自动控制原理随堂练习答案要点
华南理工大学网络教育自动控制原理-随堂练习答案
自动控制原理随堂练习第一章绪论答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.A. B. C.A. B. C.A. B. C.A. B. C.答题：对. 错答题：对. 错答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.某系统的传递函数为，该传递函数有（答题： A. B. C. D.某典型环节的传递函数是，则该环节是（答题： A. B. C. D.已知系统的单位脉冲响应函数是，则系统的传递函数是（A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.某系统的传递函数是，则该可看成由（答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题：对. 错答题：对. 错答题：对. 错．闭环极点为的系统．闭环特征方程为的系统．阶跃响应为的系统．脉冲响应为的系统答题： A. B. C. D.．最大超调量 D答题： A. B. C. D.已知二阶系统的传递函数是，则该系统属于答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.已知系统的开环传递函数为，则其型别为（答题： A. B. C. D.已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为答题： A. B. C. D.若某负反馈控制系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方程为． B．． D答题： A. B. C. D.某单位反馈系统的开环传递函数为，． B． C． D．答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.系统在作用下的稳态误差，说明（．系统型别 B答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.．最大超调量 DA. B. C.A. B. C.16.特征方程最靠近虚轴的根和虚轴的距离表示系统的稳定裕度，越大则系统的稳定性越低。
自动控制原理_随堂练习_网络
第二章控制系统的教学模型．．．．．．．．某典型环节的传递函数是，则该环节是（A. B. C. D.某系统的传递函数是，则该可看成由（系统在作用下的稳态误差，说明（．型别已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为．闭环极点为的系统．闭环特征方程为的系统．阶跃响应为的系统．脉冲响应为的系统．稳态误差计算的通用公式是若某负反馈控制系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方程为．B．．D曲线．最大超调量D系统渐近线与实轴正方向夹角为（、、、、已知单位反馈系统的开环传递函数为，则根据频率特性的物理意义，该闭环系统输入信号为时系统的稳态输出为（A. B.C. D.A. B.D.右半平面上的极点数，为系统的型别。
开环对视幅频特性低频段的斜率表征系统的类型，高度表征开环传递系数的大小C.中频段的斜率、宽度以及截止频率表征系统的动态性能若系统的开环不稳定，即开环传递函数在右半平面上的开环频率特性曲线及其镜像当从变化到时，若系统的开环不稳定，即开环传递函数在右半平面上的开环频率特性曲线及其镜像当A. B.C. D.对数幅值裕度=6.02dB B. 对数幅值裕度=2dB 转折频率=8 D. 转折频率=0.5相角裕度：幅值裕度：在工程设计中，一般取，非最小相位系统的特性和特性之间不具有一一对应关系最小相位系统指具有最小相位传递函数的系统，最小相位传递函数函数即的全部极点均位于奈奎斯特稳定判据是利用系统的开环频率特性来判断闭环系统的稳定性的。
对于一个开环传递函数中没有虚轴右侧零、极点的最小相位系统而言，曲线越靠近（（其中）A. B.C. D.（其中）A. B.C. D.第六章控制系统的校正装置综合（其中）A. B.C. D.（其中）A. B.D.零阶保持器的作用：使采样信号每个采样瞬时的采样值]一直保持到离散系统的特征方程是稳定的。
自动控制原理习题及答案
一、简答题1. 被控对象、被控量、干扰各是什么？答：对象：需进行控制的设备或装置的工作进程。
被控量：被控对此昂输出需按控制要求变化的物理量。
干扰：对生产过程产生扰动，使被控量偏离给定值的变量。
2. 按给定信号分类，控制系统可分为哪些类型？答：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
3. 什么是系统的静态？答：被控量不随时间改变的平衡状态。
4. 什么是系统的动态？答：被控量随时间变化的不平衡状态。
5. 什么是系统的静态特性？答：系统再平衡状态下输出信号与输入信号的关系。
6. 什么是系统的动态特性？答：以时间为自变量，动态系统中各变量变化的大小、趋势以及相互依赖的关系。
7. 控制系统分析中，常用的输入信号有哪些？答：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲。
8. （3次）传递函数是如何定义的？答：线性定常系统在零初始条件下输出响应量的拉氏变换与输入激励量的拉氏变换之比。
9. 系统稳定的基本条件是什么？答：系统的所有特征根必须具有负的实部的实部小于零。
10. 以过渡过程形式表示的质量指标有哪些？答：峰值时间t p 、超调量δ%、衰减比n d 、调节时间t s 、稳态误差e ss 。
11. 简述典型输入信号的选用原因。
答：①易于产生；②方便利用线性叠加原理；③形式简单。
12. 什么是系统的数学模型？答：系统的输出参数对输入参数的响应的数学表达式。
13. 信号流图中，支路、闭通路各是什么？答：支路：连接两节点的定向线段，其中的箭头表示信号的传送方向。
闭通路：通路的终点就是通路的起点，且与其他节点相交不多于一次。
14. 误差性能指标有哪些？答：IAE ，ITAE ，ISE ，ITSE二、填空题1. 反馈系统又称偏差控制，起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，即按参考输入的前馈复合控制和按扰动输入的前馈复合控制。
3. 某系统的单位脉冲响应为g(t)=10e -0.2t +5e -0.5t ，则该系统的传递函数G(s)为ss s s 5.052.010+++。
自动控制原理随堂练习答案要点
