控制工程基础课后题答案_第3版_清华大学出版

控制工程基础课后习题

清华大学出版社

第一章

1-1

解：（1）B （2） B （3）B （4）A 1-2

解： 优点

缺点

开环 简单，不存在稳定性问题 精度低，不抗干扰 闭环

精度高，抗干扰

复杂，设计不当易振荡

第二章

2-1 解：

（1）: )](12[)](1[)](5[)]()4[()(t L t t L t L t t L S F ?+?++=δδ S S

S S 215215022++=+++= （2）: )

25(25

3)(2

++=

s s S F （3）: 1

1)(2++=-s e S F s

π

（4）: )}(1)6

(1)]6(2cos 4{[)(5t e t t L S F t ?+-?-

=-π

π

5

1

44512426

226

+++=+++=

--S s Se S s Se s

s π

π

（5）: S

e S e S F s

s 226600)(--+=+++= （6）: )](1)90453cos(6[)(π

-

?--=t t L S F

9

636)]4(1)4(3cos 6[24

224

+=+=-?-=--S Se

S Se t t L S S

π

π

ππ

（7）: )](18sin 25.0)(18cos [)(66t t e t t e L S F t t ?+?=--

100

128

8)6(28)6(62

2222+++=++++++=

S S S S S S （8）: 9

9)20(52022)(26

2++

++++=-s e

s s S F s π

2-2

解：

（1）: )(1)2()3

2

21(

)(321t e e S S L t f t t ?+-=+++-=--- （2）: )(12sin 2

1

)(t t t f ?=

（3）: )(1)2sin 2

1

2(cos )(t t t e t f t ?+=

（4）: )1(1)1

(

)(11

-?=-=---t e S e L t f t s

（5）: )(1)22()(2t e e te t f t t t ?-+-=---

（6）: )(1215sin 15158))

215()21(215

15158(

)(22

21t t e S L t f t

?=++?=-- （7）: )(1)3sin 3

1

3(cos )(t t t t f ?+=

2-3 解：

（1） 对原方程取拉氏变换，得：

S

S X x S SX x Sx S X S 1)(8)]0()([6)0()0()(2

=

+-+--?

? 将初始条件代入，得：

6

1

)()86(1)(86)(6)(22++=++=+-+-S S

S X S S S

S X S SX S S X S

4

87247

81)86(16)(22

+-++=

++++=S S S S S S S S S X

取拉氏反变换，得：

t t e e t x 428

7

4781)(---+=

（2） 当t=0时，将初始条件50)0(=?

x 代入方程，得：

50+100x(0)＝300 则x(0)=2.5

对原方程取拉氏变换，得： sx(s)-x(0)+100x(s)=300/s 将x(0)=2.5代入，得：

S

300

100X(S)2.5-SX(S)=+

100

5

.03100)S(S 3002.5S X(S)+-

=++=

s s 取拉氏反变换，得：

-100t 0.5e -3x(t)=

2-4

解：该曲线表示的函数为：

)0002.0(16)(-?=t t u

则其拉氏变换为：

s

e s U s 0002.06)(-=

2-5 解：

)0()0()

(3)

(2)(2)(3

0100==+=+i i x y t x dt

t dx t y dt t dy 将上式拉氏变换，得：

2

33

2)()()()32()()23()(3)(2)(2)(30000++=

+=++=+S S S X S Y S X S S Y S S X S SX S Y S SY i i i i

2

3

-S 32-S Z p ==∴零点极点

又当 时)(1)(t t x i =

S S X i 1)(=

S

S S S X S X S Y S Y i i 12332)()()()(00?++=?=

3

212332)()0(2

3

12332)()(lim

lim lim lim 000

00

0=?++?=?=∴=?++?

=?=∞∴∞

→∞

→→→S S S S S Y S y S S S S S Y S y s s s s

2-6 解：

（a ）传递函数：

1321232333211

2

32333

21232333

211111H G G G H G G H G G G G H H G G H G G G G H G G H G G G G R C

+++=

?++?+++?

=

（b ）传递函数：

（ｃ）传递函数：

（ｄ）传递函数：

3

2121212211211H G G H H G G H G H G G G R C

++++=

2-7 解：

通过方块图的变换，系统可等价为下图：

2-8 解：

2-9 2-10 解：

（b）（c）

2-11

解：

（a）

（b）

（d）

2-17 解：

第三章3-1解：

3-2

3-3

解：

3-5

3-6 解：

3-7 解：

3-8 解：

3-9 解：

3-10

3-11

3-13 解：

3-14解：

3-17 解：

3-18

3-19 解：

3-20 解：

3-22 解：

3-23 解：

3-24

3-28 解：

3-31 解：

第四章4-3

解：

4-4

解：

4-5 解：

控制工程基础第3版课后题答案_清华大学出版

控制工程基础课后习题 清华大学出版社 亲抄而不思则殆奥 第一章 1-1 解：（1）B （2） B （3）B （4）A 1-2 解： 优点缺点 开环简单，不存在稳定性问题精度低，不抗干扰 闭环精度高，抗干扰复杂，设计不当易振荡 第二章 2-1 解： （1）: F (S) L[( 4t) (t)] L[5 (t )] L[t 1(t)] L[2 1(t )] 0 5 1 2 S 2 S 5 1 2 S 2 S （2）: F (S) 3s 2 2(s 5 25) s 1 e （3）: F (S) 2 s 1 5t t （4）: ) 1( )} F (S) L{[ 4 c os2(t )] 1(t e 6 6 s s 4Se 1 4Se 1 6 6

