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自动控制原理 第三章课后答案

自动控制原理 第三章课后答案
自动控制原理 第三章课后答案

3-1设温度计需要在一分钟内指示出响应值的98%,并且假设温度计为一阶系统,求时间常数T 。如果将温

度计放在澡盆内,澡盆的温度以10

C/min 的速度线性变化。求温度计的误差。

解:

c(t)=c(∞)98%t=4T=1 min r(t)=10t

e(t)=r(t)-c(t)c(t)=10(t-T+e )-t/T =10(T-e )

-t/T =10T =2.5

T=0.25

3-2电路系统如图所示,其中F C k R k R μ5.2,200,20110=Ω=Ω=。设系统初始状态为零,试求:系统的单位阶跃响应8)()(1=t u t u c c 以及时的1t 值;

解:R 1Cs+1R 1/R 0G (s )= u c (t)=K(1–-)=T=R 1C=0.5 K=R 1/R 0=10

=10(1–e -2t )

8=10(1–e -2t

)

0.8=1–e

-2t

e -2t =0.2 t=0.8

g(t)=e -t/T t 1=0.8=4u c (t)=K(t-T+T e -t/T )=4R(s)=1s 2

R(s)=1R(s)=1s 3T 2=K(s +--2)

=1.2Ts 1s 3

K +1U c (s)= -0.5t+0.25-0.25e -2t )12

t 2u c (t)=10(

3-3已知单位反馈系统的开环传递函数为)

5(4)(+=

s s s G 试求该系统的单位阶跃响应。

解:

C(s)=s 2+5s+4

R(s)4s(s+1)(s+4)C(s)=4R(s)=s

1s+41+1/3s =4/3s +1

-c(t)=1+ 4e 13-4t -t 3

-e

3-4已知单位负反馈系统的开环传递函数为 )

1(1

)(+=

s s s G 试求该系统的上升时间r t 。、峰值时间p t 、

超调量%σ和调整时间s t 。

1s(s+1)

G(s)=t p =d =3.63t s n

=6t s n =8解:C(s)=s 2+s+1

R(s)12= 1n ωn ζ=1=0.5=1n =0.866

d ω= ωn 2 ζ1-=60o -1ζ

=tg β21-ζt r =d =2.42σ%=100%e -ζπ=16%e -1.8

3-6已知系统的单位阶跃响应为t t e e t c 10602.12.01)(---+= ,试求:

(1)系统的闭环传递函数;

(2)系统的阻尼比ζ和无阻尼自然震荡频率n ω;

解:

+C(s)= 1.2s +10-s(s+60)(s+10)=600=s 2+70s+600

C(s)R(s)600R(s)=s 12=600ωn

2ωn ζ=70

ζ=1.43=24.5ωn

3-7设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示,如果该系统为单位负反馈系统,试确定其开环传递函数。

1.3

t

c(t)

10.1

9.862ζ=1.42-1.422ζζ=0.35ωn ωn ζs(s+2 )G(s)=2

1115.6s(s+22.7)=解:

t p ==0.121-ζπωn =0.3e -ζζπ1-2

e

ζζπ1-2=3.3ωn ζ==31.4π/ζ=ln3.3=1.19

21-ζπ)2/ζ(=1.42=33.4ωn

3-8已知单位反馈系统的开环传递函数)

1()(+=Ts s K s G 试选择参数K 及T 值以满足下列指标:

(1)当r(t)=t 时,系统的稳态误差 02.0≤ss e ;

(2)当r(t)=1(t )时,系统的动态性能指标%)5(3.0=?≤s t s 。 计算的最后结果: K=60 , T=0.02s

3-11闭环系统的特征方程如下,试用劳斯判据判断系统的稳定性。

(a)01009202

3

=+++s s s (b) 020092023=+++s s s (c)0516188234=++++s s s s (d) 012362345=+++++s s s s s

(1)

s 3+20s 2+9s+100=0解:劳斯表如下:s 1s 0 s 3 s 2 1 9 20 100 4

100系统稳定。

(3) s

4+8s 3+18s 2+16s +5=0118 5

s 4 s 3 8 1

6 劳斯表如下:s 2 16 5

s 121616

s 0 5

系统稳

定。

(a)稳定 ,(b)不稳定 , (c)稳定 ,(d)不稳定;

3-13已知系统结构如图所示。试问τ取值多少,系统才能稳定?

解:

G(s)==τΦ(s)=s 3 +s 2+1010(s+1)s 2+10s+10

τ110 s 3 s 2 (1+10)τ10

s 1

b 31s 0 10

)-10 b 31= 10(1+10τ1+10τ

>0

τ>0

3-14

已知系统结构如图所示。确定系统稳定时τ的取值。

解:

G(s)=s 2(s+1)10(τs+1)Φ(s)=s 3 +s 2+10s+10τ10(τs+1)s 3 s 2 1 10110

τs 1 b 31

s 0

10b 31= 10τ-10 1>0τ>1

计算的最后结果:1>τ

3-15试确定图所示系统参数K 和ζ的稳定域。

计算的最后结果:???

