-=? 通向前路只有一条 221212*********S C C R R S C R S C R G =???= 由于G 1与所有回路L 1,L 2, L 3都有公共支路,属于相互有接触,则余子式为 Δ1=1 代入梅逊公式得传递函数 1 )(1 111111 21221122121222111222112 221111++++=++++= ??=s C R C R C R s C C R R s C R C R s C R s C R s C R s C R C R G G 2-2 已知系统结构图如图2-2所示,试用化简法求传递函数C (s )/R (s )。 图2-2 解:(1)首先将含有G 2的前向通路上的分支点前移,移到下面的回环之外。如图2-2(a )所示。 (2)将反馈环和并连部分用代数方法化简,得图2-2(b )。 (3)最后将两个方框串联相乘得图2-2(c )。 S C R R S C L 12213111-= ?- =

控制理论离线作业答案

浙江大学远程教育学院 《控制理论》课程作业 姓名:郭超学号:712128202045 年级:2012秋学习中心:华家池————————————————————————————— 第一章 1-1 与开环系统相比,闭环系统的最大特点是:检测偏差,纠正偏差。 1-2 分析一个控制系统从以下三方面分析:稳定性、准确性、快速性。 1-3 控制系统分为两种基本形式开环系统和闭环系统。 1-4 负正反馈如何定义? 解:将反馈环节取得的实际输出信号加以处理,并在输入信号中减去这样的反馈量,再将结果输入到控制器中去控制被控对象,我们称这样的反馈是负反馈;反之,若由输入量和反馈相加作为控制器的输入,则称为正反馈。 1-5 若组成控制系统的元件都具有线性特性,则称为线性控制系统。 1-6 控制系统中各部分的信号都是时间的连续函数,则称为连续控制系统。 1-7 在控制系统各部分的信号中只要有一个信号是时间的离散信号,则称此系统为离散控制系统。 1-8控制系统一般可分为两种基本结构:开环控制、闭环控制;控制系统可进行不同的分类:线性系统与非线性系统_; 恒值系统与随动系统;连续系统与离散系统。 1-9请画出闭环控制系统的结构原理图,并简要介绍各部分的主要作用。 图1 闭环控制系统 系统的控制器和控制对象共同构成了前向通道,而反馈装置构成了系统的反馈通道。 1-10 控制系统的性能要求一般有稳定性、准确性和快速性;常见的线性定常系统的稳

定性判据有劳斯判据和乃奎斯特判据。 第二章 2-1 如图1所示,分别用方框图简化法或梅逊公式计算传递函数 () () C s R s (写出推导过程)。 1 方框图简化 (a) (b) 图1

控制科学与工程

控制科学与工程[自动化]招生单位专业课类比本表所统计专业课的仅是“0811 控制科学与工程”一级学科下属的几个专业(二级学科)。双控=控制理论与控制工程;检测=检测技术与自动化装置;系统=系统工程;模式=模式识别与智能系统;导航=导航、制导与控制;复试——指的是复试笔试科目。 此仅为部分重点院校或重点专业;部分学校的同一名称的专业分布在不同的学院,也一并列出。 北京工业大学 421自动控制原理 复试:1、电子技术2、计算机原理 北京航空航天大学 [双控] 432控制理论综合或433控制工程综合 [检测] 433控制工程综合或436检测技术综合 [系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计 [模式] (自动化学院)433控制工程综合或436检测技术综合、(宇航学院)423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合 [导航] (自动化学院)432控制理论综合或433控制工程综合、(宇航学院)431自动控制原理 复试:无笔试。1) 外语口语与听力考核;2) 专业基础理论与知识考核;3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核;4) 综合素质与能力考核 北京化工大学 440电路原理 复试:综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理) 注:数学可选择301数学一或666数学(单) 北京交通大学 [双控/检测]404控制理论 [模式]405通信系统原理或409数字信号处理 复试: [电子信息工程学院双控]常微分方程 [机械与电子控制工程学院检测]综合复试(单片机、自动控制原理) [计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统 北京科技大学 415电路及数字电子技术(电路70%,数字电子技术30%) 复试: 1.数字信号处理 2.自动控制原理 3.自动检测技术三选一 北京理工大学 410自动控制理论或411电子技术(含模拟数字部分)

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