自控12版课后答案

习

制？它们如何工作？

题

1－1 试列举几个日常生活中见到的控制系统的例子，它们是开环控制还是闭环控

1－2 自动控制系统通常由那些基本环节组成？各环节起什么作用？

1－3 如何理解自动控制技术已发展到了计算机控制时代经典控制理论仍然起着重要作用？

1－4 试分析图1-4所示负反馈速度给定控制系统： （1）给定电压U*n降低时系统的工作情况； （2）电网电压降低时系统的工作情况。

如果将图中测速发电机7的极性反接，系统能否正常工作？ 187+23+5n6+-2φ1Eur-ue+-4+u-duc-E 题1－5图 船舶舵叶位置随动控制系统原理图 1－手轮 2－给定电位器 3－检测电位器 4－放大器 5－伺服电动机

6－他励绕组 7－传动机构 8－舵叶

1－5 船舶航行是靠旋转驾驶舵轮改变船尾水下舵叶与船身之间的夹角来改变航向的，

水下舵叶由电动机经传动机构拖动，控制舵叶转动的位置随动系统原理图如题1－5图所示。试分析该控制系统的工作原理，并找到组成系统的各个基本环节，绘出系统框图。

1－6 吊起式安装的油库大门控制系统如题1－6图所示。试叙述该系统的工作原理，并绘出系统框图。

1

K放大器伺服电动机减速机构?E 题1－6图

第1章习题答案

1-1 解：自动控制系统：被控对象和控制装置的总体；被控对象：要求实现自动控制的机器、设备和生产过程；扰动：除给定值之外，引起被控制量变化的各种外界因素；给定值：作用于控制系统输入端，并作为控制依据的物理量；反馈：将输出量直接或间接的送到输入端，并与之相比较，使系统按其差值进行调节，使偏差减小或消除。

1-2 解：开环控制有洗衣机的洗衣过程，闭环控制有抽水马桶的蓄水控制、电冰箱制冷系统等。

1-3 解：

1-4 解：a与d相连，b与c相连即可；系统原理框图如下所示：

1-5 解：系统原理框图如下所示：

1-6 解：对控制系统的基本要求是稳定性、准确性和快速性：稳定性是系统正常工作的前提条件；准确性反映控制系统的控制精度，要求过渡过程结束后，系统的稳态误差越小越好；快速性是要求系统的响应速度快，过渡过程时间短，超调量小。

1-7 解：该系统的任务是使工作机械（被控对象）的转角θc（被控量）自动跟踪手柄给定角度θr（给定量）的变化。该系统的工作原理是：检测电位计与给定电位计的电气特性相同，工作机械的转角θc经检测电位计转换成电压uc，手柄给定角度θr经给定电位计转换成给定电压ur，uc与ur接入放大器前端的电桥。当工

东北大学自控课后习题

第一章

1-1 试举几个开环与闭环自动控制系统的例子，画出它们的框图，并说明它们的工作原

理，讨论其特点。

1-2 闭环自动控制系统是由哪些环节组成的？各环节在系统中起什么作用？

1-3 图P1-1所示，为一直流发电机电压自动控制系统。图中，1为发电机；2为减速器；

3为执行机构；4为比例放大器；5为可调电位器。 （1） 该系统由哪些环节组成，各起什么作用？

（2） 绘出系统的框图，说明当负载电流变化时，系统如何保持发电机的电压恒定。 （3） 该系统是有差还是无差系统？ （4） 系统中有哪些可能的扰动？

1-4 图1-6所示闭环调速系统，如果将反馈电压Uf的极性接反，成为正反馈系统，对

系统工作有什么影响？此时各环节工作于什么状态？电动机的转速能否按照给定值运行？

1-5 图P1-2为仓库大门自动控制系统。试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理。

如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？

图P1-1 电压自动控制系统

图P1-2 仓库大门控制系统

1

东北大学自控课后习题

第二章

2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。

图P2-1

2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。

图P2-2

2-3 求图P2-3所

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第二章：误差及分析数据的统计处理

思 考 题

２．下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？ （1） （2） （3） （4） （5） （6）

砝码被腐蚀； 天平两臂不等长； 容量瓶和吸管不配套； 重量分析中杂质被共沉淀； 天平称量时最后一位读数估计不准；

以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。

表示，如TFe/KMnO4=0.005682g/mL , 即表示1 mL KMnO4溶液相当于0.005682克铁。

滴定度与物质的量浓度之间的换算关系为：TA/B=bCBMA?10-3

例如用NaOH滴定H2C2O4的反应为 H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 +2H2O 则滴定度为：

10-3 . TH2C2O4/NaOH=12CNaOHMH2C2O4?a第四章 思考题 思考题4—1

5.上题的各种共轭酸和共轭碱中，哪个是最强的酸？哪个是最强的碱?试按强弱顺序把它们排列起来。

答：H3PO4﹥HF﹥HOAc﹥(CH2)6N4H+﹥H2PO4-﹥HCN﹥NH4+﹥

HCO3-

CO32- ﹥NH3﹥CN-﹥ (CH2)6N4﹥OAc-﹥F-

7．欲配制pH

习 题 十 二 恒定电流

12-1 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。求当环中电子电流强度为8mA时，在整个环中有多少电子在运行。已知电子的速率接近光速。

[解] 设储存环周长为l，电子在储存环中运行一周所需时间

t?则

在这段时间里，通过储存环任一截面的电量即等于整个环中电子的总电量，以Q表示，

ll?vc

Q?It?I故电子总数为

lc

QIl8?10?3?240N????4?1010?198eec1.6?10?3?10

12-2 表皮损坏后的人体，其最低电阻约为800?。若有0.05A的电流通过人体，人就有生命危险。求最低的危险电压(国家规定照明用电的安全电压为36V)。 [解] U?IR?0.05?800?40V

12-3 一用电阻率为?的物质制成的空心半球壳，其内半径为R1、外

半径为R2。试计算其两表面之间的电阻。

R21[解]

12-4 一铜棒的横截面积为 20mm?80mm，长为2m，两端的电势差

R??dR???R??1dr1?????2?4??R1R2?4?r?

