2020吉大网络教育自动控制原理大作业解答
自动控制原理 课后习题答案(2020年7月整理).pdf
第1章控制系统概述【课后自测】1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统，说明它们的工作原理并比较开环控制和闭环控制的优缺点。
解：开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。
工作原理：被控制量为衣服的干净度。
洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。
系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。
闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。
工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。
水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。
当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。
一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。
开环控制和闭环控制的优缺点如下表1-2 自动控制系统通常有哪些环节组成？各个环节分别的作用是什么？解：自动控制系统包括被控对象、给定元件、检测反馈元件、比较元件、放大元件和执行元件。
各个基本单元的功能如下：（1）被控对象—又称受控对象或对象，指在控制过程中受到操纵控制的机器设备或过程。
（2）给定元件—可以设置系统控制指令的装置，可用于给出与期望输出量相对应的系统输入量。
（3）检测反馈元件—测量被控量的实际值并将其转换为与输入信号同类的物理量，再反馈到系统输入端作比较，一般为各类传感器。
（4）比较元件—把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的给定值进行比较，分析计算并产生反应两者差值的偏差信号。
常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。
（5）放大元件—当比较元件产生的偏差信号比较微弱不足以驱动执行元件动作时，可通过放大元件将微弱信号作线性放大。
吉大2020-2022学期《自动控制原理》在线作业一(5)答案
吉大2020-2022学期《自动控制原理》在线作业一
提醒：本科目含有多少随机试卷，请核实本套试卷是否是您需要的材料！！！
一、单选题（共5题，20分）
1、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目
[正确参考选择]：D
2、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目
[正确参考选择]：A
3、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目
[正确参考选择]：D
4、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目
[正确参考选择]：C
5、题面见图片
AA
BB
CC
DD
提示：复习课程相关知识802，并完成上述题目。
吉林大学2019-2020学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业参考答案
e(nT)=-10×1+10×2n=10(2n-1)
(2)
①部分分式法：
②幂级数法：用长除法可得
e*(t)=-3δ(t)-58(t-T)-7δ(t-2T)-9δ(t-3T)+…
8设下图所示各系统均采用单速同步采样，其采样周期为T。试求各采样系统的输出C(z)表示式。（20分）
第8题图
吉林大学网络教育学院
2019-2020学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业
学生姓名专业
层次年级学号
学习中心成绩
年月日
作业完成要求：大作业要求学生手写，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。
5已知线性离散系统的闭环脉冲传递函为 ，试判断该系统是否稳定。（10分）
系统是稳定的.
6设有零阶保持器的离散系统如下图所示，试求：
（1）当采样周期T为1s和0.5s时，系统的临界开环增益Kc；
（2）当r(t)=1(t)，K=1，T分别为2s，4s时，系统的输出响应c(kT)。（15分）
第6题图
c(s)=G(s)R(s)=2/(s^2+5s+6)*1/s=A/s+B/(s+2)+C/(s+3),解出A=1/3,B=-1,C=2/3;
反变换c(t)=1/3-e^(-2t)+2/3*e^(-3t)；
开环增益是1/3,所以单位阶跃下的稳态输出等于1/3.