（5） : F (S) 0 0 6 2s 2s e e 6 S S （6）: )] F (S) L[ 6 c os(3t 45 90 ) 1(t 4 L[ 6cos3(t ) 1(t )] 4 4 S 6Se 6Se 2 S 4 2 3 S 2 S 4 9 6t t t e 6 t t t （7）: ( ) [ cos8 1( ) 0.25 sin 8 1( )] F S L e S 6 2 S 8 (S 6) 2 2 2 S 2 S 2 8 (S 6) 8 12 100 （8）: F (S) 2 s 6 2 5 9e 2 s 2 s 20 (s 20) 9 2-2 解： 1 e e t 1 2 2t 3t （1）: ) ( 2 ) 1( ) f (t) L ( S 2 S 3 1 （2）: sin 2 1( ) f (t) t t 2 1 t （3）: sin 2 ) 1( ) f (t) e (cos 2t t t 2 s e 1 e t 1 t （4）: ) 1( 1) f (t) L ( S 1 t t 2t t （5）: ( ) ( 2 2 ) 1( ) f t te e e

清华大学计算机系培养方案一

清华大学计算机系培养方案一． 信息科学技术学院本科指导性教学计划第一学年考核方式说明及主要先修课学分周学时课程编号课程名称 考查3 3 军事理论与技能训练12090043 秋季学期说明及主要先修课考核方式周学时学分课程编号课程名称 (1) 2 1 10720011 考查体育思想道德修养与法律基础3 考查10610183 2 考查英语（1）10640532 2 2 4 考试一元微积分10420874 4 4 考试4 几何与代数10420904 (1) 考试工程图学基础2 20130412 2 1 2选 3 20240023 3 考试离散数学(2) 考试 3 选１门，详见附录3 2

程序设计课组30210041 1 1 考查信息科学技术概论≥1 1 文化素质选修课 合计≥21 注：计算机科学与技术专业必修“离散数学(2)”，其他专业必修“工程图学基础”。 春季学期 课程编号课程名称学分周学时考核方式说明及主要先修课 考查2 (2) 1 10720021 体育中国近现代史纲要3 考试10610193 2 英语（2）2 10640682 2 考查先修一元微积分4 考试多元微积分10420884 4 2 几何与代数10421002 (2) 考试2 考试 4 大学物理课组1 先修一元微积分4 4 20220214 电路原理考试4 1 20220221 电路原理实验考查1 ≥合计21 夏季学期 课程编号课程名称学分周学时考核方式说明及主要先修课 考查2周21510192 2 电子工艺实习（集中）周2 程序训练课组3 考查 4 合计： 第二学年秋季学期说明及主要先修课学分课程名称课程编号考核方式周学时1 考查10720031 2 体育(3) 4 考试3 马克思主义基本原理10610204 2 高等微积分10420892 B 考试2 2 10420252 考试复变函数引论 2 2选1，一元微积分 3 复分析考试30420083 3 见附录大学物理课组2 2 4 考试4 2 考查2 10430782 物理实验A(1) 2选1，大学物理1 1 考查10430801 物理实验B(1) 3 考试 3 电子基础课组１2门，详见附录选1 考试电子基础课组２3 3 考查电子技术实验21550012 2 2 ≥文化素质选修课1 2 10420262 考查数理方程引论2 2 1 离散数学(1) 20240013 选3 考试3 3 4 强化英语(1) 14100082 2 考查合计：≥21 ，”注：计算机科学与技术专业必修“离散数学(1)春季学期 课程编号课程名称学分周学时考核说明及主要先修课

控制工程基础第三版机械工业出版社课后答案

控制工程基础习题解答 第一章 1-5．图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时，试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。 图1-10 题1-5图 由图可知，通过张紧轮将张力转为角位移，通过测量角位移即可获得当前张力的大小。 当送料速度发生变化时，使系统张力发生改变，角位移相应变化，通过测量元件获得当前实际的角位移，和标准张力时角位移的给定值进行比较，得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速，使偏差减小达到张力控制的目的。 框图如图所示。 角位移 题1-5 框图 1-8．图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。

该系统由两个自动控制系统串联而成：跟踪控制系统和瞄准控制系统，由跟踪控制系统 获得目标的方位角和仰角，经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值，瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。 跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差，由此调整视线方向，保持敏感元件的最大输出，使视线始终对准目标，实现自动跟踪的功能。 瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成，根据计算机给出的火炮瞄准命令，和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较，获得瞄准误差，通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度，实现火炮自动瞄准的功能。 控制工程基础习题解答 第二章 2-2．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。 (3). ()t e t f t 10cos 5.0-= 解：()[][ ] ()100 5.05 .010cos 2 5.0+++= =-s s t e L t f L t (5). ()?? ? ? ?+ =35sin πt t f 图1-13 题1-8图 敏感元件

