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西南交大網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《自動(dòng)控制原理A》第1、2、3、4、5次作業(yè)西南交大網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《自動(dòng)控制原理A》第1、2、3、4、5次作業(yè)西南交大網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《自動(dòng)控制原理A》第1、2、3、4、5次作業(yè)xxx公司西南交大網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《自動(dòng)控制原理A》第1、2、3、4、5次作業(yè)文件編號(hào):文件日期:修訂次數(shù):第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì),管理制度自動(dòng)控制原理第1次作業(yè),注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確,共4道小題)1.自動(dòng)控制的基本控制方式包括:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
開環(huán)控制
(B)
閉環(huán)控制
(C)
復(fù)合控制
(D)
手動(dòng)控制你選擇的答案:
[前面作業(yè)中已經(jīng)做正確]
[正確]正確答案:ABC解答參考:2.以下不屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
采用了反饋
(B)
系統(tǒng)的響應(yīng)對(duì)擾動(dòng)不敏感
(C)
構(gòu)造簡(jiǎn)單
(D)
存在穩(wěn)定性問題你選擇的答案:
[前面作業(yè)中已經(jīng)做正確]
[正確]正確答案:C解答參考:3.閉環(huán)控制系統(tǒng)中,測(cè)量元件的輸入信號(hào)是該控制系統(tǒng)的:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
輸入信號(hào)
(B)
輸出信號(hào)
(C)
偏差信號(hào)
(D)
反饋信號(hào)你選擇的答案:
B
[正確]正確答案:B解答參考:4.自動(dòng)控制系統(tǒng)按輸入特征分類,可分為:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
恒值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)
(B)
線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)
(C)
連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)
(D)
單輸入單輸出系統(tǒng)和多輸入多輸出系統(tǒng)你選擇的答案:
A
[正確]正確答案:A解答參考:二、主觀題(共4道小題)5.
對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求主要包括
穩(wěn)、準(zhǔn)、和快。6.
自動(dòng)控制系統(tǒng)的偏差是指系統(tǒng)的
輸入信號(hào)
和
反饋信號(hào)
的差值。7.
簡(jiǎn)述反饋控制系統(tǒng)的工作原理。
反饋控制系統(tǒng)的工作原理是:反饋控制系統(tǒng)利用反饋將系統(tǒng)的輸出量通過測(cè)量元件返回到輸入端,與給定輸入相比較得到偏差信號(hào)。偏差信號(hào)經(jīng)過控制器產(chǎn)生控制作用,控制作用使得偏差減少或消除,保證系統(tǒng)的輸出量按給定輸入的要求變化。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)如下圖,簡(jiǎn)述其工作原理,并說明系統(tǒng)中的輸入量、輸出量、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)量元件以及該系統(tǒng)采用何種控制方式工作原理:輸入端輸入期望的轉(zhuǎn)臺(tái)速度(實(shí)際上是設(shè)置一定的電壓),實(shí)際的轉(zhuǎn)臺(tái)速度通過轉(zhuǎn)速計(jì)(測(cè)量元件)轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成比例的電壓信號(hào)返回輸入端與設(shè)置的電壓相比較。若存在偏差電壓,則該電壓經(jīng)直流放大器放大后,送入直流電機(jī)中,使直流電機(jī)控制轉(zhuǎn)臺(tái)的速度朝偏差減小的方向變化,從而使轉(zhuǎn)臺(tái)速度盡快恢復(fù)到期望值。輸入量:轉(zhuǎn)臺(tái)期望的轉(zhuǎn)速輸出量:轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際的轉(zhuǎn)速測(cè)量元件:轉(zhuǎn)速計(jì)控制器:直流放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu):直流電機(jī)被控對(duì)象:轉(zhuǎn)臺(tái)該轉(zhuǎn)臺(tái)速度控制系統(tǒng)采用了反饋(閉環(huán))控制方式。本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第2次作業(yè),注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確,共4道小題)1.在經(jīng)典控制理論中,常用的數(shù)學(xué)模型包括:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
微分方程
(B)
傳遞函數(shù)
(C)
結(jié)構(gòu)圖
(D)
頻率特性函數(shù)你選擇的答案:
[前面作業(yè)中已經(jīng)做正確]
[正確]正確答案:ABCD解答參考:2.下列對(duì)傳遞函數(shù)描述正確的是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
它是頻率域中的數(shù)學(xué)模型,包含了系統(tǒng)有關(guān)動(dòng)態(tài)性能的信息。
(B)
它是在零初始條件下得到的。
(C)
它反映了輸入量與輸出量之間的關(guān)系。
(D)
物理結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng),可能有相同的傳遞函數(shù)。你選擇的答案:
[前面作業(yè)中已經(jīng)做正確]
[正確]正確答案:ABCD解答參考:3.在經(jīng)典控制理論中,采用的頻域數(shù)學(xué)模型為:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
微分方程
(B)
傳遞函數(shù)
(C)
結(jié)構(gòu)圖
(D)
頻率特性函數(shù)你選擇的答案:
D
[正確]正確答案:D解答參考:4.控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
輸入信號(hào)
(B)
輸出信號(hào)
(C)
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
(D)
擾動(dòng)信號(hào)你選擇的答案:
C
[正確]正確答案:C解答參考:二、主觀題(共5道小題)5.