<<>ξ

ξ2000

K ;

3-16已知单位反馈控制系统的开环传递函数如下。试求各系统的静态位置误差系数K p

K v 和加速度误差系数K a ,并确定当输入信号分别为r(t)=1(t) ,2t ,t 2和 1+2t+ t 2时系统的稳态误差e ss 。

(1)G(s)=

)

12.0)(11.0(20

++s s ; (2)G(s)=

)

10)(2(200++s s s ;

(3)G(s)=)

104()12(102

2

+++s s s s ; (4) G(s)=

)

2)(12()

13(52

+++s s s s ;;

解题过程与步骤:

解:

r(t)=I(t)+2t+t 2

+s 2R(s)=2+s 2(s 2+4s+10)(3) G(s)=10(2s+1)

υ=2

K p =∞

e ss1=0s 2(0.1s 2+0.4s+1)

=(2s+1)K υ=∞e ss2=0K a =1

e ss3=2

e ss =2

计算的最后结果: (1)∞∞∞=

===和,,21

1;0,0,20ss a v p

e K K K ;

(2)∞∞===∞=和,2.0,0;0,10,ss a v p

e K K K ;

(3)22,0,0;1,,和==∞=∞=ss a v p

e K K K

(4)系统不稳定;

3-17一闭环系统的动态结构如图所示。

(1)当R(s)=

s

1 ,超调量p σ%=20%,调整时间t s =1.8s (?=5%) 时,试确定参数1K 和τ的值。

(2)当输入信号分别为:r(t)=1(t) ,r(t)=t , r(t)=

2

1t 2时 ,试求系统的稳态误差

解:K G(s)=

1

Φ(s)=11

K

2ωn ζ=K 1τ2=K

1

ωn =0.2e -ζπt s n

=1.8ζ=0.45ωn ==3.72ωn K 1==13.7τ=0.24

G(s K 1=s(s+1)1

υ=1K p =∞e ss1=0R(s)=R(s)=K υ=K e ss2=τ1R(s)=s 3

K a =0

e ss3=∞

计算的最后结果: (1)K 1=13.36 ,τ=0.2; (2) 0=ss e ,2.0=ss e ,∞=ss e ;

3-18已知系统的结构图如图所示。欲保证阻尼比ζ=0.7和单位斜坡函数输入时稳态误差e ss =0.25,试确定参数K 和τ的取值。

解:G(s)==s(s+1)τ

2+K 1τ2+K K Φ(s)=s 2+(2+K )s+K τK 2ωn ζ=2+K τ2=K ωn

=2*0.7 K e ss =0.25= 0.25K-2 τK

K =31.6τ=0.186

3-19已知系统的结构图如图所示。其中r(t)=1(t ), d 1(t)=1(t ), d 2(t)=1(t)。试求:

(1)在r(t)作用下系统的稳态误差;

(2)在d 1(t)和d 2(t)同时作用下系统的稳态误差; (3)在d 1(t)作用下,且G(s)=K P +

s

K 和F(s)=

Js

1时 ,系统的稳态误差。

解:

e ssd = lim s →0+[]E d (s)= -G 2(s)H(s)

1+G 1

(s)G 2

(s)H(s)·

D(s)=-[1+F(s)]

K G(s)=K p +F(s)=e ssd = lim -F(s)s →0-s →0

s 1= lim s 1+(K p +K s Js 1)Js 1

计算的最后结果 :(1))

0()0(11F G e ss +=

;(2))

0()0(11)0(F G F e ss ++-

= ;

(3)0=ss e ;

3-20复合控制系统如图所示。

图中 bs as s G c +=2

)( ,)

102.0)(11.0(10

)(++=

s s s s G 。

试选择a 和b 的值,使系统由Ⅰ型系统提高为Ⅲ型系统。

计算的最后结果: 1.0,012.0==b a

自动控制原理课后习题答案

1.2根据题1.2图所示的电动机速度控制系统工作原理 (1)将a,b 与c,d 用线连接成负反馈系统; ( 2)画出系统 框图。 c d + - 发电机 解: (1) a 接d,b 接c. (2) 系 统 框 图 如下 1.3题1.3图所示为液位自动控制系统原理示意图。在任何情况下,希望页面高度c 维持不变,说明系统工作原理并画出系统框图。

解: 工作原理:当打开用水开关时,液面下降,浮子下降,从而通过电位器分压,使得电动机两端出现正向电压,电动机正转带动减速器旋转,开大控制阀,使得进水量增加,液面上升。同理,当液面上升时,浮子上升,通过电位器,使得电动机两端出现负向电压,从而带动减速器反向转动控制阀,减小进水量,从而达到稳定液面的目的。 系统框图如下: 2.1试求下列函数的拉式变换,设t<0时,x(t)=0: (1) x(t)=2+3t+4t 2 解: X(S)= s 2 +23s +38 s

(2) x(t)=5sin2t-2cos2t 解:X(S)=5 422+S -242+S S =4 2102+-S S (3) x(t)=1-e t T 1- 解:X(S)=S 1- T S 11+ = S 1-1 +ST T = ) 1(1 +ST S (4) x(t)=e t 4.0-cos12t 解:X(S)=2 212 )4.0(4 .0+++S S 2.2试求下列象函数X(S)的拉式反变换x(t): (1) X(S)= ) 2)(1(++s s s 解:= )(S X )2)(1(++s s s =1 122+-+S S t t e e t x ---=∴22)( (2) X(S)=) 1(1 522 2++-s s s s 解:=)(S X ) 1(1522 2++-s s s s =15 12+-+S S S

自动控制原理答案

第一章 习题答案 习 题 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ,b 与c ,d 用线连接成负反馈状态; (2) 画出系统方框图。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理,指出 被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P

