吉大《自动控制原理》在线作业二

吉大《自动控制原理》在线作业二

二、多选题（共 5 道试题，共 20 分。） 得分：20V 1. 控制系统的基本分类有（）。 A. 线性系统 B. 非线性系统 C. 连续控制系统 D. 离散控制系统

满分：4 分 得分：4

2. 对控制系统的基本要求是（ ）。 A. 稳 B. 快 C. 准 D. 慢

满分：4 分 得分：4

3. 控制系统的性能由以下两部分组成（）。 A. 静态性能 B. 动态性能 C. 常态性能 D. 非常态性能

满分：4 分 得分：4

4. 传递函数是指下列哪两项的比值关系（ ） A. 系统输出 B. 系统输入 C. 反馈

D. 偏差

满分：4 分 得分：4

5. 下面有关状态空间分析法，正确的是（）。 A. 它是现代控制理论的基础

B.

自动控制原理作业

1、下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。

2、下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。

3、用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图所示。其工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速?下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速?增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速?保持在某个期望值附近。

指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。

4、电压调节系统如图所示：分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画

**学院课程考试专用

**学院 **系 级 电子专业 （本）科

学年 第1学期

《自动控制理论》试卷 B

（试卷共6页，答题时间120分钟）

题号 得分 一 二 三 四 五 总分 统分人

） 得分 阅卷人 一、选择题（每小题 2分，共 20分。

1、在工程上,不稳定系统的过渡过程可用（ ）表示。 A、减幅振荡；B、等幅振荡；C、增幅振荡；D、单调函数。

2、说明下列奈氏图所示系统的稳定性特征：A、绝对稳定；B、绝对不稳定；C、临界稳定。

（1） （ ） （2）（ ） （3）（ ） 3、对于欠阻尼二阶系统,下列描述错误的是（ ） A、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的超调量σ越大。 B、当ξ保持不变时，ωn越大，系统的调整时间ts越大。 C、当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的调整时间ts越大。 D、当ωn不变时，阻尼比ξ越大，系统的超调量σ越小。 4、对线性定常的负反馈控制系统：（ ）

Ａ、它的传递函数与外输入信号无关。 Ｂ、它的稳定性与外输入信号无关。 Ｃ、它的稳态误差与外输入信号无关。

注：考试期间试卷不允许拆开 本试卷共6 页 第 1 页

Ｄ、

第一章第二章

一、单项选择题

1、适合应用传递函数描述的系统是 ( ) 。 （分数：1分） A. 单输入，单输出的线性定常系统 B. 单输入，单输出的线性时变系统 C. 单输入，单输出的定常系统 D. 非线性系统

正确答案：A

2、

采用负反馈形式连接后，则 ( )。

（分数：1分）

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

正确答案：D

3、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 ( ) 。 （分数：1分）

A. s(s+1)=0 B. s(s+1)+5=0 C. s(s+1)+1=0

D. 与是否为单位反馈系统有关

正确答案：B

4、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分） A. 传递函数只适用于线性定常系统；

B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C. 传递函数一般是为复变量s的真分式； D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性

正确答案：B

5、

非单位负反馈系统，

自控控制原理 MATLAB 程序设计作业 指导老师:汪晓宁 目录

一、题目 ............................................ 2 二、运行结果 ........................................ 3 三、程序说明 ........................................ 8

四、附录 ............................................ 9 代码 . ............................................. 9 参考文献 ......................................... 17

一、题目

用 Matlab 创建用户界面,并完成以下功能

a 将产生未综合系统的根轨迹图以及 0.707阻尼比线, 你可以交互地选择交点的运行 点。 界面能显示运行点的坐标、 增益值以及近似为二阶系统估算的超调量、 调整时 间、峰值时间、阻尼比、无阻尼自然震荡频率以及稳态误差

b 显示未综合系统的阶跃响应

c 输入控制器的参数, 绘制综合后系统的根轨迹图以及显示综合的设计点

自动控制原理A（2）课外作业

已知单位反馈控制系统如图所示，其中G0(s)?K。 s(s?1)

要求：

1、 试用频率法设计串联超前校正网络Gc(s)，满足：单位斜坡输

入时，位置输出稳态误差ess?1???7.5rad/s，，开环截止频率?c16相角裕度????45，请写出校正具体步骤；

2、 用MATLAB画出校正前系统、校正装置和校正后系统的Bode图； 3、 用MATLAB绘制校正前和校正后系统的单位阶跃响应图，并分

析两个系统不同的动态性能指标（超调量、调节时间等）。 4、 如果在Gc(s)前的前向通路中加入一个周期为T的理想采样开

关构成采样闭环控制系统，试用MATLAB绘制：当采样周期T分别取0.01, 0.1, 1, 10时，采样控制系统的单位阶跃响应，并与未加采样开关时的连续系统的单位阶跃响应比较，分析采样器及采样周期的大小对系统性能的影响。

