自动控制原理课后习题及答案 .docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第一章绪论1-1 试比较开环掌握系统和闭环掌握系统的优缺点.解答： 1 开环系统(1) 优点:结构简洁，成本低，工作稳固。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到中意的成效。(2) 缺点：不能自动调剂被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，掌握精度差。2 闭环系统优点：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， 都会产生掌握作用去清除此偏差，所以掌握精度较高。它是一种按偏差调剂的掌握系统。在实际中应用广泛。缺点：主要缺点是被控量可能显现波动，严峻时系统无法工

2、作。1-2 什么叫反馈？为什么闭环掌握系统常采纳负反馈？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掌握作用的掌握方式叫反馈。闭环掌握系统常采纳负反馈。由1-1 中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度掌握系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉 子的温度，再与温度值相比较，去掌握加热系统，以达到设定值。1-3 试判定以下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）？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d 2 ytdyt dut 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2234 yt 56ut （1）dtdtdt可编辑资料 - - - 欢迎下

3、载精品名师归纳总结（2） yt 2u t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t dyt2 yt 4 dut u t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） dtdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dy t 2 yt （4） dtd 2 ytu t sintdy t 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2yt 2 yt 3u t （5） dtdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dy t （6） dty 2 t2u t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精

4、选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结yt 2u t 3 du t （7） dt5ut dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解答：（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 是水位自动掌握系统的示意图，图中Q1，Q2 分别为进水流量和出水流量。掌握的目的是保持水位

5、为肯定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。Q1Q2题 1-4 图 水位自动掌握系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解答：1 方框图如下：给定水位浮子杠杆阀门水箱实际水温可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工作原理：系统的掌握是保持水箱水位高度不变。水箱是被控对象，水箱 的水位是被控量，出水流量Q2 的大小对应的水位高度是给定量。当水箱水位高于给定水位， 通过浮子连杆机构使阀门关小，进入流量减小， 水位降低，当水箱水位低于给定水位时，通过浮子连杆机构使流入管道中的阀门开大，进入流量增加，水位上升到给定水位。1-5 图 1-5 是液位系统的掌握任务是保持液位高

6、度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压时（表征液位的期望值 Cr ）是给定量。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -掌握阀Q1浮子电位计减速齿轮电动机Q2题 1-5 图 液位自动掌握系统解答:1液位自动掌握系统方框图：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结给定电位Cr实际液位电位计电动机减速器阀门水箱可编辑资料 -

7、- - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）当电位器电刷位于中点位置对应 Ur 时，电动机不动， 掌握阀门有肯定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等。从而液面保持在期望高度上。一旦流入水量或流出水量发生变化，例如当液面上升时，浮子位置也相应上升，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机供应一事实上的掌握电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液位流量削减。此时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平稳状态，液面复原给定高度。反之，如水箱液位下降，就系统会自动增大阀门开度，加大流入量，使液位升到给定的高度。1-6 题图 1-6 是仓库大门

8、自动掌握系统的示意图，试说明该系统的工作原理，并画出其方框图。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -绞盘放大器电动机开门开关门关门开关题 1-6 图仓库大门自动掌握系统示意图解答：（ 1） 仓库大门自动掌握系统方框图：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开（关）门位置实际位置电位器放大器电动机绞盘大门可编辑资料 - - - 欢迎下载

9、精品名师归纳总结（ 2）工作原理： 掌握系统的掌握任务是通过开门开关掌握仓库大门的开启与关闭。开门开关或关门开关合上时，对应电位器上的电压，为给定电压，即给定量。仓库大门处于开启或关闭位置与检测电位器上的电压相对应，门的位置是被控量。当大门所处的位置对应电位器上的电压与开门（或关门）开关合上时对 应电位器上的电压相同时，电动机不动，掌握绞盘处于肯定的位置，大门保 持在期望的位置上，假如仓库大门原先处于关门位置，当开门开关合上时， 关门开关对应打开， 两个电位器的电位差通过放大器放大后掌握电动机转动， 电动机带动绞盘转动将仓库大门提升，直到仓库大门处于期望的开门位置，此时放大器的输入为0，放大器

10、的输出也可能为0。电动机绞盘不动， 大门保持在期望的开门位置不变。反之，就关闭仓库大门。1-7 题图 1-7 是温湿度掌握系统示意图。试说明该系统的工作原理，并画出其方框图 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结掌握器水蒸气湿度变送器温度变送器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结掌握

11、器题 1-7 图温湿度掌握系统示意图解答：（1）方框图：湿度变送器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设定湿度湿度掌握器电动水阀可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）被控对象为温度和湿度设定， 掌握任务是掌握喷淋量的大小来掌握湿度， 通过掌握蒸汽量的大小来掌握温度。被控量为温度和湿度，设定温度和设定 湿度为给定量。其次章掌握系统的数学模型2-2试求图示两极 RC 网络的传递函数Uc（S）Ur（S）。该网络是否等效于两个RC 网络的串联？R1R2R1R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结U r s1c1 s1c2 sU c sU r s1c1sU 1

12、sU 1 s1c2 sU c s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解答：a a 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -R21 1C2 SC1S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u s11R211可编辑资料 - - - 欢迎