清华大学计算机科学与技术培养方案

计算机科学与技术专业(计算机科学实验班) 本科培养方案 一、培养目标 本专业培养具有良好科学素养和创新精神、德智体全面发展，且计算机理论及应用基础扎实、熟悉计算机科学前沿领域、科研实践能力强，能够从事计算机科学研究的领跑国际拔尖创新计算机科学人才。“计算机科学与技术(计算机科学实验班)”专业致力于培养与美国麻省理工学院、普林斯顿大学等世界一流高校本科生具有同等、甚至更高竞争力的领跑国际拔尖创新计算机科学人才。 二、基本要求 计算机科学与技术专业(计算机科学实验班)本科毕业生应达到如下知识、能力和素质的要求：具有扎实的计算机科学理论基础，全面了解计算机科学的前沿领域。具有较高的计算机科研实践能力，具备成为国际一流计算机科学研究人才的良好综合素质。 三、学制与学位授予 学制：本科学制四年，按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。 授予学位：工学学士学位。 四、基本学分学时 本科培养总学分不少于165。其中春、秋季学期课程总学分127，夏季学期实践环节14学分，第七学期在清华或各著名研究院所从事计算机科学研究实践9学分，第八学期综合论文训练15学分。 五、专业核心课程 计算机科学实验班特设全英文教学的专业及核心课程25门，覆盖计算机科学的前沿领域，学生可以根据自身研究兴趣在专业核心课中按要求进行选择性修读。其中大一、大二专业核心课开设13门，以“通才教育”为主，涉及计算机科学基本专门知识，帮助学生全面了解计算机科学前沿领域；大三、大四专业核心课开设12门，以“专才教育”为主，分别面向两个专业方向“理论和安全”以及“系统和应用”。25门专业及核心课程如下： 计算机入门(3学分)，计算机应用数学(3学分)，普通物理(1)英(4学分)，信息物理(2学分)，算法设计(4学分)，普通物理(2)英，计算理论(4学分)，网络科学(4学分)，密码学基础(4学分)，博弈论(4学分)，近代物理(1)英，计算机安全的理论及实践(2学分)，Java程序设计基础(2学分)，分布式计算(基础与系统)(4学分)，量子信息(4学分)，大数据算法与模型(4学分)，机器学习(4学分)，高等计算机图形学(3学分)，近代物理(2)英，计算机网络基础(3学分)，操作系统(4学分)，计算生物学(3学分)，信息论与网络编码(3学分)，专题训练实践(5学分)，计算机科学研究实践(9学分)。 六、课程设置与学分分布 1．公共基础课程 26学分 (1) 思想政治理论课 14学分 10610183 思想道德修养与法律基础3学分

《控制工程基础》王积伟_第二版_课后习题解答(完整)

第一章 3 解：1)工作原理：电压u2反映大门的实际位置，电压u1由开（关）门开关的指令状态决定，两电压之差△u＝u1－u2驱动伺服电动机，进而通过传动装置控制 大门的开启。当大门在打开位置，u2＝u 上：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u＝0， 大门不动作；如合上关门开关，u1＝u 下 ，△u<0，大门逐渐关闭，直至完全关闭， 使△u＝0。当大门在关闭位置，u2＝u 下：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u>0，大 门执行开门指令，直至完全打开，使△u＝0；如合上关门开关，u1＝u 下 ，△u＝0，大门不动作。 2)控制系统方框图 4 解：1)控制系统方框图

2)工作原理： a)水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球顶杆的长度给定，杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），通过杠杆机构是进水阀的开度增大（减小），进入水箱的水流量增加（减小），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），进水阀开度增大（减小）量减小，直至达到新的水位平衡。此为连续控制系统。 b) 水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球拉杆的长度给定。杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），到一定程度后，在浮球拉杆的带动下，电磁阀开关被闭合（断开），进水阀门完全打开（关闭），开始进水（断水），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），直至达到给定的水位高度。随后水位进一步发生升高（降低），到一定程度后，电磁阀又发生一次打开（闭合）。此系统是离散控制系统。 2-1解： （c ）确定输入输出变量（u1，u2） 22111R i R i u += 222R i u = ?-= -dt i i C u u )(1 1221 得到：11 21221222 )1(u R R dt du CR u R R dt du CR +=++ 一阶微分方程 （e ）确定输入输出变量（u1，u2） ?++=i d t C iR iR u 1 211 R u u i 2 1-=

清华大学-计算机专业-培养计划

一、培养目标 信息科学技术学院(以下简称信息学院)本科培养方案面向电子信息科学与技术、计算机科学与技术、自动化、微电子学、示范性软件学院的计算机软件等五个专业，从2003级开始实行多学科交叉背景下、通识教育基础上的宽口径专业教育，构建具有各专业共性基础的学院平台课程体系以及具有一定特长的专业核心课程体系，强调对学生进行基本理论、基础知识、基本能力(技能)以及健全人格、综合素质和创新精神培养，为学生提供增强基础、选择专业的机制，培养基础厚、专业面宽、具有自主学习能力的复合型人才。 从2011级开始，信息学院对培养方案进行了全面修订，进一步将学科交叉范围扩大到专业核心课程体系，为学生提供更加灵活的选课机制和更加宽广的专业空间；并将继续深入研究和不断改进课程内容和教学方法，加强实践环节，更好地培养适应时代要求的信息科学技术专业人才。 信息学院致力于为学生全面参与教育教学、科学研究、文化艺术、社会服务等活动创造条件，提倡学生在参与中发现自己的能力和兴趣，最大限度地发展自己的智力和潜能，鼓励学生敢于面对挑战、不断探索、努力创造、追求卓越，并提供一种基础和环境，促使学生养成独立工作的能力和终身学习的习惯。 二、基本要求 信息学院各专业通过各种教育教学活动发展学生个性，培养学生具有健全人格；具有成为高素质、高层次、多样化、创造性人才所具备的人文精神以及人文、社科方面的背景知识；具有国际化视野；具有创新精神；具有提出、解决带有挑战性问题的能力。具有进行有效的交流与团队合作的能力；在信息科学技术领域掌握扎实的基础理论、相关领域基础理论和专门知识及基本技能，具有在相关领域跟踪、发展新理论、新知识、新技术的能力，能从事相关领域的科学研究、技术开发、教育和管理等工作。 电子信息科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事信号获取、处理和应用，通信及系统和网络，模拟及数字集成电路设计和应用，微波及电磁技术理论、信号与信息处理的新型电子材料、器件和系统，包括信息光电子和光子器件、微纳电子器件、微光机电系统、大规模集成电路和电子信息系统芯片的理论和应用等方面的科研、开发与教育工作。 微电子学专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事大规模模拟及数字集成电路设计和应用，工艺开发，EDA工具开发，新型电子材料、微纳电子器件和系统，量子信息和电子信息系统的理论和应用等方面的科研、开发与教育工作。培养基础扎实，创新能力突出，有国际视野的微纳电子专业人才。 计算机科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事计算机科学理论、计算机系统结构、计算机网络、计算机软件及计算机应用技术等方面的科研、开发与教育工作。 自动化专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能控制、导航制导与控制，现代集成制造系统、模式识别与智能系统、生物信息学、人工智能与神经网络、系统工程理论与实践、新型传感器、电子与自动检测系统、复杂网络与计算机应用系统等领域的科学研究、技术开发、教育及管理等工作。 计算机软件专业的本科毕业生应该具备扎实的软件理论和软件工程专业基础知识，具有良好的工具使用与实验能力、软件分析与开发能力、过程控制与管理能力、团队协作与沟通能力。 三、学制与学位授予