并联后跨接到同一电源0 E 的两端,其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结,组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵;输出轴则由直流电动机经减速后带动,电动机采用电枢控制的方式工作。 试分析系统的工作原理,指出系统的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽 机转速控制系统如题1-5图所示。 其工作原理是:当蒸汽机带动负载 转动的同时,通过圆锥齿轮带动一 对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链 可带动套筒上下滑动,套筒装有平 衡弹簧,套筒上下滑动时可拨动杠 杆,杠杆另一端通过连杆调节供汽 阀门的开度。在蒸汽机正常运行 时,飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡,套筒保持某个高度,使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速 ω下降,则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动,并通过杠杆增大供汽阀门的开度,从而使蒸汽机的转速回升。同理,如果由于负载减小使蒸汽机的转速 ω增加,则飞锤因离心力增加而使套筒上滑,并通过杠杆减小供汽阀门的开度,迫使蒸汽机转速回落。这样,离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响,使蒸汽机的转速 ω保持在某个期望值附近。 指出系统中的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时,摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量及给定量,画出系统方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统

国际结算第三章 课后练习和答案(中文)

第三章课后练习和答案(一) 一、选择题(包括单选和多选) 1、我们说票据的无因性是指()。 A、出票人出票没有原因 B、票据成立与否取决于出票的原因 C、票据的付款是无条件的 分析:正确答案应为C。我们所指的票据的无因性是指汇票、支票的付款是无条件命令,本票的付款是无条件承诺。 2、本票分为一般本票和银行本票两种,一般本票指的是出票人为企业或个人,付期期限为()的本票 A.即期 B.远期 C.既可以是即期也可以是远期 D.远期180天以内。 分析:正确答案应为C。本票实际上就是付款人为出票人自身的特殊汇票,大多数国家没有专门的本票法,本票视同为汇票,因此本票的期限和汇票是一致的,本票可以是即期的,也可以是远期的。(注意:由于不同国家的法律环境不同,因而不同的国家对票据的期限会有不同的规定)。 3、银行承兑汇票的出票人应为()。 A、银行 B、商业企业 C、银行或商业企业 分析:正确答案应为B。银行承兑汇票就出票人而言属于商业汇票,为补充商业汇票流通性不足的缺陷,银行应出票人或其他人的请求对汇票予以承竞。 4、拒绝证书是持票人在提示票据遭到拒付或拒绝承兑后向公证机构申请办理的一种证明文件。制作拒绝证书的主要目的是()。 A.持票人可以合法地要求付款退货 B.持票人可以合法地向前手行使追索权 C.证明托收单据由持票人合法持有 D.证明付款人的行为严重违背《合同法》中的有关规定 分析:正确答案应为B。票据持有人向付款人提示票据,遭到拒付或拒绝承兑时,必须作拒绝证书,其主要目的是合法地向前手行使追索权。 5、票据的善意持票人是指(),取得了一张表面完整、合格的、有效的持票人。 A、虽未付对价,但由别人无偿赠予 B、善意地付了票据的全部对价 C、无意中拾到,但找不到失主 D、从他人手上低价购得 分析:正确答案应为B。票据的善意持票人就是指支付了票据的全部金额的持票人。 6、.以下何种背书属于空白背书()。 A、Pay to the order of Henry Brown B、Pay to Henry Brown only C、William White William White William White 分析:正确答案应为C。所谓空白背书是指仅转让人签署了自身的姓名,而没有被转让人的姓名。 7、.在承兑交单方式下,如果托收单据中附有汇票,则应要求付款人在汇票上进行承兑。承兑的内容一般应包括()。 A.“承兑”字样 B.承兑日期或到期日 C.承兑人签字 D.承兑人地址 分析:正确答案应为ABC。承兑地址是多余的,是没有必要的。 8、.关于汇票的付款时间,如果提示日为4月20日,票面上写明“At 90 days from sight”,则到期日付

自动控制原理习题及答案

1. 采样系统结构如图所示,求该系统的脉冲传递函数。 答案:该系统可用简便计算方法求出脉冲传递函数。去掉采样开关后的连续系统输出表达式为 对闭环系统的输出信号加脉冲采样得 再对上式进行变量替换得 2. 已知采样系统的结构如图所示,,采样周期T=0.1s。试求系统稳定时K的取值范围。 答案:首先求出系统的闭环传递函数。由 求得,已知T=0.1s, e-1=0.368,故

系统闭环传递函数为,特征方程为 D(z)=1+G(z)=z2+(0.632K-1.368)z+0.368=0 将双线性变换代入上式得 0.632ω2+1.264ω+(2.736-0.632K)=0 要使二阶系统稳定,则有 K>0,2.736-0.632K>0 故得到K的取值范围为0<K<4.32。 3. 求下列函数的z变换。 (1). e(t)=te-at 答案:e(t)=te-at 该函数采样后所得的脉冲序列为 e(nT)=nTe-anT n=0,1,2,… 代入z变换的定义式可得 E(z)=e(0)+P(T)z-1+e(2T)z-2+…+e(nT)z-n+…=0+Te-aT z-1+2Te-2aT z-2+…+nTe-naT z-n+…=T(e-aT z-1+2e -2aT z-2+…+ne-naT z-n+…) 两边同时乘以e-aT z-1,得 e-aT z-1E(z)=T(e-2aT z-2+2e-3aT z-3+…+ne-a(n+1)T z-(n+1)+…) 两式相减,若|e-aT z-1|<1,该级数收敛,同样利用等比级数求和公式,可得 最后该z变换的闭合形式为 (2). e(t)=cosωt 答案:e(t)=cosωt 对e(t)=cosωt取拉普拉斯变换.得 展开为部分分式,即 可以得到 化简后得

