第二学期自动控制原理平时作业答案
华工 自动控制原理平时作业 参考解答过程
自动控制原理作业1．试将下列系统的结构图化简（本题10分）（说明：本题考查对第二章第三节系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）2. 已知单位负反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）()(1)(4)K K G s s s s =++ （说明：本题考查对 第三章第一节 劳斯稳定判据的理解和应用，可参见课本67页例题3-6。
一样的求解思路）3.已知单位负反馈系统开环传递函数210()+（s 2）=G s s 。
（本题20分） 1）试判断该系统属于几型系统。
2）系统的开环放大系数K 是多少？3）试判断该系统是否稳定。
4）试求在输入信号2()5=r t t 作用下，系统的稳态误差是多少。
（说明：本题考查对第三章第六节 稳态误差相关知识的理解和计算。
可参见课本105页表3-6的总结及例题3-16。
）4. 某单位负反馈系统的开环传递函数如下，试求解以下性能指标：峰值时间p t ，调解时间s t ，超调量%σ。
（本题15分） ()10() 3.16G s s s =+5. 已知某系统的开环传递函数10()(21)(81)k G s s s =++，试绘制系统的对数幅频特性图，要求画图标明转折频率及斜率变化，必过点等必要数据，给出必要的计算过程与说明。
（本题15分）（说明：本题考查对 第五章第四节 系统开环频率特性的绘制要点，可参见课本213~217页，对绘制步骤有详细的说明，绘制要点是确定低频渐近线斜率、转折频率、及转折后斜率的变化量。
可参看课本作业题5-8。
一样的求解思路）6. 已知系统的开环传递函数()(1)(5)g k K G s s s s =++，绘制该系统的根轨迹。
（本题10分） （说明：本题考查对 第四章第二节 系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本141~155页的内容和例题4-4,4-14等。
自动控制原理课后习题答案共22页
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
山东建筑大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理
山东建筑大学电气工程及其自动化专业2020-2021第二学期自动控制原理一、单选题1．下面哪种控制属于自动控制（） [单选题]A．自行车速度控制B．收音机音量控制C．汽车驾驶控制D．空调器的温度控制(正确答案)2．下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（） [单选题]A．稳定性B．复现性(正确答案)C．快速性D．准确性3．下列常用来描述静态特性的数学模型是（） [单选题]A．微分方程B．代数方程(正确答案)C．差分方程D．传递函数4．指数函数.其拉氏变换为（） [单选题]A. 1B.(正确答案)C.D5．典型的二阶振荡环节的传递函数为（）。
[单选题]A.(正确答案)B.C.D.6．下列不属于动态性能指标的是（） [单选题]A稳态误差(正确答案)B上升时间C峰值时间D最大超调量7．不属于控制系统设计过程步骤的是（） [单选题]A根据需要制定技术指标B根据技术指标设计若干解决方案C根据理论分析选择解决方案(正确答案)D对所选择方案做细节设计8．系统的闭环传递函数为，则系统的极点为（）。
[单选题]A.B.(正确答案)C.D.9．根轨迹的分支与（）数目相等。
[单选题]A开环极点(正确答案)B闭环极点C开环零点D闭环零点10．某环节传递函数，则其频率特征的奈奎斯特图终点坐标为（）。
[单选题] A.B.C.D.(正确答案)11．下面哪种控制属于人工控制（） [单选题]A导弹飞行控制B 汽轮机的转速控制C 人造卫星控制D汽车驾驶控制(正确答案)12．自动控制系统不稳定的过渡过程是（）。
[单选题]A.发散振荡过程(正确答案)B.衰减振荡过程C.单调过程D.以上都不是13．下列不是用来描述动态方程的数学模型是（） [单选题]A差分方程B传递函数(正确答案)C状态方程D代数方程14．最大超调量的大小直接描述了系统的（） [单选题]A快速性B准确性C相对稳定性(正确答案)D鲁棒性15．一阶系统的放大系数K越大，则其（）。
自动控制原理课后习题答案.docx
(西安电子科技大学出版社)习题2-1试列写题2-1图所示各无源网络的微分方程.M 0= 2.39VJ 11= 2.19X 10∙A ,试求在工作点(w 0, i 0｝附近方=/(〃，的 规性化方程。
2-7设晶网管三相桥式全控整漉电路的怆入房为控制角α,输出r 为空战整流电压口,它们之间的 关系为 式中,U ⑷是整流电压的理想空竣(«•试推导其线性化方程式.2-8 ∙系统由如下方程祖组成，其中Xr(S)为输入，XKS)为输出，试绘制系统构造图，并求出闭 环传递函数。