清华大学机械工程学院本科培养方案

机械大类培养方案 (初稿) 机械工程学院 2003年12月30日 引言 2003年3月19日在全校各院系教学负责人会议上，学校明确提出了机械工程学院各系在2004年入学新生实施按机械大类培养的教学平台计划的要求。机械工程学院3次召开有各系系主任、系党委书记参加的院务扩大会议，对机械大类教学平台，特别是对机械大类的平台课程设置、学分安排等进行了讨论，就机械大类平台课程结构框架取得了共识，成立了由各系教学负责人组成的机械大类教学平台规划小组。12月4日，机械工程学院召开了机械大类平台课程任课教师大会，学校领导进行了大类平台建设的工作动员，规划小组向大会介绍了教学平台建设和机械大类平台课程规划的情况。 为了能够在2004年入学新生中实施机械大类教学平台计划，规划小组进行了多次讨论，广泛听取有关教师的意见和建议，深入的与有关方面进行沟通、交换意见，制定本方案，希望能在2004年4月提交学校审批。 一、机械大类培养方案 机械大类教学平台及大类培养方案，是清华大学机械工程学院所属有关系和本科专业制订指导性教学计划的宏观指南。它规定了机械大类本科生“厚基础,宽口径”培养的平台课程的最低必修学分要求，根据清华大学“加强通识教育基础上的宽口径专业教育，培养厚基础,宽口径复合型理科人才”的目标，构建了按机械大类培养、尊重学生志向的专业选择的主动性机制，规定了在平台教育基础上辅修专业课组及任选课的学分最低要求。因此，机械大类教学平台课及大类培养方案，也是大学本科生在校学习、毕业资格、学位资格认定的主要依据。 二、培养模式与目标 实行“按系招生、按系管理、按机械大类培养”的加强通识教育基础上的宽口径专业教育，培养厚基础、宽口径、尊重学生志向的复合型人才的培养模式。一般保证学生的入口与出口基本一致。但学生在机械工程学院范围内，可以有序的改选专业。 三、学制与学位授予 本科学制4年，按照学分制管理机制。对完成并符合本科培养方案要求的学生授予理学学士学位。 四、基本学分学时

控制工程基础第3版课后题答案-清华大学出版

控制工程基础课后习题 清华大学出版社 亲 抄而不思则殆奥 第一章 1-1 解：（1）B （2） B （3）B （4）A 1-2 解： 第二章 2-1 解： （1）: )](12[)](1[)](5[)]()4[()(t L t t L t L t t L S F ?+?++=δδ S S S S 215215022++=++ += （2）: ) 25(253)(2++=s s S F （3）: 11)(2++=-s e S F s π （4）: )}(1)6(1)]6(2cos 4{[)(5t e t t L S F t ?+-?- =-ππ 5144512 426226+++=+++=--S s Se S s Se s s π π （5）: S e S e S F s s 226600)(--+=+++=

（6）: )]4(1)90453cos(6[)(π- ?--=t t L S F 9 636)]4(1)4(3cos 6[24224+=+=-?-=--S Se S Se t t L S S ππππ （7）: )](18sin 25.0)(18cos [)(66t t e t t e L S F t t ?+?=-- 100 1288)6(28)6(622222+++=++++++=S S S S S S （8）: 99)20(52022)(262++++++ =-s e s s S F s π 2-2 解： （1）: )(1)2()3 221()(321t e e S S L t f t t ?+-=+++-=--- （2）: )(12sin 2 1)(t t t f ?= （3）: )(1)2sin 2 12(cos )(t t t e t f t ?+= （4）: )1(1)1()(11 -?=-=---t e S e L t f t s （5）: )(1)22()(2t e e te t f t t t ?-+-=--- （6）: )(1215sin 15158))2 15()21(21515158()(2221t t e S L t f t ?=++?=-- （7）: )(1)3sin 3 13(cos )(t t t t f ?+= 2-3 解： （1） 对原方程取拉氏变换，得： S S X x S SX x Sx S X S 1)(8)]0()([6)0()0()(2=+-+--?? 将初始条件代入，得： 61)()86(1)(86)(6)(22++=++= +-+-S S S X S S S S X S SX S S X S

清华大学本科培养方案

建筑系 建筑学专业本科培养方案 一、培养目标 本专业是一门综合性较强的学科，涉及理、工、文、艺诸领域，具有科学与艺术、理工与人文结合的特点。本专业立足中国、面向世界，培养符合国家建设需求，了解学科前沿，具有国际竞争力，具备成为专业帅才潜力的高素质建筑人才。 二、基本要求 建筑学专业毕业生应达到以下知识、能力和素质的要求： 具备高尚的道德素质、丰富的人文素质、健康的身心素质。 具备建筑理论、建筑历史和建筑技术以及城乡规划、风景园林等方面的基础知识，以及广泛的建筑相关领域知识。 具有严谨的科学精神和较强的创新思维，具备整合建筑形象思维和逻辑思维的能力，以及较强的设计和实践能力。 具有社会责任、职业道德、团队精神、跨专业协调能力和综合管理与领导潜力。 三、学制与学位授予 本专业设置两种学制： 1.本科学制五年,按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。授予学位：建筑学学士学位。 2.本科学制四年,按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。授予学位：工学学士学位。 四、基本学分学时 四年制本科培养总学分175，其中春、秋季学期课程总学分142；集中实践环节由两部分组成：实践环节18学分，综合论文训练15学分。 五年制本科培养总学分200，其中课程学分156；集中实践环节由两部分组成：实践环节29学分，综合论文训练15学分。 五、专业核心课程10门，42学分 建筑设计(1)(6学分)、建筑设计(2)(6学分)、建筑设计(3)(6学分)、建筑设计(4)(6学分)、建筑设计(5)(3学分)、建筑设计(6)(3学分)、建筑设计(7)(3学分)、住区规划与住宅设计(3学分)、城市设计(3学分)、设计专题(1)(3学分)。 六、课程设置与学分分布