自动控制原理答案

《自动控制原理》习题参考答案 第1章 1.7.2基础部分 1.答:开环控制如:台灯灯光调节系统。 其工作原理为:输入信号为加在台灯灯泡两端的电压,输出信号为灯泡的亮度,被控对象为灯泡。当输入信号增加时,输出信号(灯泡的亮度)增加,反之亦然。 闭环控制如:水塔水位自动控制系统。 其工作原理为:输入信号为电机两端电压,输出信号为水塔水位,被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时,通过检测装置检测到水位下降,将此信号反馈至电机,电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压,通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。 2.答:自动控制理论发展大致经历了几个阶段: 第一阶段:本世纪40~60年代,称为“经典控制理论”时期。 第二阶段:本世纪60~70年代,称为“现代控制理论”时期。 第三阶段:本世纪70年代末至今,控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。 3.答:开环控制:控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用,即系统的输 出量与对控制量没有影响。 闭环控制:指控制装置与被空对象之间既有正向作用,又有反向联系控制的过程。 开环控制与闭环控制的优缺点比较: 对开环控制系统来说,由于被控制量和控制量之间没有任何联系,所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。 对闭环控制系统来说,由于采用了负反馈,固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感,因此,有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4.答:10 线性定常系统;(2)非线性定常系统; (3)非线性时变系统;(4)非线时变系统; 1.7.3 提高部分 1.答:1)方框图: 2)工作原理:假定水箱在水位为给定值c(该给定值与电位器给定电信ur对应),此时浮子处于平衡位置,电动机无控制作用,水箱处于给定水位高度,水的流入量与流出量保持不变。当c增大时,由于进水量一时没变浮子上升,导致c升高,给电信计作用后,使电信计给电动机两端电压减小,电动机带动减齿轮,使控制阀开度减小,使进水量减小,待浮

第三章 练习题答案

第三章练习题 一、判断正误并解释 1.所谓商品的效用,就是指商品的功能。 分析:这种说法是错误的。商品的效用指商品满足人的欲望的能力,指消费者在消费商品时所感受到的满足程度 2.不同的消费者对同一件商品的效用的大小可以进行比较。 分析:这种说法是错误的。同一个消费者对不同商品的效用大小可以比较。但由于效用是主观价值判断,所以同一商品对不同的消费者来说,其效用的大小是不可比的。 3.效用的大小,即使是对同一件商品来说,也会因人、因时、因地而异。分析:这种说法是正确的。同一商品给消费者的主观心理感受会随环境的改变而改变。 4.边际效用递减规律是指消费者消费某种消费品时,随着消费量的增加,其最后一单位消费品的效用递减。 分析:这种说法是错误的。必须在某一特定的时间里,连续性增加。5.预算线的移动表示消费者的货币收入发生变化。 分析:这种说法是错误的。只有在收入变动,商品价格不变,预算线发生平移时,预算线的移动才表

示消费者的收入发生了变化。 6.效应可以分解为替代效应和收入效应,并且替代效应与收入效应总是反向变化。 分析:这种说法是错误的。正常物品的替代效应和收入效应是同向变化的。 二、选择 1.当总效用增加时,边际效用应该:(A ) A.为正值,但不断减少; B.为正值,且不断增加; C.为负值,且不断减少; D.以上都不对 2.当某消费者对商品X的消费达到饱合点时,则边际效用MUχ为:(C ) A.正值B.负值C.零D.不确定 3.正常物品价格上升导致需求量减少的原因在于:(C ) A.替代效应使需求量增加,收入效应使需求量减少; B.替代效应使需求量增加,收入效应使需求量增加;

最新自动控制原理试题及答案

一、 单项选择题(每小题1分,共20分) 1. 系统和输入已知,求输出并对动态特性进行研究,称为( C ) A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在( A )上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量,产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为( C ) A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为( A ) A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后,以电动机的转速为输出变量,电枢电压为输入变量时, 电动机可看作一个( B ) A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ,则它的开环增益为( C ) A.1 B.2 C.5 D.10 7. 二阶系统的传递函数5 2 5)(2++=s s s G ,则该系统是( B ) A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变,提高ωn ,则可以( B ) A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(,当频率T 1=ω时,则相频特性)(ωj G ∠为( A ) A.45° B.-45° C.90° D.-90° 10.最小相位系统的开环增益越大,其( D ) A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ,则此系统 ( A ) A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为:()) 5)(1(++=s s s k s G ,当k =( C )时,闭环系统临界稳定。 A.10 B.20 C.30 D.40 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ,则此系统中包含正实部特征的个数 有( C ) A.0 B.1 C.2 D.3 14.单位反馈系统开环传递函数为()s s s s G ++=652,当输入为单位阶跃时,则其位置误差为( C ) A.2 B.0.2 C.0.5 D.0.05

自动控制原理课后答案(第五版)

第 一 章 1-1 图1-2是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下,希望液面高度c 维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。 图1-2 液位自动控制系统 解:被控对象:水箱;被控量:水箱的实际水位;给定量电位器设定水位r u (表征液 位的希望值r c );比较元件:电位器;执行元件:电动机;控制任务:保持水箱液位高度 不变。 工作原理:当电位电刷位于中点(对应 r u )时,电动机静止不动,控制阀门有一定的 开度,流入水量与流出水量相等,从而使液面保持给定高度r c ,一旦流入水量或流出水量 发生变化时,液面高度就会偏离给定高度 r c 。 当液面升高时,浮子也相应升高,通过杠杆作用,使电位器电刷由中点位置下移,从而给电动机提供一定的控制电压,驱动电动机,通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动,从而减少流入的水量,使液面逐渐降低,浮子位置也相应下降,直到电位器电刷回到中点位置,电动机的控制电压为零,系统重新处于平衡状态,液面恢复给定高度 r c 。 反之,若液面降低,则通过自动控制作用,增大进水阀门开度,加大流入水量,使液面升高到给定高度 r c 。 系统方块图如图所示:

1-10 下列各式是描述系统的微分方程,其中c(t)为输出量,r (t)为输入量,试判断哪些是线性定常或时变系统,哪些是非线性系统 (1) 222 )()(5)(dt t r d t t r t c ++=; (2))()(8) (6)(3)(2 233t r t c dt t dc dt t c d dt t c d =+++; (3) dt t dr t r t c dt t dc t ) (3)()()(+=+; (4)5cos )()(+=t t r t c ω; (5)?∞-++=t d r dt t dr t r t c τ τ)(5)(6)(3)(; (6))()(2 t r t c =; (7)???? ?≥<=.6),(6,0)(t t r t t c 解:(1)因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2 ()r t ,所以该系统为非线性系统。 (2)因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项,且各项系数均为常数,所以该系统为线性定常系统。 (3)该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项,所以该系统为线性系统,但第一项 () dc t t dt 的系数为t ,是随时间变化的变量,因此该系统为线性时变系统。 (4)因为c(t)的表达式中r(t)的系数为非线性函数cos t ω,所以该系统为非线性系统。 (5)因为该微分方程不含变量及其导数的高次幂或乘积项,且各项系数均为常数,所以该系统为线性定常系统。 (6)因为c(t)的表达式中包含变量的二次项2()r t ,表示二次曲线关系,所以该系统为非

自动控制原理题目参考答案

一、填空题 1 闭环控制系统又称为反馈控制系统。 2 一线性系统,当输入就是单位脉冲函数时,其输出象函数与 传递函数 相同。 3一阶系统当输入为单位斜坡函数时,其响应的稳态误差恒为 时间常数T 。 4 控制系统线性化过程中,线性化的精度与系统变量的 偏移程度 有关。 5 对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。 6 一般讲系统的位置误差指输入就是 阶跃信号 所引起的输出位置上的误差。 7 超前校正就是由于正相移的作用,使截止频率附近的 相位 明显上升,从而具有较大的 稳定裕度。 8 二阶系统当共轭复数极点位于 +-45度 线上时,对应的阻尼比为0、707。 9 PID 调节中的“P ”指的就是 比例 控制器。 10 若要求系统的快速性好,则闭环极点应距虚轴越_ 远 越好。 11 在水箱水温控制系统中,受控对象为_水箱 ,被控量为_水温 。 12 自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为_ 开环控制方式 ;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为_ 闭环控制方式 ;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于_ 开环控制方式 。 13 稳定就是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统_ 稳定 _。判断一个闭环线性控制系统就是否稳定,在时域分析中采用_ 劳斯判据 _;在频域分析中采用_ 奈氏判据 _。 14、传递函数就是指在_ 零 _初始条件下、线性定常控制系统的_ 输入拉式变换 _与_ 输出拉式变换 _之比。 15 设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为_ _,相频特性为 _-180-arctan(tw-Tw)/1+tTw _。 16 频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对 应时域性能指标_ 调整时间t _,它们反映了系统动态过程的_快速性 _。 17 复合控制有两种基本形式:即按 输入 的前馈复合控制与按 扰动 的前馈复合控制。 18 信号流图由节点___与___支路_组成。 19 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为_(0,1)___。 20 两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为 G 1(s)+ G 2(s)(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 21 PI 控制器就是一种相位_比例积分___的校正装置。 22 最小相位系统就是指 S 右半平面不存在系统的开环零点与开环极点 。 23对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:快速性____、_稳定性___与准确性。 24如果根轨迹位于实轴上两个相邻的开环极点之间,则在这两个极点间必定存在_一个分离点 _。

第三章习题与参考答案

第三章习题与参考答案 3-1 输水管路的直径为150㎜输水量为981kN/hr 求断面平均流 速。 (答:1.57m/s ) 3-2 矩形风道的断面为300×400㎜2,风量为2700m 3/hr ,求断面 平均流速,若出风口断面缩小为150×700㎜2,该处的平均流速多大? (答:6.25m/s,25.0m/s ) 3-3 一圆形风道,风量为10000 m 3/hr ,最大允许流速为20 m/s , 试设计其直径(应为50㎜的整倍数)并核算其流速. (答:450㎜,17.5 m/s) , 各为多大才能保证两支管的质量流量相等? (答:s m v s m v /2.22,/1832==) 3-6 在4×4㎝2的空气压缩机进口管路中,空气的密度委1.2kg/m 3, 平均流速为4m/s ,经过压缩后,在直径为2.5cm 的圆管中,以 3m/s 的平均流速排出,求出口的空气密度和质量流量。 (答:5.22kg/m 3,7.68×10-3kg/s )

3-7 试比较1和3点流速的大小:1)在等直径立管中,2)在渐 () () () 10107 1 0203; 2; 11? ?? ?????=????????=???? ?????????????=r y u u r y u u r y u u m m m 3-9 已知圆管中的流速分布曲线为7 1 0????????=r y u u m ,求流速等于平均 流速的点离壁面的距离。 c y (答:0242) 0r 3-10 求题(3-8)中各种情况的动能修正系数α值 (答:2,1.057,1.03) 3-11 圆喷嘴在圆管中喷射流体,流速分布如图,已知, mm d 501=