自动控制原理随堂练习答案要点自动控制原理是现代工程技术中的重要学科，它研究如何利用各种控制原理和方法，实现对各种系统的自动控制。
在学习过程中，进行随堂练习是提高理论应用能力的有效方式。
下面是自动控制原理随堂练习的答案要点，供参考：1. 控制系统基本概念- 控制系统：由输入、输出、反馈和控制器等组成的系统。
- 开环控制系统：无反馈的控制系统，输出不受干扰的影响。
- 闭环控制系统：有反馈的控制系统，输出受干扰的影响。
2. 信号与系统- 信号：表示信息或数据的物理量。
- 连续信号与离散信号：连续信号在时间和幅度上都是连续变化的，离散信号在时间和幅度上都是离散变化的。
- 系统：将输入信号转换为输出信号的物理系统。
3. 传递函数与频率响应- 传递函数：描述系统输入与输出关系的函数。
- 频率响应：系统对不同频率信号的响应情况。
4. 时域分析- 系统的单位脉冲响应：系统对单位脉冲信号的响应。
- 系统的单位阶跃响应：系统对单位阶跃信号的响应。
- 系统的零状态响应与零输入响应：零状态响应是指系统对初始状态为零的输入信号的响应，零输入响应是指系统对初始输入为零的非零初始状态信号的响应。
5. 频域分析- 系统的频率响应：描述系统对不同频率输入信号的响应情况。
- 幅频特性图：绘制系统的幅频特性曲线，表示系统对不同频率输入信号的幅度变化。
- 相频特性图：绘制系统的相频特性曲线，表示系统对不同频率输入信号的相位变化。
6. 控制器设计- P控制器：比例控制器，输出与误差成正比。
- I控制器：积分控制器，输出与误差的累积成正比。
- D控制器：微分控制器，输出与误差变化率成正比。
- PID控制器：由P、I和D控制器组成的综合控制器。
7. 稳定性分析- 稳定性：系统在无穷远处的响应是有界的。
- 临界稳定：系统在极限情况下刚好保持稳定。
- 超稳定：系统在极限情况下仍然保持稳定，但响应速度较慢。
- 不稳定：系统在极限情况下不再保持稳定。
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答： 1 开环系统(1)长处 :构造简单，成本低，工作稳固。
用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时，可获得满意的成效。
(2)弊端：不可以自动调理被控量的偏差。
所以系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2闭环系统⑴长处：不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去消除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调理的控制系统。
在实质中应用宽泛。
⑵弊端：主要弊端是被控量可能出现颠簸，严重时系统没法工作。
1-2什么叫反应？为何闭环控制系统常采纳负反应？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。
闭环控制系统常采纳负反应。
由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。
比如，一个温度控制系统经过热电阻（或热电偶）检测出目前炉子的温度，再与温度值对比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类（线性，非线性，定常，时变）？2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )（1）dt 2 dt dt（2） y(t ) 2 u(t)（3）t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )（4）dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) （5）dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt（6）dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt（7）dt解答： （1）线性定常（2）非线性定常 （3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图， 图中 Q1，Q2 分别为进水流量和出水流量。
控制的目的是保持水位为必定的高度。
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第一章 习题答案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:d a ↔，c b ↔；(2）系统方框图如图解1—1 所示。
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。
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。
自动控制原理-课后习题及答案
第一章 绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.解答：1开环系统(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。
用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。
(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。
因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2 闭环系统⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调节的控制系统。
在实际中应用广泛。
⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。
>1-2 什么叫反馈为什么闭环控制系统常采用负反馈试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。
闭环控制系统常采用负反馈。
由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。