控制工程基础课后答案

第二章 2.1求下列函数的拉氏变换 （1）s s s s F 2 32)(23++= （2）4310)(2+-=s s s F （3）1)(!)(+-= n a s n s F （4）36 )2(6 )(2++=s s F （5） 2222 2) ()(a s a s s F +-= （6）)14(21)(2 s s s s F ++= （7）52 1 )(+-= s s F 2.2 （1）由终值定理：10)(lim )(lim )(0 ===∞→∞ →s t s sF t f f （2）1 10 10)1(10)(+-=+= s s s s s F 由拉斯反变换：t e s F L t f ---==1010)]([)(1 所以 10)(lim =∞ →t f t 2.3（1）0) 2()(lim )(lim )0(2 =+===∞ →→s s s sF t f f s t )0()0()()()](['2''0 ' 'f sf s F s dt e t f t f L st --==-+∞ ? )0()0()(lim )(lim '2''0f sf s F s dt e t f s st s --=+∞ →-+∞ +∞→? 1 )2()(lim )0(2 2 2 ' =+==+∞→s s s F s f s (2)2 ) 2(1 )(+= s s F , t te s F L t f 21)]([)(--==∴ ,0)0(2)(22' =-=--f te e t f t t 又，1 )0(' =∴f 2.4解：dt e t f e t f L s F st s --?-==202)(11 )]([)( ??------+-=2121021111dt e e dt e e st s st s

控制工程基础考试试题

清华大学本科生考试试题专用纸 考试课程控制工程基础（A卷） 2006 年 6月 14日1. 设有一个系统如图1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号的作用时，试求系统的稳态输出。(15分) 图1 2. 设一单位反馈系统的开环传递函数为 现有三种串联校正装置，均为最小相位的，它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。 若要使系统的稳态误差不变，而减小超调量，加快系统的动态响应速度，应选取哪种校正装置？系统的相角裕量约增加多少？(10分)

(a) (b) (c) 图2 3. 对任意二阶环节进行校正，如图3，如果使用PD控制器，K P, K D均为实数，是否可以实现闭环极点的任意配置？试证明之。(15分) 图3 4. 一个未知传递函数的被控系统，先未经校正，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。 是多少？(5分) 问：(1) 系统的开环低频增益K (2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) （3）如果采用PI形式的串联校正，K 在什么范围内时，对原 I 开环系统相位裕量的改变约在之间？(5分)

图4 5．已知计算机控制系统如图所示，采用数字比例控制，其中K>0。设采样周期T=1s 图5 （1）试求系统的闭环脉冲传递函数； (5分) （2）试判断系统稳定的K值范围； (5分) （3）当系统干扰时，试求系统由干扰引起的稳态误差。 (5分) 6．针对本学期直流电动机位置伺服系统教学实验，基本原理图见图6，其中，电枢控制式直流电动机电枢电阻为1.7Ω，电感为3.7mH，反电势系数Ce为0.2 13V/(rad/s)，力矩系数Cm为0.213Nm/A，等效到电动机轴上的总转动惯量为3 92×10-6Nms2，设R =470KΩ，α=0.9，速度调节器传递函数为6，电流调节器传递 2

清华大学计算机科学与技术培养计划(本科)

计算机科学与技术专业（本科）人才培养计划 一、基本学制：四年 二、培养目标 本专业培养适应我国社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，具有良好的科学素养和人文知识背景，较系统地掌握计算机科学与技术的基本理论知识，具有较强地实践应用能力与知识创新能力，能从事有关计算机科学与技术方面的研究、应用和开发工作的高级应用型工程技术人才。 三、业务培养要求 本专业学生主要学习计算机科学与技术方面的基础理论和基本知识，接受从事研究与应用计算机的基本训练，具有研究和开发计算机系统的能力。本专业是软硬兼顾，略偏重于软件的宽口径专业，毕业生应具有以下几方面的知识和能力： 1．系统掌握计算机科学与技术的基本理论与基本知识； 2．掌握计算机系统的分析和设计的基本方法； 3．具有研究开发计算机软硬件系统的基本能力； 4．掌握计算机网络与应用技术； 5．掌握一门外语，具有较强的专业外文阅读能力； 6．了解与计算机相关的法律、法规； 7．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有获取信息的能力； 8．具有工程意识、创新意识、经济意识和管理意识，掌握一定的经济学与管理学的知识，具有较强的工作适应能力，工程实践能力和组织管理能力。 四、主干学科、学位课程及主要实践教学环节 1、主干学科：计算机科学与技术； 2、学位课程：马克思主义基本原理、大学英语、高等数学、C与C++语言程序设计、电路与模拟电子技术、数字逻辑、算法与数据结构、离散数学、汇编语言程序设计、微型计算机技术、数据库原理及应用、操作系统原理、计算机组成与系统结构、软件工程、数值分析、编译原理。 3、主要实践教学环节：程序设计语言编程实践、数据结构课程设计、操作系统课程设计、计算机网络课程设计、微型计算机技术课程设计、组成原理课程设计、管理信息系统课程设计、毕业设计。 五、毕业规定 学生在毕业时应达到德育培育目标和大学生体育合格标准要求，应获得最低总学分为205学分，其中课内理论必修课126学分，实践教学35学分，选修课（含公共选修课12学分）44学分；课外学分10学分。 六、授予学位

