第九章 反馈控制电答案
电气控制与PLC应用技术 习题参考答案(梅丽凤)第9章习题答案 Microsoft Word 文档
第9章思考题与练习题1.答：在PLC的输出端，对于交流负载，为避免断开电源时产生的感应电动势的干扰，应在交流回路侧阻容或RC吸收电路；对于直流感性负载，应在负载两端并联续流二极管以防感应电动势击穿PLC内部电路元器件。
2.答：机型选择的基本原则是在满足控制功能要求前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。
具体应考虑的因素（1）结构合理（2）功能强、弱适当（3）实时控制（4）机型统一（5）是否在线编程（6）PLC的环境要求3.答：PLC控制系统的基本设计步骤可分7步，包括：1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求。
2）根据被控对象对PLC控制系统的功能要求和所需要的I/O信号的点数等，选择合适类型的PLC。
如果需要网络控制系统，还须选择网络通信系统的类型。
3）根据控制要求所需的用户I/O设备，确定PLC的类型，并确定PLC的I/O地址分配，设计I/O端子的接线图。
4）根据工作循环图表或状态流程图设计梯形图。
5）根据梯形图编制程序清单。
6）系统调试。
7）编撰技术文件。
4.答：(1)抑制电源系统引入的干扰。
(2）抑制输入/输出电路引入的干扰。
（3）PLC的接地。
（4）软件抗干扰的实现5.答：参见教材P311、表9-3 S7-200故障检查以及处理方法。
6.答：一般分为三类。
1）文本显示器（TD，Text Display）它是一种小型的廉价的人机交互设备，只能进行参数设定和文字信息的显示，不能显示图片，处理信息有限。
它主要应用于对交互显示要求较低的场合。
2）操作员面板（OP，Operator Panel）它有液晶显示器和薄膜组成。
有些产品的按键有30个左右，可以满足在恶劣的环境中使用，每个按键有一百万次的使用寿命。
3）触摸屏（TP，Touch Panel）触摸屏直观、美观，安装方便，占用空间少，是现在的HMI的主流产品。
7.答：PLC控制系统的设计一般分为硬件设计以及PLC软件设计两个方面：.选择I/O设备、选择合适的PLC、分配I/O点、设计控制台、电器柜、编写控制程序以及调试、编制控制系统的技术文件等。
大学电路与模拟电子技术基础(第2版) 习题解答-第9章习题解答
20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：第9章负反馈放大电路习题99.1 什么叫反馈？反馈有哪几种类型？解：在电子系统中，将输出回路的输出量（输出电压或电流）通过一定形式的电路网络，部分或全部馈送到输入回路中，并能够影响其输入量（输入电压或电流），这种电压或电流的回送过程称为反馈。
负反馈可分为4种类型的反馈组态（或称反馈类型）：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
9.2 某放大电路的信号源内阻很小，为了稳定输出电压，应当引入什么类型的负反馈？解：应该引入电压串联负反馈9.3 负反馈放大电路一般由哪几部分组成？试用方框图说明它们之间的关系？解：根据反馈放大器各部分电路的主要功能，可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分，如图所示。
9.4 要求得到一个电流控制的电流源，应当引入什么负反馈？解：应该引入电流并联负反馈9.5 在图9.1所示的各电路中，请指明反馈网络是由哪些元件组成的，判断引入的是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？设所有电容对交流信号可视为短路。
解：（a）R e、C e，直流电流串联负反馈；（b）R f交、直流电压并联负反馈；（c）R f1、R f2、C，直流电压并联负反馈；R e1级间交、直流电流串联负反馈，R e2本级交、直流电流串联负反馈；（d）R f、R e2级间交、直流电流并联正反馈；（e）R2、R f交、直流电压并联负反馈；（f）R2、R5本级的交、直流电压并联负反馈；R6级间交、直流电流串联负反馈；（g）R1、R f交、直流电压串联正反馈；（h）R3交、直流电流并联负反馈9.6 试判断图9.1所示电路的级间交流反馈的组态。
解：（a）无交流负反馈（b）R f交流电压并联负反馈；（c）R e1级间交流电流串联负反馈；（d）R f、R e2级间交流电流并联正反馈；（e）R2、R f交流电压并联负反馈；（f）R6级间交流电流串联负反馈；（g）R1、R f交流电压串联正反馈；（h）R3交流电流并联负反馈图9.1 习题9.5电路图9.7 某反馈放大电路的方框图如图9.2所示，已知其开环电压增益u 2000A •=，反馈系数u 0.0495F •=。
自动控制原理试题库(含答案)
一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=nω，阻尼比=ξ，0.7072= 该系统的特征方程为2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s+++。
6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为(1)(1)K s s Ts τ++。
8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是1()[()()]p u t K e t e t dt T =+⎰， 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
第9章答案 (1)
《模拟电路》习题答案9第9章9.1 Ao=Xo/Xi; A F=Xo/XsF=X F/Xo; AoF=X F/Xi9.2 负反馈分（电压串联）负反馈、（电压并联）负反馈、（电流串联）负反馈、（电流并联）负反馈四种。
9.3 电压；电压；电压；电压；电压；电压。
9.4 电流；电流；电流；电流；电流；电流。