解：单位斜坡输入时，位置稳态误差ess?1k?116,k?16。待校正网络

的截止频率?c'?4rads，相角裕度??180?90?arctan??c'??14。 待校正网络的开环对数幅频和相频曲线如图：

Bode Diagram50Magnitude (dB)Phase (deg)0-

自动控制原理课程设计

本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括：古典自动控制理论（PID）设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB仿真。通过本课程设计的实践，掌握自动控制理论工程设计的基本方法和工具。

1 内容

某生产过程设备如图1所示，由液容为C1和C2的两个液箱组成，图中Q为稳态液体流量(m3/s)，?Qi为液箱A输入水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，

?Q1为液箱A到液箱B流量对稳态值的微小变化(m3/s)，?Q2为液箱B输出水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，h1为液箱A的液位稳态值(m)，?h1为液箱A液面高度对其稳态值的微小变化(m)，h2为液箱B的液位稳态值(m)，?h2为液箱B液面高度对其稳态值的微小变化(m)，R1,R2分别为A，B两液槽的出水管液阻

(m/(m3/s))。设u为调节阀开度(m2)。

已知液箱A液位不可直接测量但可观，液箱B液位可直接测量。

Qi+△Qih10+△h1AQ10+△Q1h20+△h2BQ20+△Q2

图1 某生产过程示意图

要求

1. 建立上述系统的数学模型；

2. 对模型特性进行分析，时域指标计算，绘出bode,乃示图，阶跃反应曲线 3

自动控制理论复习资料

自控期考试卷

一、计算题

1、已知二阶控制系统，其闭环传递函数为??s??25，求其自然振荡角频率?n和阻尼比?，并求

s2?6s?25上升时间tr、峰值时间tp、回复时间ts，超调量Mp(%)。（6分）

2wn解： 二阶控制系统的标准形式为??s??2(1分) 2s?2wn?s?wn对比??s?????0.625?2wn??6得：，解得：（1分） ??2w?5s2?6s?25?n?wn?25所以自然振荡角频率为5 rad/s,阻尼比为0.6.

?1??2??arctg????上升时间tr?wn1??2峰值时间tp?回复时间ts???1?0.62???arctg???0.6???51?0.622?????0.5495(s)（1分）

?wn1??2??51?0.6?0.785(s)（1分）

3344??1(s),??0.05；ts???1.333(s),??0.02（1分） ?wn0.6?5?wn0.6?5???ctg?超调量Mp(%)?e?100%?e???ctg0.3??100%?9.43%（1分）

2、简化下列自动控制系统结构方框图，并写出简化后的传递函数。（10分）

解：

- 1 -

因此，其传递函数为： G(s

1. 发电机并列操作

把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。

2. 并列运行

将两台或多台发电机经变压器连接在同一母线上

3. 同期装置

在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置。用以对发电机电压进行调节使其符合同期的条件，以将发电机并入电网。

4. 脉动电压

Ud=Ug-Us＝2Usin(wd*t/2)与时间具有正弦整数函数关系的

整步电压，反应发电机和系统间电压矢量的相位差，是断路器两端电压的幅值包络线。

5. 滑差频率

并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用fd表示。

6. 脉动周期

并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。

7. 恒定越前时间

在Ug和Us两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号，这个时间称为恒定越前时间。

8. 恒定越前相角

在Ug和Us两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号，这个相角称为恒定越前相角。

11.励磁顶值电压

励磁顶值电压,在规定条件下励磁系统能提供的最大直流输出电压。

14. 励磁电压响应比

由励磁系统电压响应曲线确定的励磁系统输出电压增长率与额定励磁电压的比值

15. 无刷励

大连海事大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目：自动控制原理

试卷满分及考试时间：试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

一、自动控制的一般概念（●掌握，◎理解，○了解。） 概念：

●自动控制，控制器，被控对象，反馈，开环和闭环控制，自动控制系统的分类和基本要求 方法及应用：

●根据控制系统工作原理绘制方块图

二、控制系统的数学模型 概念：

●时域与复数域数学模型，传递函数，结构图，信号流图 方法及应用：

●理论推导的方法建立控制系统的微分方程，典型元部件的传递函数的求取，结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，由梅森增益公式求传递函数

三、线性系统的时域分析 概念：

●线性系统的性能指标，时域分析，系统的稳定性，稳态误差 方法及应用：

●掌握时域性能指标的定义，一、二阶系统的时域分析及性能指标的求取，劳思稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算 ◎二阶系统性能改善的方法，减小或消除稳态误差的方法 ○高阶系统的时域分析

四、线性系统的根轨迹法 概念：

●根轨迹，根轨迹方程 方法及应用：

●根轨迹绘制的基本法则，用根轨迹法分析系统，广义根轨迹的绘制与分析

五、线性系统的频域分析方法 概念：

●频率特性，幅相曲线，对数频率特性曲线，稳