自动控制原理试题及答案解析

自动控制原理 一、简答题:(合计20分, 共4个小题,每题5分) 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小,请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现?并解释原因。 2. 大多数情况下,为保证系统的稳定性,通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少?为什么? 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明,对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示,其中质量为m 公斤,弹簧系数为k 牛顿/米,阻尼器系数为μ牛顿秒/米,当物体受F = 10牛顿的恒力作用时,其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下,(合计20分, 共2个小题,每题10分) 1) 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标:超调量%σ,调 节时间s t 和峰值时间p t ; 2) 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时,求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示,c ω位于两个交接频率的几何中心。 1) 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2) 计算超调量%σ和调节时间s t 。(合计20分, 共2个小题,每题10分) [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示,()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ,输出位置的容许误差小于2,求: 1) 确定满足上述指标的最小K 值,计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量; 2) 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+,试计算相位裕量。 (合计20分, 共2个小题,每题10分) (rad/s)

自动控制原理_课后习题及答案

第一章绪论 1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答:1开环系统 (1)优点:结构简单,成本低,工作稳定。用于系统输入信号及扰动作 用能预先知道时,可得到满意的效果。 (2)缺点:不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化, 外来未知扰动存在时,控制精度差。 2 闭环系统 ⑴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,都会产生控制作用去清除此偏差,所以控制精度较高。 它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点:主要缺点是被控量可能出现波动,严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈?为什么闭环控制系统常采用负反馈?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控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证 明。例如,一个温度控制系统通过热电阻(或热电偶)检测出当前炉 子的温度,再与温度值相比较,去控制加热系统,以达到设定值。 1-3 试判断下列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)? (1) (2) (3) (4) (5)

(6) (7) 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是水位自动控制系统的示意图,图中Q1,Q2分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。 试说明该系统的工作原理并画出其方框图。 题1-4图水位自动控制系统 解答: (1) 方框图如下: ⑵工作原理:系统的控制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,水位升高到给定水位。 1-5图1-5是液位系统的控制任务是保持液位高度不变。水箱是被控对象,水箱液位是被控量,电位器设定电压时(表征液位的希望值Cr)是给定量。

第三章课后习题解答

3.4.1 质量为2kg 的质点的运动学方程为 j t t i t r ?)133(?)16(2 2+++-= (单位:米,秒), 求证质点受恒力而运动,并求力的方向 大小。 解:∵j i dt r d a ?6?12/2 2 +== , j i a m F ?12?24+== 为一与时间无关的恒矢量,∴ 质点受恒力而运动。 F=(242+122)1/2=125N ,力与x 轴之间夹角为: '34265.0/?===arctg F arctgF x y α 3.4.2 质量为m 的质点在o-xy 平面内运动,质点的运动学方程为: j t b i t a r ?sin ?cos ωω+= ,a,b,ω为正常数,证明作用于质点的合力总指向原点。 证明:∵r j t b i t a dt r d a 222 2 )?sin ?cos (/ωωωω-=+-== r m a m F 2ω-==, ∴作用于质点的合力总指向原点。 3.4.4 桌面上叠放着两块木板,质量各为m 1 ,m 2,如图所示,m 2和桌面间的摩擦系数为μ2,m 1和m 2间的摩擦系数为μ1,问沿水平方向用多大的力才能把下面的木板抽出来。 解:以地为参考系,隔离m 1、m 2,其受力与运动情况如图所示, 其中,N 1'=N 1,f 1'=f 1=μ1N 1,f 2=μ2N 2,选图示坐标系o-xy ,对m 1,m 2分别应用牛顿二定律,有 02122222 11111 111=--=--=-=g m N N a m N N F g m N a m N μ μμ 解方程组,得 ()2221211211/m g m g m g m F a g a μμμμ---== 要把木板从下面抽出来,必须满足12a a >,即 g m g m g m g m F 12221211μμμμ>---()()g m m F 212 1++>∴μ μ 3.4.6在图示的装置中两物体的质量各为m 1,m 2,物体之间及物体与桌面间的摩擦系数都为μ,求在力F 的作用下两物体的加速度及绳内张力,不计滑轮和绳的质量及轴承摩擦,绳不可伸长。 m 1g f 1 N 1 a 1 a 2 x y

自动控制原理试题及答案

自动控制原理试题及答案 Prepared on 24 November 2020

《自动控制原理》试题及答案 1、若某串联校正装置的传递函数为(10s+1)/(100s+1),则该校正装置属于(B )。3分 2、在对控制系统稳态精度无明确要求时,为提高系统的稳定性,最方便的是(A)3分 3、在系统中串联PD调节器,以下那一种说法是错误的(D) 3分 A 是一种相位超前校正装置 B 能影响系统开环幅频特性的高频段 C 使系统的稳定性能得到改善 D使系统的稳态精度得到改善 4、用超前校正装置改善系统时,主要是利用超前校正装置的(A )3分 5、I型系统开环对数幅频特性的低频段斜率为(B )9分 6、设微分环节的频率特性为G(jω),当频率ω从0变化至∞时,其极坐标平面上的奈氏曲线是()9分 7、关于线性系统稳定性的判定,下列观点正确的是 ( )。9分 8、若两个系统的根轨迹相同,则有相同的( ) 9分 9、关于系统零极点位置对系统性能的影响,下列观点中正确的是( ) 7分 10、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴,则系统的( ) 2分 11、若某最小相位系统的相角裕度γ>0,则下列说法正确的是 ( )。2分 12、某环节的传递函数是G(s)=5s+3+2/s,则该环节可看成由(D )环节组成。2分

13、主导极点的特点是(A )2分 14、设积分环节的传递函数为G(s)=K/s,则其频率特性幅值A(ω)=()2分 15、某环节的传递函数为K/(Ts+1),它的对数幅频率特性随K值增加而()2分 16、某系统的传递函数是G(s)=1/(2s+1),则该可看成由(C )环节串联而成2分 17、若系统的开环传递函数在s右半平面上没有零点和极点,则该系统称作(B)2分 18、某校正环节传递函数G(s)=(100s+1)/(10s+1),则其频率特性的奈氏图终点坐标为( D)2分 19、一般为使系统有较好的稳定性,希望相位裕量为( C)2分 20、最小相位系统的开环增益越大,其()2分 21、一阶微分环节G(s)=1+Ts,当频率ω=1/T时,则相频特性∠G(jω)为()2分 22、ω从0变化到+∞时,延迟环节频率特性极坐标图为()2分 23、开环传递函数为G(s)H(s)=(s+3)/(s+2)(s+5),则实轴上的根轨迹为(B)2分 24、开环传递函数为G(s)H(s)=K/(s*s*s(s+4)),则实轴上的根轨迹为()2分 25、某单位反馈系统的开环传递函数为:G(s)=K/(s(s+1)(s+5)),当k=(C )时,闭环系统临界稳定。2分 26、若系统增加合适的开环零点,则下列说法不正确的是 (B ) 2分 27、当二阶系统的根分布在根平面的虚轴上时,系统的阻尼比为(B)3分

自动控制原理课后习题答案

. 第一章引论 1-1 试描述自动控制系统基本组成,并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答: 自动控制系统一般都是反馈控制系统,主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的,按其职能分,主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用,而没有反向联系的控制过程。此时,系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是:输出不影响输入,结构简单,通常容易实现;系统的精度与组成的元器件精度密切相关;系统的稳定性不是主要问题;系统的控制精度取决于系统事先的调整精度,对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。 闭环控制的特点是:输出影响输入,即通过传感器检测输出信号,然后将此信号与输入信号比较,再将其偏差送入控制器,所以能削弱或抑制干扰;可由低精度元件组成高精度系统。 闭环系统与开环系统比较的关键,是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。 答: 自动控制系统的基本要求概括来讲,就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。 稳定性是对系统的基本要求,不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统,要求当系统受到扰动后,经过一定时间的调整能够回到原来的期望值(例如恒温控制系统)。对随动系统,被控制量始终跟踪参量的变化(例如炮轰飞机装置)。 快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求,因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下,希望过渡过程进行得越快越好,但如果要求过渡过程时间很短,可能使动态误差过大,合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下,当系统达到稳态后,其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然,这种误差越小,表示系统的精度

《自动控制原理》习题解答.

《自动控制原理》习题解答西安建筑科技大学自动化教研室

第一章习题及答案 1-3图1-3 (a),(b)所示均为调速系统。 (1) 分别画出图1-24(a)、图(b)所示系统的方框图。给出图1-24(a) 所示系统正确的反馈连线方式。 (2) 指出在恒值输入条件下,图1-24(a),(b) 所示系统中哪个是有差系统,哪个是无差系统,说明其道理。 图1-3 调速系统工作原理图 解图1-3 (a)正确的反馈连接方式如图1-3 (a)中虚线所示。 (1) 系统方框图如图解1-10所示。 (2) 图1-3 (a) 所示的系统是有差系统,图1-3 (b) 所示的系统是无差系统。 图1-3 (a)中,当给定恒值电压信号,系统运行达到稳态时,电动机转速的恒定是以发电机提供恒定电压为条件,对应发电机激磁绕组中电流一定是恒定值。这意味着放大器前端电压是非零的常值。因此,常值偏差电压存在是系统稳定工作的前提,故系统有差。 图1-3 (b)中,给定恒定电压,电动机达到稳定转速时,对应发电机激磁绕组中的励磁电流恒定,这意味着执行电动机处于停转状态,放大器前端电压必然为0,故系统无差。 1-4图1-4 (a),(b)所示的系统均为电压调节系统。假设空载时两系统发电机端电压均为

110V,试问带上负载后,图1-4(a),(b)中哪个能保持110V不变,哪个电压会低于110V?为什么? 图1-4 电压调节系统工作原理图 解带上负载后,开始由于负载的影响,图1-4(a)与(b)系统的端电压都要下降,但图(a)中所示系统能恢复到110V,而图(b) 所示系统却不能。理由如下: 图(a)系统,当u低于给定电压时,其偏差电压经放大器K放大后,驱动电机D转动,经 I增大,发电机的输出电压会升高,从而使偏差电减速器带动电刷,使发电机F的激磁电流 j 压减小,直至偏差电压为零时,电机才停止转动。因此,图(a)系统能保持110V不变。 图(b)系统,当u低于给定电压时,其偏差电压经放大器K后,直接使发电机激磁电流增大,提高发电机的端电压,使发电机G 的端电压回升,偏差电压减小,但不可能等于零,因 i=0,发电机就不能工作。即图(b)所示系统的稳态电压会低于110V。为当偏差电压为0时, f 1-5图1-5是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理,并画出系统方框图。 图1-5 仓库大门自动开闭控制系统

最新计算机网络课后习题答案(第三章)

计算机网络课后习题答案(第三章) (2009-12-14 18:16:22) 转载▼ 标签: 课程-计算机 教育 第三章数据链路层 3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在? 答:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外,还必须有一些必要的规程来控制数据的传输,因此,数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比特流了,但是,数据传输并不可靠,在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是“数据链路接通了”,此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能,才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路,进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时,物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点. 答:链路管理 帧定界 流量控制 差错控制 将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境:对于干扰严重的信道,可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路,防止全网络的传输效率受损;对于优质信道,采用可靠的链路层会增大资源开销,影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答:适配器(即网卡)来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层(OSI中的数据链里层和物理层) 3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决? 答:帧定界是分组交换的必然要求