13、下载精品名师归纳总结(a) cusC2 SC1 SC2S111R R C C S2RCR CR C S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结r R2C SC SR2C S1212111222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R212111R.C2SC1S21可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(b) u1sC1S1, uc s1, uc suc su1 s11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ur sR11C1SR1C1 S1 u1 s1R2C2S1 ur su1 sur sR1C1S1R2 C2 S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

14、归纳总结2R1R2 C1C2 S R1C1R2 C2 S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故所给网络与两个RC 网络的串联不等效。2-4某可控硅整流器的输出电压Ud=KU 2cos式中 K 为常数， U2为整流变压器副边相电压有效值，为可控硅的掌握角，设在在0 邻近作微小变化，试将 Ud 与的线性化。解答：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结udku2cos0ku2sin0 0 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结线性化方程：udku2sin0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.即ud（ ku2sin0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

15、名师归纳总结2-9 系统的微分方程组为x1t r t ct 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T dx2tK t x t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1dt12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x3tx2tK 3ct可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Tdct 2dtctK 2 x3t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 T1、T2 、K1 、K 2 、K3 均为正的常数， 系统的输入量为C sr t ，输出量为ct ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结试画出动态结构图，并求出传递函数解答：Rs 。可编辑资

16、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R sX 1 sK1T1 s1X2 sX 3 s1Js2fsC s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k3k1k2C sT1S1T2S1k1k2RS1k2k3k1k2T1S1T2S1k2 k3 T1S1k1k2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

17、结T2 S1T1S1T2 S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2-12 简化图示的动态结构图，并求传递函数解答： aC sR s 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RCG1G2G3H 1H 2RG1G2G 3C 1H 1G2 G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H 2RG1G 2G31G1G2 G3 H 2CG2 G3 H 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C SR S1G1G2G3 G1G2G3H 2G2G3H1可编辑资料 - - -

18、 欢迎下载精品名师归纳总结bRCG1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -RC1G1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R1G1 1G2G21G2 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12G2G1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C S1G1 1G2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

19、结R S12G2G1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(c)RCG1G1RCG2G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G3图c-1G3图c-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G1RCRG2G1G2C 1G2 G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G3G2C sG1G2图c-3图c-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rs1G2G3(d)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

20、纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -GRCRC1G1G2G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G3图d-1RG1G2G3图d-2CRG1G2C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1G2 G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G2G2G3图d-3图d-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C sG1G2Rs1G2G3可编辑资料 - -

21、 - 欢迎下载精品名师归纳总结(e)G1(a) G2G1RCG2(b)G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R(c)G1G2G2G2G2CRG2(d)G2G1G2G2C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RG1C1 G1 G G222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C sG1G21G1G22G1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rs1G1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2-13 简化图示动态结构图，并求传递函数解答：aC sRs 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

22、名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -G4G4G2RCRC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G1G2G3G1G2G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G5G5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RG1CRG1 G2 G3G5 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1G1G2 G4G

23、2G3G5Cs1G1G2G4G1G2G3G5 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rs1G1G2G4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结bGR1G4CRG2G3G1G4CG2G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G5G61RGG21G2 G6图b-1G4CG3G6G5G6RG1G4 G2 G31G G图b-2C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结26可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G5G6图b-3G2 G5 G6图b-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1G2G6可编

24、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RG1 G2G3G1 G4G1 G2 G4G6C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1G2 G6G1 G2G5 G6图b-5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CsG1 G4G 1G2G3G 1G2G4G6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rs1G2G6G 1G2G5G6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结cRG4CRG1G2G3G4 / G1CG1G2 G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

25、G5G6图c-1 G4 / G1G5 G5 G6图c-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RG11G GCG2 G3RG41G GG1 G2 G3CG G G G G可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结151512356可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G G G G图c-3图c-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2356可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

26、资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C sR s1G4 G1G5G1G2G3 G1G2 G3G5G6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dRG1G5CRG2G3G1G5CG2G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G4图d-1G5RGG2GG3G4CRG1 G5G1 G2 G3图d-2G1 G2 G3 G5C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11G G31G GG G G可编辑

27、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2323124可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G4C s图d-3G 1 G4G 1 G2G3G 1G2 G4G6图d-4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R s1G2G6G 1G2 G5G6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(e)G4G4RCRC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G1G2G3G1G2G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(a) G5(b)G2 G5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1RGCRG G 1G C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

28、结G 1G 132可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G G G1321251G1G2 G5G1G3G4 1G2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G4(c)(d)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C sG1 G3 1G2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rs1G1G2 G5G1G3 G4 1G2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - -

29、 - -第 11 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G1G2G1G2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RCRC G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G4G5aG4G5bG3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G1G2G2G3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RCRG1G2G4G511G2 G3CG3

30、 G5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G4c RG5G1G21G2 G3G4G5G3 G5G4 G5CCsRs1(e)G1G2G2 G3dG4 G5G3 G5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章时域分析法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3-1 已知一阶系统的传递函数G s10 0.2s1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结今欲采纳负方馈的方法将过渡过程时间ts 减小为原先的0.1 倍，并可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结保证总的放大倍数不变，试挑选K H 和 K 0 的值。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R（ s）K0G（ S）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解答：闭环传递函数：s1010.2 s10K H题3-1 图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 12 页，共 48 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -