2014中南大学自动控制理论

中南大学考试试卷（A）答案

自动控制理论 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷

专业年级： 自动化、电气工程、测控、智能科学、物联网等专业2011级 总分100分，占总评成绩 70 %

姓名： 班级： 学号：

第一题、是非题（15分，每题3分）

1. 经典控制理论以传递函数为基础，它主要研究 单输入-单输出、线性定常系统的分析和设计问题；而现代控制理论则以状态空间法为基础，它主要研究具有高性能、高精度的多变量、变参数系统的最优控制问题。 （1）对√ （2）错

2. 对对恒值控制系统来说，其分析、设计的重点是研究各种扰动对被控对象的影响以及抗扰动的措施。而随动系统分析、设计的重点则是研究被控量跟随未知输入信号的快速性和准确性。

（1）对√ （2）错

3. 对于一个线性系统来说，两个输入信号同时加于系统所产生的总输出，等于这两个输入信号单独作用时分别

中南大学自动控制原理期末试卷

一、填空题（每空 1 分，共20分）

1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 。 2、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 。

3、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。

4、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P是指 ，Z是指 ，R指 。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，ts定义为 。?%是 。 8、PI控制规律的时域表达式是

教案 2006~07第一学期

课程名称 学分 总学时 课程属性 先修课程 教材 自动控制原理 3.5 72（授课66，实验6） 必修 高等数学；积分变换；复变函数；模拟电路；电路分析。 自动控制原理（第二版） 华北电力大学 于希宁、刘红军主编 电力出版社 参考教材 1、自动控制理论复习指导与习题详解 于希宁、刘红军主编 电力出版社 2、自动控制原理 金慰刚主编 天津科学技术出版社 3、自动控制原理 胡寿松主编 科学出版社 4、自动控制原理习题集 胡寿松主编 国防工业出版社 授课教师 于希宁 授课专业和授1、自动化04-1、2、3、4、5； 课班级 2、仪器仪表04-1、2； 3、科技学院自动化04-1、2。

1

第一次课 本次课所属章节 《自动控制原理》课程的重要性；本课程最终所要达到的目教学目的及基本要求 的；课程的主要内容及各内容之间的相互连带关系；该课程需要掌握的前期基础知识；该课程对后续课程及工程应用有哪些支撑作用；自动控制系统的一般概念。 激发学生产生强烈的求知欲望，调动学生学习本课程的积极重点 性以及如何学好本课程的方法。负反馈控制系统的一般组成及调节机理。

自动控制理论在车辆主动悬架中的应用

作者：李亮 指导老师：赵贤林

摘要：电子技术和自动控制理论在车辆上的应用，大大的改善了车辆的行驶平顺性和操作稳定性等。但是，这些控制系统大多是针对车辆的某一性能指标设计的，而整车性能的改善需要车辆各系统的协调工作。本文首先根据车辆动力学基本原理，建立了车辆主动悬架系统；然后以这个系统为研究对象，对主动悬架系统经过集成控制和优化后，车辆的行驶平顺性和操纵稳定性等综合性能得到了明显改善。

关键词：自动控制；主动悬架系统；集成控制；行驶平顺性；操纵稳定性

Automatic control theory application in

vehicle active suspension

Author：Li Liang Instructor：Zhao Xianlin

Abstract：Electronic technology and the application of automatic control theory on the vehicle, greatly improve the riding comfort of vehicle and the operation stabilit

3-1，试求下列传递函数在零初始条件下的单位阶跃响应y(t)。 (1) G(s)?211； （2）G(s)?2；（3）G(s)?

(S?1)(S?2)s(S?1)(S?2)s(s2?2s?4)

3-2 某系统初始条件为零，其响应如图所示，试求该系统的传递函数。

y(t)Ky(t)106.32t0T0τTt

（1）单位脉冲?(t)响应 （2）单位阶跃1(t)响应

3-3 试在s平面上分别画出满足下列每一参量要求的二阶系统极点区域。 （1）??0.707,?n?2s?1；（2）0.5???0.707,2s?1??n?4s?1

3-4 已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，求下列参数条件下的

s(?s?1)最大超调量和调整时间，画出闭环极点位置并总结动态指标的变化与极点和系统参数的关系。

（1）K?4,??1； （2）K?1,??1； （3）K?2,??0.5

3-5 已知二阶系统的单位阶跃响应为

?1.t2 h(t)?10?12.e5sint?(1.?6 53.1)试求（1）系统的最大超调量Mp(%)、峰

MATLAB语言基础

一、MATLAB语言的发展matlab语言是由美国Clever Moler博士于1980年开发的。

设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题。 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思。*MATLAB的历史：

70年代后期美国新墨西哥大学cleve moler为linspack和 eispack编写的接口程序。80年代初，用C编写的MATLAB二代版本。

1984,MATHWORKS公司成立。(图形处理，数值计算、 符号计算、文字处理、数学建模、实时控制、动态仿真)

它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性 、 一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合。 MATLAB是一种直译式的高级语言，比其它程序设计语 言容易。 MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学 计算、图象处理、声音处理于一身，并提供了丰富的 Windows图形界面设计方法 MATLAB语言是功能强大的计算机高级语言, 它以超群的风 格与性能风靡全世界, 成功地应用于各工程学科的研究领域 MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言 之一 (C, FORTRAN, ASSEM

习题参考答案

2-1 已知R-L-C网络如图所示，试列写以ui为输入，uo为输出的微分方程模型。

R1i1CLi3?uii2R3?uoR2??