自动控制原理试题及答案 (5)

课程教学 大纲编号: 100102 课程名称: 自动控制原理 学分 4.5 试卷编号:100102021 考试方式: 闭卷考试 考试时间: 120 分钟 满分分值: 100 组卷年月: 2000/5 组卷教师: 向峥嵘 审定教师; 陈庆伟 一.(10分)是非题: 1. 闭环控制系统是自动控制系统,开环控制系统不是自动控制系统( )。 2.闭环控制系统的稳定性,与构成他的开环传递函数无关( ),与闭环传递函数有关( );以及与输入信号有关( )。 3.控制系统的稳态误差与系统的阶数有关( );与系统的类型有关;( ) 与系统的输入信号有关;( ),以及与系统的放大倍数有关。( ) 4.前向通道传递函数为)k (s k 02>的单位负反馈系统能无差的跟踪斜波信号 ( )。 5.最小相位系统是稳定的控制系统( )。 二.(10分)填空题 图示系统的开环放大倍数为 ,静态位置误差为 ,静态速度误差为 ,误差传递函数) s (R )s (E 为 ,当输入信号4=)t (r 时,系统的稳态误差ss e 。 三.(10分)填空题 在频率校正法中,串联超前校正是利用串联矫正装置在系统的 频区产生相角 ,以提高系统的 ,且使幅值穿越频率c ω ,从而系统的响应速度 。串联滞后校正是利用校正装

在 频区产生的特性,以使c ω ,达到提高 的目的,校正后的系统响应速度 。 四.(10分)计算作图题 化简如图所示的结构图,并求闭环传递函数) s (R )s (C 。 五.(10分) 一个开环传递函数为 ) s (s k )s (G 1+= τ的单位负反馈系统,其单位阶跃响应曲线如图所示,试确定参数k 及τ。 六.(8分) 设单位负反馈系统的开环传递函数为) s .(s )s (G 110100+= ,试计算系统的响应控制信号t sin )t (r 5=时的稳态误差。 七.(10分) 设某系统的开环传递函数为)Ts (s k )s (H )s (G 1+=,现希望系统特征方程的所有根都 在a s -=这条线的左边区域内,试确定满足此要求k 的值和T 值的范围)a (0>。

高等数学第三章课后习题答案

1 / 10 第三章 中值定理与导数的应用 1. 验证拉格朗日中值定理对函数x x f ln )(=在区间[]e ,1上的正确性。 解:函数()ln f x x =在区间[1,]e 上连续,在区间(1,)e 内可导,故()f x 在[1,]e 上满足 拉格朗日中值定理的条件。又x x f 1 )(= ',解方程,111,1)1()()(-=--= 'e e f e f f ξξ即得),1(1e e ∈-=ξ。因此,拉格朗日中值定理对函数()ln f x x =在区间[1,]e 上是正确的。 2.不求函数)4)(3)(2)(1()(----=x x x x x f 的导数,说明方程0)(' =x f 有几个实根,并指出它们所在的区间。 解:函数上连续,分别在区间[3,4][2,3],2],,1[)(x f 上在区间(3,4)(2,3),2),,1(可导, 且(1)(2)(3)(4)0f f f f ====。由罗尔定理知,至少存在),2,1(1∈ξ),3,2(2∈ξ ),4,3(3∈ξ使),3,2,1( 0)(=='i f i ξ即方程'()0f x =有至少三个实根。又因方程 '()0f x =为三次方程,故它至多有三个实根。因此,方程'()0f x =有且只有三个实根, 分别位于区间(1,2),(2,3),(3,4)内。 3.若方程 011 10=+++--x a x a x a n n n Λ有一个正根,0x 证明: 方程0)1(1211 0=++-+---n n n a x n a nx a Λ必有一个小于0x 的正根。 解:取函数()1 011n n n f x a x a x a x --=+++L 。0()[0,]f x x 在上连续,在0(0,)x 内可导, 且0(0)()0,f f x ==由罗尔定理知至少存在一点()00,x ξ∈使'()0,f ξ=即方程 12011(1)0n n n a nx a n x a ---+-++=L 必有一个小于0x 的正根。 4.设,11<<<-b a 求证不等式: .arcsin arcsin b a b a -≥-

自动控制原理试题及答案

自动控制原理 一、简答题:(合计20分,共4个小题,每题5分) 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小,请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现?并解释原因。 2. 大多数情况下,为保证系统的稳定性,通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少?为什么? 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明,对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示,其中质量为m 公斤,弹簧系数为k 牛顿/米,阻尼器系数为μ牛顿秒/米,当物体受F = 10牛顿的恒力作用时,其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下,(合计20分,共2个小题,每题10分) 1) 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标:超调量%σ,调 节时间s t 和峰值时间p t ; 2) 当()21(),()4sin 3r t t n t t =?=时,求系统的稳态误差。

四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示,c ω位于两个交接频率的几何中心。 1) 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2) 计算超调量%σ和调节时间s t 。(合计20分,共2个小题,每题10分) [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, s t = 五、某火炮指挥系统结构如下图所示,()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ,输出位置的容许误差小于2 ,求: 1) 确定满足上述指标的最小K 值,计算该K 值下的相位裕量和幅值裕 量; 2) 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+,试计算相位裕量。 (合计20分,共2个小题,每题10分) (rad/s)

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