机械控制工程基础课后答案

1-1机械工程控制论的研究对象与任务是什么? 解机械工程控制论实质上是研究机械一r_程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲，机械工程控制论是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由内部的固有特性所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系。 机械工程控制论的任务可以分为以下五个方面: (1)当已知系统和输人时，求出系统的输出(响应)，即系统分析。 (2)当已知系统和系统的理想输出，设计输入，即最优控制。 (3)当已知输入和理想输出，设计系统，即最优设计。 (4)当系统的输人和输出己知，求系统的结构与参数，即系统辨识。 (5)输出已知，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，即滤波与预测。 1.2 什么是反馈?什么是外反馈和内反馈? 所谓反馈是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输人信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。 所谓外反馈是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈，构成一个自动控制系统。 所谓内反馈是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用，形成非人为的“内在”反馈，从而构成一个闭环系统。 1.3 反馈控制的概念是什么?为什么要进行反馈控制? 所谓反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。 在实际中，控制系统可能会受到各种无法预计的干扰。为了提高控制系统的精度，增强系统抗干扰能力，人们必须利用反馈原理对系统进行控制，以实现控制系统的任务。 1.4闭环控制系统的基本工作原理是什么? 闭环控制系统的基本工作原理如下: (1)检测被控制量或输出量的实际值; (2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值; (3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。 这种基于反馈原理，通过检测偏差再纠正偏差的系统称为闭环控制系统。通常闭环控制系统至少具备测量、比较和执行三个基本功能。 1.5对控制系统的基本要求是什么? 对控制系统的基本要求是稳定性、准确性和快速性。 稳定性是保证控制系统正常工作的首要条件。稳定性就是指系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。 准确性是衡量控制系统性能的重要指标。准确性是指控制系统的控制精度，一般用稳态误差来衡量。 快速性是指当系统的输出量与输入量之间产生偏差时，系统消除这种偏差的快慢程度。

软件学院软件工程专业本科培养方案-清华大学软件学院

软件学院 软件工程专业本科培养方案 一、培养目标 本专业面向软件系统应用、设计、开发、运维、服务等与软件全生命周期相关的产业，培养基础扎实、专业突出、并具有较强国际竞争能力和创新能力的软件系统的科学家和工程师。 二、基本要求 软件工程专业本科毕业生应达到如下知识、能力和素质的要求： 1.具有坚实的自然科学、人文社会科学和工程技术基础，以及较强的工程实践能力； 2.具备较强的社会责任感和良好的职业道德； 3.具备扎实的软件理论和软件工程专业知识，具有良好的工具使用与实验能力、软件分析与开 发能力、过程控制与管理能力、团队协作与沟通能力； 4.具有独立工作能力、终身学习能力和创新精神。 三、学制与学位授予 学制：本科学制4年，按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。 授予学位：工学学士学位。 四、基本学分学时 本科培养总学分170学分，其中春、秋季学期课程总学分138学分；夏季学期实践环节17学分，综合论文训练15学分。 五、专业核心课程 计算机系统软件 数据结构与算法 软件理论基础 六、课程设置与学分分布

1．公共基础课程 26学分 (1) 思想政治理论课 14学分 10610183 思想道德修养与法律基础3学分 10610193 中国近现代史纲要3学分 10610204 马克思主义基本原理4学分 10610224 毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论4学分 (2) 体育 4学分 第1-4学期的体育(1)-(4)为必修，每学期1学分；第5-8学期的体育专项不设学分，其中第5-6学期为限选，第7-8学期为任选。 (3) 外语 8学分 英语课程共计8学分(其中至少4学分为英语必修课组课程)，安排在前四个学期完成。第一学年夏季学期设置外语文化活动月，为非英语专业必修环节，符合免课条件者可申请免课。设清华大学本科生英语水平考试作为非英语专业本科生英语水平检测，学生在校学习满一年后可以报名参加。 日语、德语、法语、俄语等小语种学生入学后直接进入课程学习，本科毕业需完成三学期的课程，取得6学分。 2. 文化素质课13学分 文化素质教育课程体系包括文化素质教育核心课、新生研讨课、文化素质教育讲座课和一般文化素质教育课，除文化素质教育讲座和新生研讨课外，其它所有课程划分为八个课组：①哲学与伦理、②历史与文化、③语言与文学、④艺术与审美、⑤环境、科技与社会、⑥当代中国与世界、⑦人生与发展、⑧数学与自然科学。要求在本科学习阶段修满13学分，其中文化素质教育讲座课程为必修，1-2学分；文化素质教育核心课程和新生研讨课为限选，至少5门或8学分，建议其中1门为新生研讨课；一般文化素质课程为任选。 每学期开设的文化素质课程目录详见当学期选课手册。 3．数学和自然科学基础课程37学分(包括数学、物理、化学、生物等) (1) 数学25学分 1）必修22学分 微积分A（1）5学分 微积分A（2）5学分 线性代数（1）4学分 线性代数（2）2学分 复变函数引论2学分 离散数学4学分 2）限选3学分 概率论与数理统计3学分 随机数学方法3学分 (2) 自然科学基础12学分 1）必修10学分

