自控原理双语习题.doc

1-1解释下列概念系统 反馈 自动控制 开环控制 闭环控制 恒值控制 随动控制1-2说明反馈控制系统的组成、工作原理及特点。1-3什么是开环和闭环控制，说明其特点。1-4什么是恒值和随动控制系统，说明其特点。1-5简述自动控制系统分析和设计的主要问题。1-6举出一个你熟悉的自动控制系统的实例，说明其输入量和被控量，简要分析其组成和功能。2-1列写图示电路的传递函数。其中为输入，为输出2-2列写图示电路的传递函数。其中为输入，为输出2-3列写图示电路的传递函数，其中为输入，为输出。a:b:c:2-4试用化简方块图的方法求系统的传递函数。2-5用化简方块图的方法求图示系统的闭环传递函数。2-6试用化简方块图的方法求图示系统的闭环传递函数。2-7用化简方块图的方法，求图示系统的闭环传递函数。2-8化简下图所示的方块图，并求出其闭环传递函数。2-9试用化简方块图的方法，求系统的传递函数=？2-10试用化简方块图的方法，求系统的传递函数。2-11试求系统的传递函数。2-12将图示系统简化，并求出系统的传递函数。2-13思考题：表示系统的动态特性的数学模型有哪几种形式。各种形式之间是如何转换的？2-14什么是线性系统？什么是系统的动态、静态特性，传递函数是否只能用来表示线性系统的动态特性，为什么？3-1系统的传递函数，试求单位阶跃响应=？3-2某单位反馈系统，开环传递函数为当系统输入时，试求其响应？3-3若某系统在单位阶跃输入作用时，系统在零初始条件下的输出响应为，求系统的传递函数单位脉冲响应函数。3-4某系统初始条件为零，输入信号为单位脉冲函数时，其响应如图所示，试求该系统的传递函数。3-5已知系统的特征方程如下，试用劳斯判据（或赫尔维茨判据）判定其稳定性。(1) (2) (3) (4) 3-6根据下列单位反馈系统的开环传递函数，确定使系统稳定的K值的范围。(1) (2) (3) 3-7系统结构图如下：试用RouthHurwitz的判据求系统稳定所需的K值。3-8某单位反馈控制系统开环传递系数为试用劳斯稳定判据，确定K为何值时，将使系统振荡，并求振荡频率。3-9系统结构图为求：1，为使闭环系统稳定，确定K的取值范围。2，当K为何值时，系统出现等幅振荡，并确定等幅振荡的频率。3，为使系统的闭环极点全部处于S平面的虚轴左移一个单位后的左侧，试确定K的取值范围。3-10系统结构框图如下，若系统以弧度/秒的频率振荡，试确定振荡时的K值和a值。3-11单位反馈二阶系统，已知其开环传递函数为，从实验方法求得其零初始状态下的阶跃响应如图所示。经测量知，。试确定传递函数中的参量及。tp1.0961t(s)y(t)3-12系统结构图为：当时，求3-13系统结构图如下，当要求系统的单位阶跃响应具有超调量，调节时间。试确定前置放大器K的放大倍数及内反馈系数的值。3-14已知系统结构图如图所示，当要求阶跃响应的性能指标为具有超调量，峰值时间秒时，试确定系统的K值及A值。3-15某系统结构图如下：求：（1）当，动态指标，秒时试确定及值；（2）在动态指标所确定的及下，当输入信号分别为、时，系统的稳态误差。3-16系统结构图如下：当要求：时，；时，稳态误差，试确定K与A的值。3-17系统结构图如下：当分别为、时，令系统的稳态误差均为零，试确定与的值。提示：。3-18系统结构框图如图所示，假设输入信号（为任意常数），试证明适当调整值，使系统的稳态误差能达到零。3-19某单位反馈控制系统闭环传递函数当输入函数分别为、时，求系统的稳态误差。3-20某复合控制系统结构框图如下：当， ，求输入信号分别为、时，求系统的稳态误差。3-21如某温度计的动态特性可用来描述，将其放入水容器中，一分钟后温度计的标示值为实际水温的98%，当将其放入水温以每分钟上升的线性升温水容器中时，试求温度计标示值的稳态误差。 