線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為:
在零初始條件下,系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。6.
若某反饋控制系統(tǒng)前向通道的傳遞函數(shù)為G(s),反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s),則其開環(huán)傳遞函數(shù)為
G(s)H(s)
。7.
系統(tǒng)的方框圖如下圖所示,計(jì)算傳遞函數(shù)Y(s)/R(s)。8.
假設(shè)下圖中所示的運(yùn)算放大器是理想的,各個(gè)參數(shù)取值為C=1F,R1=167kΩ,R2=240kΩ,R3=1kΩ,R4=100kΩ,試計(jì)算運(yùn)算放大器電路的傳遞函數(shù)G(s)=Vo(s)/V(s)。
9.
假設(shè)以下兩個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為:
試寫出上述系統(tǒng)的微分方程(初始條件為零)。本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第3次作業(yè),注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確,共4道小題)1.
根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇情況,系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程可以表現(xiàn)為:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
衰減
(B)
發(fā)散
(C)
等幅振蕩
(D)
保持你選擇的答案:
A
B
C
[正確]正確答案:ABC解答參考:2.可以降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
增大系統(tǒng)開環(huán)總增益
(B)
增加系統(tǒng)前向通路中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)
(C)
降低系統(tǒng)開環(huán)總增益
(D)
減少系統(tǒng)前向通路中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)你選擇的答案:
A
B
[正確]正確答案:AB解答參考:3.若某控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根為-2,-5和-1±j5,則該系統(tǒng):[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
臨界穩(wěn)定
(B)
穩(wěn)定
(C)
不穩(wěn)定
(D)
不能判斷其穩(wěn)定性你選擇的答案:
B
[正確]正確答案:B解答參考:4.某控制系統(tǒng)為1型系統(tǒng),當(dāng)輸入為單位斜坡信號(hào)時(shí),其輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
不能確定
(B)
零
(C)
常數(shù)
(D)
無窮大你選擇的答案:
C
[正確]正確答案:C解答參考:二、主觀題(共7道小題)5.
單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算公式為
。6.
線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是,系統(tǒng)的所有
特征根(閉環(huán)極點(diǎn))都具有負(fù)實(shí)部,即都位于S平面的左半部。7.
某負(fù)反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gc(s)=9/(s2+3s+9),則系統(tǒng)的無阻尼自然頻率為
3rad/s
,阻尼比為
,系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間為
。8.
若某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是G(s)=100/[s2+1)],則該系統(tǒng)為
2型系統(tǒng),其靜態(tài)位置誤差系數(shù)Kp=
無窮大
。9.
設(shè)某控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示,試計(jì)算該系統(tǒng)的暫態(tài)性能:
超調(diào)量σ%,峰值時(shí)間Tp,上升時(shí)間Tr和調(diào)整時(shí)間Ts。10.
單位反饋系統(tǒng)如圖E2所示,受控對(duì)象傳遞函數(shù)為:試確定系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和斜坡響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差。11.