机械控制工程基础课后答案-董玉红、徐莉萍主编

机械控制工程课后答案 1-1机械工程控制论的研究对象与任务是什么? 解机械工程控制论实质上是研究机械一r_程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲，机械工程控制论是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由内部的固有特性所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系。 机械工程控制论的任务可以分为以下五个方面: (1)当已知系统和输人时，求出系统的输出(响应)，即系统分析。 (2)当已知系统和系统的理想输出，设计输入，即最优控制。 (3)当已知输入和理想输出，设计系统，即最优设计。 (4)当系统的输人和输出己知，求系统的结构与参数，即系统辨识。 (5)输出已知，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，即滤波与预测。 1.2 什么是反馈?什么是外反馈和内反馈? 所谓反馈是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输人信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。 所谓外反馈是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈，构成一个自动控制系统。 所谓内反馈是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用，形成非人为的“内在”反馈，从而构成一个闭环系统。 1.3 反馈控制的概念是什么?为什么要进行反馈控制? 所谓反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。 在实际中，控制系统可能会受到各种无法预计的干扰。为了提高控制系统的精度，增强系统抗干扰能力，人们必须利用反馈原理对系统进行控制，以实现控制系统的任务。

1.4闭环控制系统的基本工作原理是什么? 闭环控制系统的基本工作原理如下: (1)检测被控制量或输出量的实际值; (2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值; (3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。 这种基于反馈原理，通过检测偏差再纠正偏差的系统称为闭环控制系统。通常闭环控制系统至少具备测量、比较和执行三个基本功能。 1.5对控制系统的基本要求是什么? 对控制系统的基本要求是稳定性、准确性和快速性。 稳定性是保证控制系统正常工作的首要条件。稳定性就是指系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。 准确性是衡量控制系统性能的重要指标。准确性是指控制系统的控制精度，一般用稳态误差来衡量。 快速性是指当系统的输出量与输入量之间产生偏差时，系统消除这种偏差的快慢程度。 2-1 dt d t u RC dt d dt d t u RC dt d t u dt t u C t u R t t u idt C t u i a i i i i )t (u )(1 )t (u )t (u )(1 )t (u ) (R ) (1)(i )(u )(1 )(.000 00000=++=+=∴=+=??同时：由电压定律有：设回流电流为

清华大学本科生培养方案 城市规划系

清华大学本科培养方案和指导性教学计划 城市规划系 城乡规划专业本科培养方案 一、培养目标 本专业培养德智体美全面发展，具备坚实城乡规划基础理论知识和实践应用能力，具有社会责任感、团队精神、创新思维和可持续发展理念，能够在专业规划设计机构、管理机构、研究机构从事城乡规划设计及其相关开发管理、研究教育等工作的高级专门人才。 二、基本要求 城乡规划专业毕业生应达到以下素质、知识和能力的要求： 具有优良的政治思想素质和道德品质，具有扎实的自然科学和人文社会科学素养，具有健全的人格和健康的身心素质。 掌握城乡发展与规划的基本理论和基本知识，掌握城乡规划调查与分析的方法和技能，掌握城乡规划设计与表达的方法和技能，熟悉城乡规划建设编制与管理的政策法规标准，了解经济社会类、建筑土木工程类、景观环境工程类等相关专业知识，具备外国语与计算机应用的基本能力。 三、学制与学位授予 学制：本科学制四年,按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。 授予学位：工学学士学位。 四、基本学分学时 本科培养总学分176，其中春、秋季学期课程总学分143；集中实践环节由两部分组成：实践环节18学分，综合论文训练15学分。 五、专业核心课程15门，18学分 城市规划原理、中外城市发展与规划史纲、城市交通与道路系统规划基础、城乡基础设施与规划、城市环境与生态学导论、城市社会学、城市规划经济学、城市制度与规划管理、空间信息技术导论、设计系列课（含城乡总体规划、详细规划、城市设计、住区规划与住宅设计、场地设计、建筑设计）。 六、课程设置与学分分布 1．公共基础课程 26学分 (1) 思想政治理论课 14学分 10610183 思想道德修养与法律基础3学分 10610193 中国近现代史纲要3学分 10610204 马克思主义基本原理4学分 10610224 毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论4学分

机械控制工程基础课后答案(廉自生)

2-1什么是线性系统？其最重要特性是什么？ 答：如果系统的数学模型是线性的，这种系统就叫做线性系统。线性系统最重要的特性，是适用于叠加原理。叠加原理说明，两个不同的作用函数（输入），同时作用于系统所产生 的响应（输出），等于两个作用函数单独作用的响应之和因此，线性系统对几个输入 量同时作用而产生的响应，可以一个一个地处理，然后对它们的响应结果进行叠加。 2-2 分别求出图（题2-2）所示各系统的微分方程。 ) () (t f t y k m (a ) ) (t y ) (t f 2 1 k k m (b ) c c 1 2 m x x i o (c ) 1k 2 k o i x x c (d ) 1 k 2k x i x o c (e ) 解：)(a )()()(t f t ky t y m =+ )(b )()()()(21t f t y k k t y m =++ ? ???+=-02010))((x c x m c x x c i 2 12110)()()() (K K s K K c cs K s X s X d i ++= 02010)())((x K c x x K x x e i i =-+-? ? 2-3 求图（题2-3）所示的传递函数，并写出两系统的无阻尼固有频率n ω及阻尼比ξ的表达式。 x i x o c k m (a ) C u u o i L R (b )

解：图)(a 有：m k s m c s m k s G ++= 2)( m k n =ω mk C 2=ξ 图)(b 有：??? ???? =++=??idt C V idt C R L V i i i 110 ∴ LC s L R s LC s G 11 )(2+ += LC n 1=ω L C R 2=ξ 2-4 求图（题2-4）所示机械系统的传递函数。图中M 为输入转矩，m C 为圆周阻尼，J 为转动惯量。（应注意消去θ θ ,及θ ） x m k R c M m ,C J 题2-4 解：由已知可知输入量M 与输出量θ之间的关系为： M k C J m =++θθθ 经拉氏变换后为：)()()(2 s M k s s C s Js m =++θθθ ∴ 2 2 2 222/11)() ()(n n n m m s J k s J C s J k s C Js s M s s G ωξωωθ++=++=++== 其中，J k n = ω Jk C m 2=ξ 2-5 已知滑阀节流口流量方程式为)/2(v ρωp x c Q =，式中，Q 为通过节流阀流口的流量；p 为节流阀流口的前后油压差；v x 为节流阀的位移量；c 为流量系数；ω为节流口