2-9系统的微分方程组如下其中r 、K l . K- K 、、/、K 、、T 均为正常数，试建设系统构造图，并求系统的传递函数C(S)/R(s).图2-2图有双M 冷 ⑵(W <»U.之间的关系为i* =l0P(e""∕0.026-l),假设系统工作点在 2-6如题2∙6图所示电路，.极耳啦J4非钻盛曲F ，其电流L 和电压2-10试化简即2-10图所示的系统构造图.并求传递函数C(S)11R(S), K(S) C(S)/ C(S) R(S) 筑书规图所材 Gl C(S) G,卡G 5佛与函数 国S) C(S) G) 5 “七； Hl 弟统 £(S) M(S)2-16零初 设某 2-17 g (t) = 7-5e 6f . 咫2∙ 15图求系统 的传速函数, 始条件下的输出响试求该系统的传递 2-18系统的 W'> I 控制系统构造t f 1*1 2-16 W 系统构造图 R(S) ΛU) 2-15 E(S) C (Λ I I - L_rτ∏J ∙13图 系统G:" r ,(5) E(S)凤 F) R ⑸M ⑸松) ⅛4和脉冲响应函数, 单位脉冲响应为。
~ 第二学期自动控制原理平时作业答案
1． 试将下列系统的结构图化简，求传递函数（本题10分）（说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）答案：方框图化简过程如下：2. 已知单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）()(1)(5)=++K KG s s s s解：系统的特征方程为：(1)(5)+0++=s s s K ，即：05623=+++K s s s 。
分）1）试计算该系统的性能指标：稳态值、超调量； 2）试确定系统参数K 1，K 2和a 。
5.已知某系统的开环传递函数为：()()()0.010.1251()1010.051+=++sG ss s（本题20分）1）试求解系统的转折频率；低频渐近线斜率等参数；2）绘制系统的对数幅频特性图；要求标明转折频率及斜率，幅值等必要数据。
解答：因为系统是0型系统，因此低频渐近线斜率为0；系统有3个转折频率，分别是：1231/10=0.1,1/0.125=8,1/0.05=20ωωω===； 系统的两个惯性环节对应的转折频率后，斜率变化为-20dB,即下降20dB 。
微分环节对应的转折频率后，斜率变化为+20dB,即上升20dB 。
第四章第二节系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本8.简答题（本题10分）1）自动控制系统主要包括开环系统和闭环系统两种，请简述二者的区别和各自的优缺点。
解答：开环控制系统只包括前向通路，没有反馈通路。
因此控制精度较差，控制效果一般，但是结构简单，成本低，一些简单的控制系统仍然采用该种方式进行控制。
闭环控制系统包括反馈通路，通过反馈图通路进行消除误差的调解。
因此该系统控制性能更好，精度更高，系统更加稳定，但是由于增加了反馈通路，因此系统较开环系统负责，设备成本高。
自动控制原理课后习题答案
自动控制原理课后习题答案自动控制原理课后习题答案自动控制原理是一门应用广泛的学科，它研究如何利用各种控制方法和技术，使得系统能够自动地实现预期的目标。
在学习这门课程的过程中，我们常常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些常见的自动控制原理课后习题的答案。
1. 什么是反馈控制系统？它的优点是什么？反馈控制系统是指通过测量系统输出信号，并将其与预期的参考信号进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整的控制系统。
其优点包括：能够减小外部干扰对系统的影响，提高系统的稳定性和鲁棒性；能够根据系统实时的状态进行调整，使得系统能够更好地适应变化的工作环境；能够实现对系统输出的精确控制，提高系统的性能。
2. 描述比例控制器、积分控制器和微分控制器的工作原理。
比例控制器根据系统输出信号与参考信号的差异，按照一定的比例关系进行控制输出。
其工作原理是通过调节控制器输出信号与系统输入信号之间的比例关系，来实现对系统的控制。
积分控制器根据系统输出信号与参考信号的差异的积分值，进行控制输出。
其工作原理是通过积分计算，将系统输出信号与参考信号之间的差异进行累加，然后根据累加值来调节控制器输出信号，以实现对系统的控制。
微分控制器根据系统输出信号与参考信号的差异的变化率，进行控制输出。
其工作原理是通过对系统输出信号与参考信号之间的差异进行微分计算，然后根据微分值来调节控制器输出信号，以实现对系统的控制。
3. 什么是PID控制器？它的控制算法是怎样的？PID控制器是一种常用的控制器，它由比例控制器、积分控制器和微分控制器组成。
其控制算法是根据系统输出信号与参考信号的差异，按照比例、积分和微分的方式进行控制输出。
PID控制器的控制算法可以表示为：输出信号= Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，Kd为微分增益，e(t)为系统输出信号与参考信号的差异，de(t)/dt为差异的变化率。
自动控制原理课后答案(1)
自动控制原理课后答案1. 控制系统基础知识1.1 什么是控制系统？控制系统是由一个或多个控制器、执行器和传感器组成的系统，用于实现对被控对象的控制和调节。
它的基本原理是通过传感器采集被控对象的状态信息，经过控制器进行处理和计算，再通过执行器对被控对象进行控制。
1.2 控制系统的分类控制系统可以按照不同的标准进行分类，主要有以下几种分类方法：•按照控制方式：开环控制系统和闭环控制系统•按照控制对象：连续控制系统和离散控制系统•按照系统结构：单输入单输出系统和多输入多输出系统•按照控制策略：比例控制系统、积分控制系统和微分控制系统2. 反馈控制系统2.1 开环控制系统和闭环控制系统的区别是什么？开环控制系统和闭环控制系统是两种常见的控制系统结构。
它们的主要区别在于是否包含反馈回路。
在开环控制系统中，控制器的输出信号不依赖于被控对象的反馈信号，而是仅通过传感器对被控对象进行监测。
这种控制方式简单直接，但容易受到外界扰动和参数变化的影响，控制效果不稳定。
闭环控制系统中，除了传感器采集被控对象的状态信息外，还将反馈信号作为输入信号送回给控制器进行处理，并对输出信号进行调节。
这种方式可以通过对反馈信号的比较和处理，实现对系统的自动调节和稳定控制。
2.2 闭环控制系统的主要特点是什么？闭环控制系统相比开环控制系统具有以下几个主要特点：•自动调节能力：通过反馈信号的比较和处理，闭环控制系统可以自动调节输出信号，使得系统能够快速而准确地响应外界变化和扰动，保持稳定运行状态。
•鲁棒性：闭环控制系统能够抵御外界扰动和参数变化的影响，具有一定的鲁棒性。
•稳定性：闭环控制系统通过反馈机制可以实现稳定控制，保持系统的稳定运行状态。
•精度高：闭环控制系统通过不断的调节和校正，可以实现对被控对象的精确控制，并且控制精度高。
3. 控制器的基本原理3.1 比例控制器的工作原理是什么？比例控制器是一种简单的控制器，它的输出信号与误差信号成正比。
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 t dt 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。
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1． 试将下列系统的结构图化简，求传递函数（本题10分）
（说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。
第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。
第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。
）
答案：方框图化简过程如下：
2. 已知单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。
（本题10分）
()(1)(5)
=
++K K
G s s s s
解：系统的特征方程为：(1)(5)+0++=s s s K ，即：05623=+++K s s s 。
分）
1）试计算该系统的性能指标：稳态值、超调量； 2）试确定系统参数K 1，K 2和a 。
5.已知某系统的开环传递函数为：
()
()()
0.010.1251
()
1010.051
+
=
++
s
G s
s s
（本题20分）
1）试求解系统的转折频率；低频渐近线斜率等参数；
2）绘制系统的对数幅频特性图；要求标明转折频率及斜率，幅值等必要数据。
解答：
因为系统是0型系统，因此低频渐近线斜率为0；
系统有3个转折频率，分别是：1231/10=0.1,1/0.125=8,1/0.05=20ωωω===； 系统的两个惯性环节对应的转折频率后，斜率变化为-20dB,即下降20dB 。
微分环节对应的转折频率后，斜率变化为+20dB,即上升20dB 。
第四章第二节系统根轨迹的绘制要点的理解，可参见课本
8.简答题（本题10分）
1）自动控制系统主要包括开环系统和闭环系统两种，请简述二者的区别和各自的优缺点。
解答：开环控制系统只包括前向通路，没有反馈通路。
因此控制精度较差，控制效果一般，但是结构简单，成本低，一些简单的控制系统仍然采用该种方式进行控制。
闭环控制系统包括反馈通路，通过反馈图通路进行消除误差的调解。
因此该系统控制性能更好，精度更高，系统更加稳定，但是由于增加了反馈通路，因此系统较开环系统负责，设备成本高。
2）对控制系统采用频率法校正时，一般采用串联超前校正或串联滞后校正，请简述各自的概念及特点，两种校正分别对系统有何作用。
解答：超前校正又称为微分校正，网络的输出信号在相位上总是超前于输入信号。
其特点是使校正后的系统的截止频率增大，通频带变宽，提高了响应的快速性；同时增大了相角的稳定裕度，提高了相对稳定性；但是高频抗干扰能力下降。
滞后校正又称为积分校正，网络的输出信号在相位上总是滞后于输入信号。
其特点是使校正后的系统的截止频率下降，通频带变窄，降低了响应的快速性；同时增大了相角的稳定裕度，提高了相对稳定性。