自动控制原理练习题附部分答案(孙炳达主编)机械工业出版社

更新时间:2023-07-20 17:38:51 阅读: 评论:0

第一章
1.开环控制和闭环控制的主要区别是什么?是否利用系统的输出信息对系统进行控制
2. 电加热炉炉温控制中,热电阻丝端电压U及炉内物体质量M的变化,哪个是控制量?哪个是扰动?为什么?
3. 简述自动控制所起的作用是什么?在没有人直接参与的情况下,利用控制装置,对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制,使之按照预定的方案达到要求的指标。
4. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。
解答:一、工作原理:
系统分析:受控对象——炉子;被控量——炉温;给定装置——电位器
干扰——电源U ,外界环境 ,加热物件 ; 测量元件——热电偶;
执行机构——可逆电动机
工作过程:静态 U=0
                    动态 U0
          工件增多(负载增大)
        (负载减小)
二、温控制系统框图
被控量(T)
Ua
给定量全国大专排名
放大器
执行机构
被控对象
扰动
检测元件
5.比较被控量输出和给定值的大小,根据其偏差实现对被控量的控制,这种控制方式称为                 
6.简述控制系统主要由哪三大部分组成?
7.反馈控制系统是指:a.负反馈  b.正反馈  答案a.负反馈
8.反馈控制系统的特点是:答案 控制精度高、结构复杂
9.开环控制的特点是:答案 控制精度低、结构简单
10.闭环控制系统的基本环节有:给定、比较、控制、对象、反馈
11.自控系统各环节的输出量分别为: 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。
第二章
1.自控系统的数学模型主要有以下三种:微分方程、传递函数、频率特性
2.实际的物理系统都是:a.非线性的  b.线性的  a.非线性的
3.传递函数等于输出像函数输入像函数
4.传递函数只与系统结构参数有关,与输出量、输入量无关
5.惯性环节的惯性时间常数越大,系统快速性越
6.由laplace变换的微分定理,                                     
m
y(t)
u(t)
k
r
7.如图质量、弹簧、摩擦系统,k和r分别为弹簧系数和摩擦系数,u(t)为外力,试写出系统的传递函数表示
腾冲是哪里
8.机电控制系统中电压u(t),转速(t)分别为输入、输出量,各部分运动关系的laplace变换为:
                     
                 
    式中为力矩,为感应电动势,为感应电流,J、f、L、R、b、d为非零常数,试画出总的系统方框图。
1/(Js+f)
d
1/(LS+R)
b
9. 试列举二种子系统常用的连结方式,并画出示意图。
10. 复杂方框图简化应注意哪些原则(至少列出四项)
11.将环节的输出信号作为环节的输入信号,则总的系统传递函数为           
12. 二个环节有相同输入,总的系统输出为二个环节输出的代数和,则总的系统传递函数为                 
13.已知系统信号流图如左,试画出它的传递函数方框图。
14.线性系统的齐次性和叠加性是指什么?
15. 线性系统的特点是信号具有          性和            性。
小数乘小数竖式计算U(s)
E
D(s)
y
1
y(s)
G1
G4
G2
-G3
17. 什么是定常系统?
18. 求下列微分方程的Laplace变换:
;
G4
G1
G2
G3
D(S)
U(S)
Y(S)
19.                              已知系统方框图如左,写出从U(s)到Y(s)的传递函数。
20. 凡是具有叠加性和齐次性的系统称为                 
G4
G1
G2
G3
D(S)
最开心u(S)
y(S)
21.                                  已知系统框图如左,试画出它的信号流图。
22. 传递函数阶次为n的分母多次式的根被称为系统的          ,共有        个。
23. 系统数学建模的主要步骤有哪四步?
24.
u(t)
uc(t)
L
C
i1
R
如图L-R- C电路,输入电压为u(t),输出量为电容二端电压uc(t),试确定其传递函数uc(s)/u(s)。
25. 什么是传递函数的零点,极点和传递系数?
26. 最小相位系统是指系统的开环传递函数的零点和极点                         
27求系统传递函数。
1.求电路网络传递函数天秤座和巨蟹座
          G(S)=1/(LCS*S+RCS+1)        G(S)=LCS*S/(LCS*S+RCS+1)
      G(S)=RCS/(LCS*S+RCS+1)      G(S)=β(R1CS+1)/ (CR1Sβ+1) 
                                            β=R2/(R1+R2 ) 
                         
          -R2/[R1(R1CS+1)]                  -1/(R1CS)
28.化简方框图,求传递函数
 
                                                                                                                                       
29.实验测得系统幅频渐近线如下图,求对应的传递函数。
黄牛肉30.求采样系统的脉冲传递函数。
第三章  时域分析
1.二阶系统阻尼系数>1,系统就不会出现过调。
2.最佳阻尼系数ξ0.707
3.小时间迟后环节可近似为惯性环节。
4.分析某一时间的误差可用:a.终值定理  b.拉氏反变换。
5.高阶系统暂态性能取决于离虚轴最近的闭环极点。
6.主导极点应满足:a. 离虚轴最近 b.5倍距离内无其他零极点
7.线性系统稳定,其闭环极点l5520均应在〔S〕平面的平面。
8.以G0(s)为开环的单位负反馈系统的误差传函Φ(S)=1/{1+G0(S)}排水工程施工方案
9.斯阵列表第一列中某项为零,其他各项均大于零,说明什么?临界稳定
10 设系统开环传递函数为,若要求单位负反馈系统的阶跃响应有16%的超调,则k应取何值?(K=16)
11 试简述二阶系统中,阻尼比对阶跃响应的影响。      阻尼比超小,超调量越大,调节时间增大 
12. 已知系统结构如图,试确定使闭环稳定的开环增益k的范围。
u
k
s(s2+s+1)(s+2)
y
解:闭环特征方程为: ,得0〈K〈14/9

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