7试用部分分式法、幂级数法和反变换公式法求函数 的z反变换。（15分）
(1)①部分分式法：
e(nT)=-10+10×2n=10(2n-1)
【奥鹏】吉大19秋学期《自动控制原理》在线作业一[4]答案
![【奥鹏】吉大19秋学期《自动控制原理》在线作业一[4]答案](https://img.taocdn.com/s3/m/5a26462133687e21af45a9d5.png)
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：AC
4、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
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：ABCD
5、下列能作为系统暂态响应性能指标的是（）。
A延迟时间
B最大超调量
C峰值时间
D上升时间
14、对于线性系统，如果在小范围内是稳定的，则它在大范围内不一定稳定。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：A
15、稳态误差系数和稳态误差只有对稳定系统才有意义。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：A
参考选择：A
6、传递函数是一种以系统参数表示的线性定常系统的输入量与输出量之间的关系式。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：B
7、一个动态特性好的系统既要过度过程时间短又要超调量小。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：B
8、输出量与作用误差信号之比，叫做前向传递函数。
参考选择：B
3、阻尼自然频率仅与系统自身有关，和外界无关。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：B
4、支路表示了一个信号对另一个信号的函数关系。
A错误
B正确
[仔细分析以上题目，运用所学知识完成作答]
参考选择：B
5、对于给定系统，信号流程图是唯一的。
A错误
B正确
2020年自动控制原理试卷与答案(1)
自动控制原理试卷与答案一、填空题1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过稳定性与反馈量的差值进行的2、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。
3、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。
4、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。
5、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、函数等6.闭环控制系统又称为反馈控制系统。
7.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与传递函数相同8.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的时间常数T有关。
9、.PID调节中的“P”指的是比例控制器10.对控制系统的首要要求是系统具有稳定性。
11.反馈控制原理是检测偏差并纠正偏差的原理12.根据采用的信号处理技术的不同，控制系统分为模拟控制系统和数学控制系统。
13、由控制器（含测量元件）和被控制对象组成的有机整体称为自动控制系统。
14、闭环系统是指系统输出量直接或地参与系统的控制的作用。
15、开环控制系统与闭环系统相互结合的控制方式是复合控制16只有一个反馈通道的系统是单回路系统。
17、描述系统各个物理量之间关系的数学表达式或图形称为系统的数学模型18、过渡过程的三要素是起始值、稳定值、时间常数19从一个状态进入另一个稳态的中间过程叫做过渡过程或动态过程。
20、换路定律表明了换路前与换路后瞬间电路的工作状态之间的关系。
二、选择题1、采用负反馈形式连接后，则 ( D )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
吉大20年9月课程考试《自动控制原理》离线作业考核试题100分
吉林大学网络教育学院2019-2020学年第二学期期末考试《自动控制原理》大作业学生姓名专业层次年级学号学习中心成绩年月日作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。
一综合题 (共3题，总分值30分 )1. 已知下列系统开环传递函数（参数K，T，T i>0；i=1，2，…，6）：其系统开环幅相曲线分别如图（1）～（10）所示，试根据奈氏判据判定各系统的闭环稳定性，若系统闭环不稳定，确定其s右半平面的闭环极点数。
（10 分）2. 设单位反馈控制系统的开环传递函数要求：(1) 画出准确根轨迹(至少校验三点)； (2) 确定系统的临界稳定开环增益K ｃ； (3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K 。
（10 分） 解：(1) ①极点：()3503,1002,01=-=-==n p p p 零点：无 （m=0） ②则根轨迹的分支数为条。
③n-m-3条根轨迹渐近线。
④()312ππϕ=-+=mn k a k=0()ππϕ=-+=mn k a 12 k=1()3512πϕπ=-+=m n k a k=2 5011-=--=∑∑==mn zp ni mi ii a σ⑤分离点坐标：501100110++++=d d d ()舍或7921-=-=d d （2）根轨迹与虚轴的交点即为临界开环增益Kc 由图可得j s 7.70±= 代入特征方程：()()0102.0101.0=+++K s s s解得：Kc=150(3)系统临界阻尼比即ζ 0arcc ==ζβos 21-=s 此时代入方程可得 K=9.63. 试用等倾线法证明相轨迹中有两条过原点直线，其斜率分别为微分方程的两个特征根。
（10 分）二作图题 (共6题，总分值60分 )4. 已知单位反馈控制系统开环传递函数如下，试概略画出相应的闭环根轨迹图(要求算出起始角θpi)：（10 分）答：5. 设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示。
吉大20春学期《自动控制原理》在线作业二答卷
D.慢
答案:ABC
10.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案:ABCD
三、判断题 (共 15 道试题,共 60 分)
11.系统的稳态误差与系统参数、结构及输入信号的作用位置有关。
吉大18春学期《自动控制原理》在线作业二-0001
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 5 道试题,共 20 分)
1.题面见图片{图}
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:D
2.题面见图片{图}
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:A
3.题面见图片{图}
A.A
B.B
答案:CD
7.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
答案:AB
8.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
答案:ABCD
9.对控制系统的基本要求是（ ）。
A.稳
B.快
答案:错误
12.状态空间分析法是现代控制理论的基础。
答案:正确
13.二阶系统的暂态振荡频率不随阻尼比的变化而发生变化。
答案:错误
14.传递函数与输入量有关。
答案:错误
15.对于线性定常系统，零输入响应和零状态响应的稳定性条件是一致的。
答案:正确
吉大自动控制原理答案
一 （25分）已知控制系统结构图如下图所示。
试通过结构图等效变换求系统传递函数C (s )/R (s )。
解：二 （25分）已知单位反馈系统的开环传递函数)12.0)(1()15.0()(2++++=s s s s s K s G试确定系统稳定时的K 值范围。
三 （25分）已知单位反馈系统的开环传递函数 )5)(11.0(50)(++=s s s s G 试求输入分别为 r (t )=2t 和 r (t )=2+2t+t 2 时，系统的稳态误差。
四 （25分）设单位反馈控制系统的开环传递函数)102.0)(101.0()(++=s s s K s G 要求：(1) 画出准确根轨迹(至少校验三点)；(2) 确定系统的临界稳定开环增益K ｃ；(3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K 。
解：（1）5000()(50)(100)K G s s s s =++ ① n ＝3，根轨迹有3条分支,且均趋于无穷远处；② 实轴上的根轨迹：[-50,0],(,1-∞-00];③ 渐进线：50100503a σ--==-，(21),33a k ππϕπ+==±； ④ 分离点：11150100d d d +=++求解得：121.3d =-，278.8d =-（舍去）； 作出根轨迹如图所示：（2）临界开环增益c K 为根轨迹与虚轴交点对应的开环增益。
32()150********D s s s s K =+++令s j ω=，代入()0D s =，并令其实部、虚部分别为零，即2Re[()]15050000D j K ωω=-+=，3Im[()]50000D j ωωω=-+=解得：1,23500070.71,0ωω=±±=（舍去） 150c K =（3）系统处于临界阻尼比1ζ=，相应闭环根位于分离点处，即要求分离点d 对应的K 值。
将s ＝d ＝-21.3代入幅值条件：0.0110.0219.622K s s s =++=4-14 设系统开环传递函数如下，试画出b 从零变到无穷时的根轨迹图。
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2020吉大网络教育自动控制原理大作业解答
(说明：前面是题目，后面几页是解答部分)
一综合题
1. 已知线性离散系统的闭环脉冲传递函数为，试判断该系统是否稳定。
2. 设反馈控制系统中
(1) 概略绘制系统根轨迹图，并判断系统的稳定性；
(2) 如果改变反馈通路传递函数使，判断改变后系统的稳定性，并研究改变所产生的效应。
3. 设单位反馈控制系统的开环传递函数
要求：
(1) 画出准确根轨迹至少校验三点；
(2) 确定系统的临界稳定开环增益ｃ；
(3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益。
4. 试用等倾线法证明
相轨迹中有两条过原点直线，其斜率分别为微分方程的两个特征根。
5. 试用相平面法分析下图所示系统在β，β及β三种情况下的相轨迹特点。
二作图题
6. 已知系统的结构图如下图所示，试画出参数T稳定区域曲线
7. 试分别绘制的相轨迹，并比较二者有何异同
8. 设单位反馈系统的开环传递函数为，若采用滞后—超前校正装
置，对系统进行串联校正，试绘制系统校正前后的对数幅频渐近特性，并计算系统校正前后的相角裕度。
9. 设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示。
如果该系统为单位反馈控制系统，试确定其开环传递函数。
10. 试绘制的相轨迹以下是解答部分
一综合题
1. 答案：稳定
2. 答案：（）闭环系统恒不稳定
（）闭环系统稳定
3. 答案：(1) (2)K c=150 (3)K=9.62
4. 答案：
5. 答案：
二作图题
6. 答案：
7. 答案：
8. 答案：
9. 答案：
10. 答案：。