7为50mV。已知铜的电导率为??5.7?10Sm，铜内自由电子的电荷密度为

1.36?1010Cm3。求：

1、 反馈元件将控制器的输出信号反馈到放大元件前的比较原件，以抵消偏差信号，及以放大元件的输出制约其输入，又称为负反馈信号。

2、 按信号的结构特点分类：①反馈控制系统，②前馈控制系统，③前馈—反馈复合控制系统。按给定信号的特点分类：①恒值控制系统，②随动控制系统，③程序控制系统。

反馈控制系统一定是闭环控制系统。前馈—反馈复合控制系统，当扰动发生后，补偿信号作用到控制器后，能及时消除扰动对被控量的影响，而反馈回路的最用将保证被控量能较精确地等于给定值，改善被控量的控制精度。

3、 被控量等于给定值，是生产过程中用的最多的一种控制系统，例如：发电机电压控制，电动机转速控制，电力网的频率（周波）控制，各种恒温、恒压、恒液位等控制都是属于恒值控制系统。

4、 随动控制系统又简称随动系统，它是被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，例如：运动目标的自动跟踪，跟踪卫星的雷达天线控制系统，工业控制中的位置控制系统，工业自动化仪表中的显示记录等均属于随动控制系统。

5、 线性定常系统 程序控制系统，被控量的给定值是一个已知的时间函数，控制的目的是要求被控两按确定的给定值的时间函数来改变，例如:机械加工中的数控机床，加热炉自动温度控制系统均属于程序控制系

自控

实 验 报 告

实验课程： 自动控制理论实验 学生姓名： xxx 学 号： 123456

专业班级： 自动化

2014年 1 月1 日

实验一 线性系统的时域分析

一. 实验要求

1． 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 2． 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响

二．典型环节的方块图及传递函数 方 块 图 传递函数 比例 （P）积分 （I） 比例积分 （PI） 比例微分 （PD） 惯性环节 （T） G(S)?UO(S)?K Ui(S)UO(S)1 ?Ui(S)TSG(S)?G(S)?UO(S)1?K(1?)Ui(S)TS G(S)?UO(S)?K(1?TS)Ui(S) G(S)?UO(S)K ?Ui(S)1?TS比例积分微分（PID） G(S)?UO(S)Ui(S)KpTiS?KpTdS ?Kp? 三．实验内容及步骤 1)．观察比例环节的阶跃响应曲线：

楼宇自动化练习题

一、单项选择题(每题3分,共15题45分)

1．楼宇自动化系统，或称建筑设备自动化系统的英文缩写C A、SCC B、BAC C、BAS D、AGC 2．执行机构一般有几部分组成。D

A、五部分 B、四部分 C、三部分 D、二部分

3．现场控制器采用模块化结构，在电源模块中，为控制器提供的工作电压为多少。D A、9VDC B、18VDC C、24VAC D、24VDC 4. 变风量系统有几部分组成。A A、2 B、3 C、4 D、5

5. 楼宇自动化系统主要是针对哪种空调系统进行监控。A

A、集中式中央控制系统 B、窗式空调C、 局部空调 D、柜式空调 6. 过滤器维护报警采用哪种传感器。B

A、温度传感器 B、压差传感器 C、冷冻开关 D、流量传感器 7. 电气符号图表示消防泵、喷淋泵。B A. B. C. D.

8. 火灾监控系统应在消防控制室设置专用接地板，当采用公用接地装置时，接地电阻是多少。D

A. 大于4欧姆 B. 小于4欧姆 C.大于1欧姆 D. 小于1欧姆 9. 木材、棉、毛麻、纸张等引起的火灾，属于哪类火

第 一 章 概述

1-1 简述计算机程序设计语言的发展历程。 解：迄今为止计算机程序设计语言的发展经历了机器语言、汇编语言、高级语言等阶段，C++语言是一种面向对象的编程语言，也属于高级语言。 1-2 面向对象的编程语言有哪些特点？

解：面向对象的编程语言与以往各种编程语言有根本的不同，它设计的出发点就是为了能更直接的描述客观世界中存在的事物以及它们之间的关系。面向对象的编程语言将客观事物看作具有属性和行为的对象，通过抽象找出同一类对象的共同属性（静态特征）和行为（动态特征），形成类。通过类的继承与多态可以很方便地实现代码重用，大大缩短了软件开发周期，并使得软件风格统一。因此，面向对象的编程语言使程序能够比较直接地反问题域的本来面目，软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方法来进行软件开发。C++语言是目前应用最广的面向对象的编程语言。

1-3 什么是结构化程序设计方法？这种方法有哪些优点和缺点？

解：结构化程序设计的思路是：自顶向下、逐步求精；其程序结构是按功能划分为若干个基本模块；各模块之间的关系尽可能简单，在功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成；其模块化实现的具体方法是使用子程序。结构化程序设计

如何帮助学生和自己提高自控力,有调查结果,有指导步骤

How to Improve Self-control?

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(a piece of candy) (another piece of candy) Key words: four-year-olds, a piece of candy, two pieces, grab, give in, be determined to wait, lonely, easily frustrated, better adjusted, popular(Grab)

(Get determined to wait)

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When facing temptations, the master skill for high achievers is to

delay reward!

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How Would a High EQ Person Respond?A boy had to paint the wall instead of going swimming, what cou