例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）（1）22()()()234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+（2）()2()y t u t =+（3）()()2()4()dy t du t ty t u t dt dt +=+ （4）()2()()sin dy t y t u t tdt ω+=（5）22()()()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++=—（6）2()()2()dy t y t u t dt +=（7）()()2()35()du t y t u t u t dtdt =++⎰解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变（4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常 （7）线性定常1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。
自动控制原理_孟华_习题答案
自动控制原理课后习题答案第二章2.1 试分别写出图2.68中各无源电路的输入u r(t)与输出u c(t)之间的微分方程。
图2.68 习题2.1图解：(a)11r cu uiR-=，2()r cC u u i-=&&，122cui iR+=，12122121212c c r rR R R R RCu u Cu uR R R R R R+=++++&&(b)11()r cC u u i-=&&，121ru uiR-=，1221i i C u+=&，121cu i R u=+，121211122112121121()()c c c r r rR R C C u R C R C R C u u R R C C u R C R C u u++++=+++&&&&&&(c)11r cu uiR-=，112()rC u u i-=，1122ui iR+=，1121cu i dt uC=+⎰，121212222112122221()()c c c r r rR R C C u R C R C R C u u R R C C u R C R C u u++++=+++&&&&&&2.2 试证明图2.69(a)所示电路与图2.69(b)所示的机械系统具有相同的微分方程。
图2.69(b)中X r(t)为输入，X c(t)为输出，均是位移量。
(a) (b)图2.69 习题2.2图解：(a)11r cu uiR-=，12()r cC u u i-=&&，12i i i+=，221cu idt iRC=+⎰，121211122212121122()()c c c r r rR R C C u R C R C R C u u R R C C u R C R C u u++++=+++&&&&&&(b)2121()cB x x K x-=&&，1121()()()r c r c cB x x K x x B x x-+-=-&&&&，121221212121211212()()c c c r r rB B B B B B B B Bx x x x x xK K K K K K K K K++++=+++&&&&&&2.3 试分别求出图2.70中各有源电路的输入u r (t )与输出u c (t )之间的微分方程。
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2.下图所示系统属于（）。
．．．．
．．．．
，则该环节是（
已知系统的单位脉冲响应函数是，则系统的传递函数是（A. B. C. D.
某系统的传递函数是，则该可看成由（
，说明（
．型别
已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为
．闭环极点为
．闭环特征方程为
．阶跃响应为
．脉冲响应为
．稳态误差计算的通用公式是
，．
．
．最大超调量
系统渐近线与实轴正方向夹角为（
、、、、
已知单位反馈系统的开环传递函数为，为时系统的稳态输出为（
A. B.
C. D.
A. B.
C. D.
右半平面上的极点数，为系统的型别。
参考答案：C
问题解析：
5.下列关于开环对数频率特性曲线―Bode图，说法不正确的是（）。
A.开环对视幅频特性低频段的斜率表征系统的类型，高度表征开环传递系数的大小
B.低频段能全面表征系统稳态性能
C.中频段的斜率、宽度h以及截止频率表征系统的动态性能
D.高频段对动态性能影响较大，表征系统的抗干扰能力
答题： A. B. C. D. （已提交）
参考答案：D
问题解析：
6.下列关于奈奎斯特稳定判据的说法，正确的是（）。
A.若系统的开环不稳定，即开环传递函数在右半s平面上有极点，其个数为P，则闭环系统稳定的
充分必要条件是：在GH平面上的开环频率特性曲线及其镜像当从变化到时，将以逆时针的方向围绕（-1，j0）点P圈
B.若系统的开环不稳定，即开环传递函数在右半s平面上有极点，其个数为P，则闭环系统稳定的
充分必要条件是：在GH平面上的开环频率特性曲线及其镜像当从变化到时，将以顺时针的方向围绕（-1，j0）点P圈
C.若系统的开环稳定，即P=0，则闭环系统稳定的充要条件是：在GH平面上的开环频率特性曲线
及其镜像不包围（-1，j0）点。
D.若系统的开环稳定，即P=0，则闭环系统稳定的充要条件是：在GH平面上的开环频率特性曲线
及其镜像包围（-1，j0）点。
答题： A. B. C. D. （已提交）
参考答案：AC
问题解析：
7.在二阶系统中，开环频率特性和系统动态性能的关系是（）。
A. B.
C. D.
答题： A. B. C. D. （已提交）
参考答案：BC
问题解析：
设系统的开环传递函数为，在绘制其开环对数幅频特性（渐近线）时，可得对数幅值裕度=6.02dB B. 对数幅值裕度=2dB
转折频率=8 D. 转折频率=0.5
相角裕度：
幅值裕度：
在工程设计中，一般取，
非最小相位系统的特性和特性之间不具有一一对应关系
最小相位传递函数函数即的全部极点均位于
奈奎斯特稳定判据是利用系统的开环频率特性来判断闭环系统的稳定性的。
对于一个开环传递函数中没有虚轴右侧零、极点的最小相位系统而言，曲线越靠近（
（其中）
A. B.
C. D.
（其中）A. B.
C. D.
采样角频率必须大于或等于原信号上限频率
2.的
．B．
．D．
求解下图所示系统的传递函数，设=1s, ，。
．B．C．D．
．B．
．D．
A. B.
C. D.
根据系统特征方程的根位置判断。
零阶保持器的作用：使采样信号每个采样瞬时的采样值]一直保持到离散系统的特征方程是稳定的。