9.5 电压；电流；电流；跨阻，欧姆，西门子，无量纲9.6 电流；电压；电压；跨导，西门子，欧姆，无量纲9.7 应加电压串联负反馈F=1/A F－1/AoF－1/A F=10－3F－1/A F=10－6F－1/A F=10－129.8 无穷，0，无穷，09.9 较大，较小9.10 电压，电流9.11 应采用电压串联负反馈R iF＝（1＋AoF）Ri ，A oF＝7，F＝0.019.12 AoF＝6.5，F＝0.139.13 （1）应加电压负反馈，AoF＝4（2）应加电流负反馈，AoF＝49.14 dA F/A F＝1％9.15 F＝0.049；(N/S)F＝2509.16 略9.17 略9.18 他们的3dB带宽分别为100Hz、10kHz、100kHz、1MHz和10MHz 9.19 略9.20 （1）错（2）错（3）错（4）错9.21 略9.22 （a）10－5（b）10－39.23 （1）直流整体负反馈（2）电流负反馈（3）电压负反馈（4）串联负反馈9.24 （a）电压串联负反馈（b）电流并联负反馈（c）电流串联负反馈（d）电压串联负反馈（b）电压并联负反馈（b）电压串联负反馈9.25 （a）R2，T1电流串联负反馈，交直流R3，T2电压并联负反馈，交流R1，T2电流串联负反馈，直流R4电流并联负反馈，直流（b）R2、R3，T1电流串联负反馈，直流R5，T2电流串联负反馈，直流R7，T3电流串联负反馈，直流R3、R8电压串联负反馈，交流（c）R2，T1电流串联负反馈，直流R4，T2电流串联负反馈，交流R5，T2电流串联负反馈，直流R4、R5、R6电流并联负反馈，交流（d）R1、R2电压并联负反馈，直流R2电压并联负反馈，交流9.26 639.27 Vo/Vs＝24.4（25.4）Io/Vs=24.4mS(25.4mS)9.28 (1＋R2/R1)×1/R19.29 -R3/R29.30 19.31 电压串联负反馈，1019.32 电压串联负反馈，1＋R4/R39.33 电流串联负反馈，V o/Vs=－12，Io/Vs=0.02S9.34 （1）电压并联负反馈（2）V o/Vs=－4.7 V o/Is=-47k欧姆（3）略9.35 电流并联负反馈R*L＝R L||R8V o/Vs=R2R*L/R1R5 ; Io/Is=－R2/R59.36 （1）错（2）对（3）错（4）错9.37 最小相位裕度：φm＝84.39.38 （1）T＝100（2）相位裕度φ＝-95.1度（3）略。
自动控制原理试题库(含参考答案)
一、填空题（每空1分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n7其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++arctan 180arctan T τωω--。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。
是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。
电力拖动自动控制系统复习题及答案
电力拖动自动控制系统复习题及答案一、基础题1、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是无静差的调速系统。
3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用准IP调节器。
4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。
5、调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以动态跟随性能为主。
6、超调量的表达式为：δ＝(Cmax－C∞)/C∞×100％。
7、在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于恒转矩调速性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，属于恒功率调速。
8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S 的大小与电压角频率δ1 成正比，其方向则与磁链矢量正交。
9、调速系统的动态性能就是抵抗扰动的能力。
10、抗扰性能是反馈控制系统最突出的特征之一。
11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于给定和反馈检测精度。
12、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
13、在起动过程中转速调节器ASR经历了快速进入饱和、饱和、退饱和、三种情况。
14、自动控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标和扰动性能指标。
15、动态降落的表达式为：(△Cmax/Cb) ×100％。
16、基频以上变频调速属于恒功率调速。
17、异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
18、两种最基本的直流调速方式为：调压调速方式和弱磁调速方式。
19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作中频宽。
20、Ws*＋W =W1* 是转差频率控制系统突出的特点或优点。
21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
自动控制原理题目(含答案)
《自动控制原理》复习参考资料一、基本知识 11、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。
2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。
3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。
4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。
5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。
6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。
7、两个传递函数分别为 G1(s)与 G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为G(s)+G2(s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G1(s)*G2(s)。
18、系统前向通道传递函数为 G (s)，其正反馈的传递函数为 H (s)，则其闭环传递函数为G(s) /(1-G(s) H(s) )。
9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为 G (s)，则闭环传递函数为G(s) /(1+ G(s) )。
10 、典型二阶系统中，ξ=0.707 时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为 4.3%。
11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。
12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。
13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。
14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。
15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。
16 、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。
17 、对于典型二阶系统，惯性时间常数 T 愈大则系统的快速性愈差。
18 、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标 ts越小，即快速性越好19 最小相位系统是指 S 右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
20、按照校正装置在系统中的不同位置，系统校正可分为串联校正、反馈校正、补偿校正与复合校正四种。
自动控制原理习题与答案
1、在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的A.偏差信息B.放大信息C.测量信息D.反馈信息正确答案：D2、反馈控制也称为A.开环控制B.前馈控制C.复合控制D.闭环控制正确答案：D3、什么是保证系统正常工作的先决条件？A.稳定性B.快速性C.鲁棒性D.准确性正确答案：A4、系统输出量不会对系统控制作用发生影响的控制方式是A.反馈控制方式B.开环控制方式C.复合控制方式D.顺馈控制方式5、结构和参数便于调整，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统的系统，这类元件称为A.校正元件B.测量元件C.给定元件D.执行元件正确答案：A6、系统和输入已知，求系统输出并对动态特性进行研究，称为A.系统辨识B.系统综合C.系统设计D.系统分析正确答案：D7、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.惯性环节C.积分环节D.微分环节正确答案：B8、若系统的开环传递函数为G(s)=10/(s(5s+2)),则它的开环增益为A.1B.5C.10D.29、在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（）反馈传感器A.位移B.速度C.电压D.电流正确答案：D10、把系统输出变量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为系统的传递函数A.正确B.无法判断C.部分正确D.不正确正确答案：D11、引出点前移越过一个方块图单元时，应在引出线支路上A.并联越过的方块图单元B.串联越过的方块图单元的倒数C.并联越过的方块图单元的倒数D.串联越过的方块图正确答案：D12、梅森公式是用来A.求系统根轨迹B.判断稳定性C.计算输入误差D.求系统传递函数13、在信号流图中，在支路上标明的是A.比较点B.引出点C.传递函数D.输入正确答案：C14、一阶惯性系统无法跟踪什么信号A.脉冲信号B.阶跃信号C.加速度信号D.斜坡信号正确答案：C解析： D、当输入为加速度信号时，随着时间推移跟踪误差将不断增大，最终趋于无穷大。
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第九章 反馈控制电路
1．画出锁相环路的组成框图并简述各部分的作用。
解：锁相环路的系统框图如图所示。
图 锁相环路的基本组成框图
锁相环路是由鉴相器PD(Phase Detector)、环路滤波器LF(Loop Filter)和压控振荡器VCO 组成的，其中LF 为低通滤波器。
各部分功能如下：
(1)鉴相器PD ：鉴相器是一个相位比较器，完成对输入信号相位与VCO 输出信号相位进行比较，得误差相位)()()(t t t o i e ϕϕϕ-=。
(2)环路滤波器LF ：环路滤波器(LF)是一个低通滤波器(LPF)，其作用是把鉴相器输出电压u d (t )中的高频分量及干扰杂波抑制掉，得到纯正的控制信号电压u c (t )。
(3)压控振荡器VCO ：压控振荡器是一种电压-频率变换器，它的瞬时振荡频率o ω(t )是用控制电压u c (t )控制振荡器得到，即用u c (t ) 控制VCO 的振荡频率，使i ω与o ω的相位不断减小，最后保持在某一预期值。
2．锁相环路调频波解调器原理电路如图所示，试分析其解调过程。
图 锁相环路调频波解调器原理框图
解：设输入调频波为
)](sin[])(sin[)(t t w U dt t u K t w U t u o im f i im FM ϕ+=+=⎰Ω
])()()(1⎰Ω+-=dt t u K w w t f o i ϕ
式中，i w 为调频波中心频率；0w 为VCO 固定频率。
当VCO 的频率锁定在i w 时，有 )()(1t u K dt t d f Ω=ϕ
此时VO 的输入信号，即解调器输出电压u o (t )正比于
)()(1t u K dt t d f Ω=ϕ，故从环路滤波器的输出就可以得到调频波解调信号。