某系統(tǒng)的特征方程為
試確定使該系統(tǒng)穩(wěn)定的K的取值范圍。本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第4次作業(yè),注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確,共4道小題)1.以下關(guān)于控制系統(tǒng)根軌跡法描述正確的是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
根軌跡法是求解閉環(huán)系統(tǒng)特征方程根的一種圖式法。
(B)
在已知系統(tǒng)開環(huán)零、極點(diǎn)在s平面分布的情況下,繪制系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)在s平面隨某一參數(shù)變化時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
(C)
繪制根軌跡時(shí),凡是滿足幅值條件的點(diǎn)都在根軌跡上。
(D)
根軌跡起始于系統(tǒng)開環(huán)極點(diǎn)終止于系統(tǒng)開環(huán)零點(diǎn)。你選擇的答案:
A
B
D
[正確]正確答案:ABD解答參考:2.以下關(guān)于控制系統(tǒng)根軌跡法描述錯(cuò)誤的是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
根軌跡法的分支數(shù)與開環(huán)有限零點(diǎn)數(shù)m和開環(huán)有限極點(diǎn)數(shù)n中的大者相等。
(B)
當(dāng)開環(huán)有限零點(diǎn)數(shù)m小于開環(huán)有限極點(diǎn)數(shù)n時(shí),有n-m條根軌跡分支終止于無窮遠(yuǎn)處。
(C)
實(shí)軸上某區(qū)域,若其右側(cè)開環(huán)實(shí)數(shù)零、極點(diǎn)個(gè)數(shù)之和為偶數(shù),則該區(qū)域具有根軌跡。
(D)
一部分根軌跡分支向右移動(dòng)則必定有一部分根軌跡分支向左移動(dòng)。你選擇的答案:
C
[正確]正確答案:C解答參考:3.下列系統(tǒng)中無論增益K*為何正值,系統(tǒng)均不穩(wěn)定的是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
(B)
(C)
(D)
你選擇的答案:
C
[正確]正確答案:C解答參考:4.兩條或兩條以上的根軌跡分支在復(fù)平面上相遇又立即分開的點(diǎn),稱為根軌跡的:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
與虛軸的交點(diǎn)
(B)
起始點(diǎn)
(C)
漸近線與實(shí)軸的交點(diǎn)
(D)
分離點(diǎn)你選擇的答案:
D
[正確]正確答案:D解答參考:二、主觀題(共5道小題)5.
在控制系統(tǒng)中,除根軌跡增益K*以外,系統(tǒng)其它參數(shù)變化時(shí)的根軌跡稱為
廣義根軌跡。6.
在根軌跡的條件方程中,
相角
條件是決定根軌跡的充分必要條件。7.
根軌跡是開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從
零
變化到
無窮
時(shí),閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上變化的
軌跡
。8.
已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:(1)
確定實(shí)軸上的根軌跡;(2)
確定根軌跡的分離點(diǎn);(3)
確定根軌跡的漸近線;(4)
求系統(tǒng)臨界穩(wěn)定的K*值;(5)
在下圖中繪制系統(tǒng)的根軌跡。9.
某單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:試求:(1)
實(shí)軸上的分離點(diǎn)和與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的增益K;(2)
當(dāng)有兩個(gè)閉環(huán)特征根位于虛軸上時(shí),系統(tǒng)的增益值和特征根;(3)
K=6時(shí)的閉環(huán)特征根;(4)
畫出根軌跡圖。本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第5次作業(yè),注釋如下:本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第5次作業(yè),注釋如下:一、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確,共3道小題)1.控制系統(tǒng)頻率特性的圖示表示方式有:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
根軌跡圖
(B)
Bode圖
(C)
Nyquist圖
(D)
信號(hào)流圖你選擇的答案:
[前面作業(yè)中已經(jīng)做正確]
[正確]正確答案:BC解答參考:2.如果已知一系統(tǒng)G(s),p是開環(huán)極點(diǎn)在s右半平面的個(gè)數(shù),當(dāng)w從-∞變化到∞時(shí),下列關(guān)于該系統(tǒng)奈奎斯特(Nyquist)曲線描述正確的是:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
奈奎斯特曲線不包圍(-1,j0)點(diǎn),且p=0,則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。
(B)
奈奎斯特曲線按逆時(shí)針方向包圍(-1,j0)點(diǎn)p周,則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。
(C)
奈奎斯特曲線按順時(shí)針方向包圍(-1,j0)點(diǎn)p周,則閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。
(D)
奈奎斯特曲線按順時(shí)針方向包圍(-1,j0)點(diǎn)p周,無論p為何值,閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。你選擇的答案:
A
B
D
[正確]正確答案:ABD解答參考:3.在一階慣性環(huán)節(jié)的伯德圖中,當(dāng)ω→∞時(shí),其相位為:[不選全或者選錯(cuò),不算完成]
(A)
45°
(B)
-45°
(C)
90°
(D)
-90°你選擇的答案:
D
[正確]正確答案:D解答參考:二、主觀題(共6道小題)4.
奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)是依據(jù)開環(huán)頻率特性來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種準(zhǔn)則,其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是復(fù)變換數(shù)中的幅角原理。5.
開環(huán)頻率特性的幅值等于1所對(duì)應(yīng)得頻率稱為截止頻率(或幅穿頻率);在開環(huán)頻率特性的相角等于-180度的角頻率上,開環(huán)頻率特性的幅值的倒數(shù)稱為系統(tǒng)的幅值裕度。6.
根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù),若N=-2,P=2,則Z=
0
,可判斷該系統(tǒng)為閉環(huán)
系統(tǒng)穩(wěn)定
。7.
某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:試在下圖中繪制該系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。8.
某條件穩(wěn)定的系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖如下圖所示。(1)
已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)在s右半平面上無極點(diǎn),試判
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