解： 电感方程：L电容方程：Cdi3?uo?R1i1?ui...（1） dtduc?i2...（2） dt有6个变量，列出微分方程模型时保留2个，因此要消掉4个变量，还需要列出3个方程：

由KVL：R1i1?uc?R2i2?ui...（3） 由KCL：i1?i2?i3...（4） 在输出端：R3i3?uo...（5）

将（5）代入（1）（4）可消去i3，然后将（4）代入（1）（3）消去i1得到： u?Lduo?uo?R1(i2?o)?ui?(6)??R3dtR3 ?uo?R1(i2?)?uc?R2i2?ui?(7)?R3?用方程（2）消去uc：将（7）整理为代入，得到： R1duoi2didu??(R1?R2)2?i R3dtCdtdtR1CR1uo?uc?(R1?R2)i2?ui后取时间的导数，再将（2）R3duodidu?R3i2?R3(R1?R2)C2?R3Ci...（8） dtdtdtduo?(R3?R1)uo]，代入(8)?R1得到 dt1

最后，将（6）整理为R1R3i2?R3ui?[L

中南民族大学

自动控制原理与系统论文

题 目

学 院 专 业 姓 名 任 课

教 师

自动控制原理的发展概况及原理

机电工程学院 电气自动化 班 级 3班 王鹏龙 学 号 100101314

张琦

2012 年 5 月

焦作大学 2010 — 2011 学年第 1 学期

课程作业题

课程名称： 自动化（专业）概论 作业类型： 科技论文 考查形式： 开卷笔试

适用范围：计算机科学学院 2010年级 自动化专业 本科

姓名 王鹏龙 学号 100101314 总分 评卷

通过本课程的学习，结合《自动化专业人才培养方案(2009版)》，写一篇关于自动化专业某一课程的文章，要求：

1．从《培养方案》的“学科基础课程”或“专业课程”中选择一门课程

习题参考答案

2-1 已知R-L-C网络如图所示，试列写以ui为输入，uo为输出的微分方程模型。

R1i1CLi3?uii2R3?uoR2??

解： 电感方程：L电容方程：Cdi3?uo?R1i1?ui...（1） dtduc?i2...（2） dt有6个变量，列出微分方程模型时保留2个，因此要消掉4个变量，还需要列出3个方程：

由KVL：R1i1?uc?R2i2?ui...（3） 由KCL：i1?i2?i3...（4） 在输出端：R3i3?uo...（5）

将（5）代入（1）（4）可消去i3，然后将（4）代入（1）（3）消去i1得到： u?Lduo?uo?R1(i2?o)?ui?(6)??R3dtR3 ?uo?R1(i2?)?uc?R2i2?ui?(7)?R3?用方程（2）消去uc：将（7）整理为代入，得到： R1duoi2didu??(R1?R2)2?i R3dtCdtdtR1CR1uo?uc?(R1?R2)i2?ui后取时间的导数，再将（2）R3duodidu?R3i2?R3(R1?R2)C2?R3Ci...（8） dtdtdtduo?(R3?R1)uo]，代入(8)?R1得到 dt1

最后，将（6）整理为R1R3i2?R3ui?[L

浙江工业大学2016年

硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲 科目代码、名称:

828 自动控制理论

专业类别：

学术型□专业学位

适用专业:

控制科学与工程、系统分析与集成

一、基本内容

反馈控制系统，开环、闭环与复合控制系统，线性系统与非线性系统，连续系统与离散系统等基本概念。对控制系统性能的基本要求和稳定性，暂态性能，稳态性能等基本概念。 控制系统数学模型的概念和建立数学模型的方法。微分方程模型及建立系统微分方程模型的步骤和方法。传递函数概念，传递函数与脉冲响应函数的定义，传递函数的表达形式，控制系统传递函数模型的建立。线性系统基本环节，控制系统的结构图，结构图的等价变换与化简。控制系统频率特性的定义、物理意义及求取，典型环节、开环频率特性的伯德图（Bode），由伯德图确定系统的频率特性和传递函数。 控制系统稳定性的定义与稳定性条件（连续/离散系统），劳思（Routh）稳定判据，朱利（Jury）稳定判据，奈奎斯特（Nyquist）稳定判据，相对稳定性分析（幅值裕度和相位裕度）。控制系统稳定判据的应用。

典型输入信号及拉氏变换、控制系统动态性能指标的定义。连续一阶控制系统、典型二阶系统的动态性能计算。

控制系统误差