清华大学2006至2007年控制工程基础期末考试试题

清华大学2006至2007年控制工程基础期末考试试题 考试课程控制工程基础（A卷） 2006 年 6月 14日 1. 设有一个系统如图1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号的作用时，试求系统的稳态输出。(15分) 图1 2. 设一单位反馈系统的开环传递函数为 现有三种串联校正装置，均为最小相位的，它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。 若要使系统的稳态误差不变，而减小超调量，加快系统的动态响应速度，应选取哪种校正装置？系统的相角裕量约增加多少？(10分) (a) (b) (c)

图2 3. 对任意二阶环节进行校正，如图3，如果使用PD控制器，K P, K D均为实数，是否可以实现闭环极点的任意配置？试证明之。(15分) 图3 4. 一个未知传递函数的被控系统，先未经校正，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。 问：(1) 系统的开环低频增益K0是多少？(5分) (2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) （3）如果采用PI形式的串联校正，K I在什么范围内时，对原开环系统相位裕量的改变约在之间？(5分) 图4 5．已知计算机控制系统如图所示，采用数字比例控制，其中K>0。设采样周期T=1s 图5 （1）试求系统的闭环脉冲传递函数； (5分)

（2）试判断系统稳定的K值范围； (5分) （3）当系统干扰时，试求系统由干扰引起的稳态误差。 (5分) 6．针对本学期直流电动机位置伺服系统教学实验，基本原理图见图6，其中，电枢控制式直流电动机电枢电阻为1.7Ω，电感为3.7mH，反电势系数Ce为0.213V/(rad/s)，力矩系数Cm为0.213Nm/A，等效到电动机轴上的总转动惯量为392×10-6Nms2，设R2=470KΩ，α=0.9， 速度调节器传递函数为6，电流调节器传递函数为，功放K pwm=1，霍尔电流传感 器传递函数为2V/A，β=0.8，测速机传递系数为24V/1000rpm，数字电位计传递系数为 0.243V/rad， （1）以u pi作为输入，以x作为输出，画出系统对应的方块图，并注出每个方块输入输出端的量纲表达；(12分) （2）对于图6所示系统，电流调节器如果采用P校正或PI校正，该位置伺服系统型次是否改变？速度调节器采用P校正或PI校正，该位置伺服系统型次是否改变？试说明之；(5分) （3）试改变位置环校正形式或参数，使当输入斜坡信号时，引起的位置误差为零； (5分) （4）电位器β值起什么作用？(3分) （5）在实验时，如何测试值？试说明其根据。(5分) 图6 参考答案：A卷 1. 解： 然后通过频率特性求出

清华大学《控制工程基础》课件-4

则系统闭环传递函数为 假设得到的闭环传递函数三阶特征多项式可分解为 令对应项系数相等，有 二、高阶系统累试法 对于固有传递函数是高于二阶的高阶系统，PID校正不可能作到全部闭环极点的任意配置。但可以控制部分极点，以达到系统预期的性能指标。 根据相位裕量的定义，有 则有 则 由式可独立地解出比例增益，而后一式包含两个未知参数和，不是唯一解。通常由稳态误差要求，通过开环放大倍数，先确定积分增益，然后计算出微分增益。同时通过数字仿真，反复试探，最后确定、和三个参数。 设单位反馈的受控对象的传递函数为 试设计PID控制器，实现系统剪切频率 ，相角裕量。 解： 由式,得 由式,得 输入引起的系统误差象函数表达式为

令单位加速度输入的稳态误差，利用上式，可得 试探法 采用试探法，首先仅选择比例校正，使系统闭环后满足稳定性指标。然后，在此基础上根据稳态误差要求加入适当参数的积分校正。积分校正的加入往往使系统稳定裕量和快速性下降，此时再加入适当参数的微分校正，保证系统的稳定性和快速性。以上过程通常需要循环试探几次，方能使系统闭环后达到理想的性能指标。 齐格勒－尼柯尔斯法 （Ziegler and Nichols ） 对于受控对象比较复杂、数学模型难以建立的情况，在系统的设计和调试过程中，可以考虑借助实验方法，采用齐格勒－尼柯尔斯法对PID调节器进行设计。用该方法系统实现所谓“四分之一衰减”响应（”quarter-decay”），即设计的调节器使系统闭环阶跃响应相临后一个周期的超调衰减为前一个周期的25%左右。 当开环受控对象阶跃响应没有超调，其响应曲线有如下图的S形状时，采用齐格勒－尼柯尔斯第一法设定PID参数。对单位阶跃响应曲线上斜率最大的拐点作切线，得参数L 和T，则齐格勒－尼柯尔斯法参数设定如下： (a) 比例控制器： (b) 比例－积分控制器： ， (c) 比例－积分－微分控制器： ， 对于低增益时稳定而高增益时不稳定会产生振荡发散的系统，采用齐格勒－尼柯尔斯第二法(即连续振荡法)设定参数。开始只加比例校正，系统先以低增益值工作，然后慢慢增加增益，直到闭环系统输出等幅度振荡为止。这表明受控对象加该增益的比例控制已达稳定性极限，为临界稳定状态，此时测量并记录振荡周期Tu和比例增益值Ku。然后，齐格勒－尼柯尔斯法做参数设定如下： (a) 比例控制器：