注：温度计每次插入水中之前标示值为4-1某单位反馈控制系统，其特征方程为：，试绘出该系统根轨迹的大致图形。4-2系统结构图如下：1）当时，试绘出以为变量的根轨迹的大致图形，并指出系统临界稳定时的值。2）当时，试绘出以为变量的根轨迹的大致图形，并指出系统临界稳定时的取值范围。提示：有一个开环极点为-8.54-3系统结构图如下：试绘出系统根轨迹的大致图形，并从根轨迹图上回答下述问题：1）系统开环放大倍数的稳定范围。2）系统开环放大倍数为何值时，系统的阶跃响应含振荡分量。3）系统开环放大倍数为何值时，系统的阶跃响应呈单调形式。4-4系统结构框图如下：试绘制以a为可变参数的参数根轨迹的大致图形，并由根轨迹图回答下述问题：1）确定系统临界稳定时的a值及在稳定范围内a的取值范围。2）确定系统阶跃响应无超调时a的取值范围。3）确定系统阶跃响应有超调时a的取值范围。4）系统出现等幅振荡时的振荡频率。4-5 系统结构框图如下：试绘出系统根轨迹的大致图形，并从根轨迹图上回答下述问题：1）系统根轨迹放大系数（根迹增益）的稳定范围，临界稳定时的振荡频率。2）系统根轨迹放大系数为何值时，系统的阶跃响应含振荡分量。3）系统根轨迹放大系数为何值时，系统的阶跃响应呈单调形式。5-1已知某单位反馈系统的开环传递函数，当输入信号时，求系统的稳态输出。5-2绘出下列环节的幅相频率特性：a) b) c) 5-3已知单位反馈控制系统，开环传递函数如下，试绘制相应的开环对数频率特性。（a） (b) (c) 5-4 a,b两最小相位系统的开环渐近对数幅频特性如图所示，试写出相应的开环传递函数；绘出相应的对数相频特性大致图形；计算出相角稳定裕量。5-5某最小相位系统，开环渐近对数幅频特性如下，试求取相应的开环传递函数（要求计算出全部系数）。（频率2.5处虚线为实际特性）5-6在下述图中，各控制系统的开环幅相频率特性如图所示，P为各开环传递函数在s平面右半部的极点数，试判断各闭环系统的稳定性。5-7某单位反馈控制系统，结构图如下，试用奈奎斯特稳定判据，判定K值的稳定范围。5-8系统的结构图如下，要求：a)绘出系统稳定时，奈式曲线的大致图形，b)在奈式图上证明系统临界稳定时的。5-9已知某最小相位系统的开环渐近对数幅频特性如图所示。试求出其开环传递函数；剪切频率；及相角稳定裕量。5-10某系统的开环传递函数要求：1）绘制对数频率特性（画在对数坐标纸上）；2）由作图求出剪切频率；3）计算系统的相角裕量。5-11系统的结构图如下：要求：1）在对数坐标纸上绘出该系统的开环对数频率特性；2）求出该系统的相角稳定裕量。6-1 系统的结构图如下： 技术指标要求：速度误差系数秒-1；相角稳定裕量；剪切频率弧度/秒。试确定。6-2系统的结构图为： 技术要求：速度误差系数秒-1； 相角稳定裕量：；试确定。6-3系统的结构图为： 要求：速度误差系数秒-1； 相角稳定裕量：；剪切频率弧度/秒。 试确定。6-4系统的结构图为：当无，时，系统所具有的动态性能可满足要求。现要求在，。试选一滞后校正环节，使其保持原动态性能不变，且又能满足稳态指标。6-5系统的结构图为： 技术指标要求：相角稳定裕量：；剪切频率：秒-1。时，。试求。7-1某非线性系统结构图如下：求：1）图示继电非线性的描述函数，并绘出，时的；2）分析系统的稳定性，如不稳定，请计算出自持振荡的频率和振幅。3）为使系统不产生自持振荡，继电器的参数，应如何调整？7-2用描述函数法分析图示系统的稳定性。（提示：非线性元件的描述函数 ） 问：系统是否存在自持振荡点？如果存在请计算出该自持振荡点处的振荡频率与振幅？说明该自持振荡是否能长久的维持下去？