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尔雅自动控制原理_28课后答案(学习通2023课后作业答案)

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尔雅自动控制原理_28课后答案(学习通2023课后作业答案)

第一周

单元测验(1)

1、尔雅反馈控制方式是自动 。
A、控制课后开环控制方式
B、原理业答闭环控制方式
C、答案复合控制方式
D、学习前馈控制方式

2、通课控制系统的后作扰动输入信号 。
A、尔雅只能有一个
B、自动必须有多个
C、控制课后至少有一个
D、原理业答可以有多个

3、答案设控制系统输入端的学习比较单元的输出为给定信号与系统输出信号测量值的差,则负反馈要求 。通课
A、给定输入量与测量输出值在稳态时的极性相同
B、给定输入量与测量输出值在稳态时的极性相反
C、给定输入量和系统输出量在稳态时的极性相反
D、给定输入量和系统输出量在稳态时的极性相同

4、控制系统一般包括以下信号 。
A、给定输入信号
B、扰动输入信号
C、系统输出信号
D、误差输出信号

5、控制系统的典型输入信号应是 。
A、单边信号
B、单调衰减信号
C、时间函数信号
D、有界信号

6、控制系统的基本要求应包括 。
A、稳定性
B、快速性
C、鲁棒性
D、准确性

7、稳定性是保证控制系统完成控制要求的 。
A、充分条件
B、充分与必要条件
C、必要条件
D、前提条件

8、随动控制系统和恒值控制系统的区别在于输入信号是否为 。
A、随时间变化的信号
B、其它系统的输出信号
C、典型输入信号
D、周期变化的信号

第一周作业

1、试分析人用手拿取桌面上一本书的控制原理,并画出方块图。

2、下图是仓库大门自动控制系统原理图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理并画出系统方块图。

第二周

单元测试(2)

1、系统输入输出微分方程和传递函数分别描述系统的输入信号与输出信号的 关系。
A、复数域和时间域
B、时间域和复数域
C、复频域和时间域
D、离散域和复数域

2、线性系统的重要性质是可以应用 。
A、终值定理
B、拉普拉斯变换
C、负反馈原理
D、叠加原理

3、控制系统的数学模型是 。
A、描述系统各物理量之间动态关系的数学表达式
B、描述系统各物理量之间静态关系的数学表达式
C、描述系统各物理量之间连接关系的结构表达式
D、描述系统各物理量之间相互关系的数学变换式

4、线性系统的输出响应等于 。
A、系统输出的稳态响应与瞬态响应之和
B、系统的零输入响应与零状态响应之和
C、系统的输入响应与初始状态响应之和
D、系统的单位脉冲响应与单位阶跃响应之和

5、实际系统一般都具有不同程度的非线性。非线性系统的线性化可以是 。
A、忽略影响较小的非线性因素
B、在工作点附近进行增量线性化
C、用分段线性函数替代非线性函数
D、在工作点附近应用微分中值定理

单元测试(3)

1、拉氏变换的终值定理的使用条件是的终值存在,等同于其拉氏变换的 。
A、所有极点均为负实极点
B、所有复数极点均具有负实部
C、所有极点均具有负实部
D、所有零点和极点均具有负实部

2、关于拉氏变换的终值定理,可拓展为:若,则。相对应地应有 。
A、的实极点均不大于零、复极点均具有负实部
B、的极点的实部均不大于零
C、的极点均为负实极点
D、的零点和极点的实部均不大于零

3、拉氏变换的终值定理的使用条件是存在,则当 时,极限不存在。
A、或
B、的稳态分量的导数不为零
C、的稳态分量为周期函数
D、的稳态分量不为零

4、按照拉氏变换的微分定理,零初始条件下,若为的响应,则 。
A、时,系统响应为
B、时,系统响应为
C、时,系统响应为
D、时,系统响应为

第二周作业

1、设初始条件为零,试用拉氏变换法求解下列微分方程式,并概略绘制曲线,指出各方程式的模态。

2、

3、

4、

5、

null

第三周

单元测试(4)

1、系统的运动模态与系统微分方程的特征根相对应,若设微分方程的特征根为,则运动模态相应为。若系统的运动模态中,具有的形式,且终值为零,则该运动模态对应的特征根为 。
A、重根且为正实数
B、重根且为复数,具有正实部
C、重根且为负实数
D、重根且为复数,具有负实部

2、设系统传递函数为,其中均为的多项式,定义最高次幂的系数为1的多项式为首1多项式, 最低次幂的系数为1的多项式为尾1多项式。若常数为增益,则 。
A、均为尾1多项式
B、均为首1多项式
C、为尾1多项式,为首1多项式
D、为首1多项式,为尾1多项式

3、零初始条件下,若系统脉冲响应的终值为非零常数,则系统传递函数 。
A、所有极点均具有负实部
B、必有一个极点的虚部不为零
C、必有多个极点为零
D、仅有一个极点为零

4、零输入条件下,若系统响应的稳态分量为正弦函数,则系统传递函数 。
A、所有极点均具有负实部
B、必有一个极点的虚部不为零
C、必有多个极点为零
D、仅有一个极点为零

5、系统的传递函数为 。
A、零输入条件下,系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比
B、零初始条件下,系统各个输出的拉氏变换之和
C、零初始条件下,系统单位阶跃响应的拉氏变换除以
D、零初始条件下,系统单位脉冲响应的拉氏变换

6、线性定常系统的传递函数 。
A、为关于复变量的实系数线性多项式函数
B、为关于复变量的实系数有理分式函数
C、的复数零点与复数极点可以共轭成对出现
D、的复数零点或复数极点均分别共轭成对出现

单元测试(5)

1、所谓两两互不相关回路是指 。
A、两个回路不经过同一条支路
B、两个回路之间没有公共节点
C、两个回路之间没有相同的支路增益
D、两个回路的回路增益不同

2、所谓互异前向通路是指 。
A、每两条前向通路不通过相同的节点
B、每两条前向通路通过的支路均不相同
C、各前向通路的增益互不相同
D、每两条前向通路通过的支路中,至少有一条支路不同

3、设系统信号流图中,输入为R,输出为C,X1,X2为任意中间变量,分别为R到C、X1和X2的传递函数,则 结论正确。
A、
B、
C、
D、

4、任一前向通路的余因子式 。
A、为去除该前向通路通过的所有节点后的信号流图的特征式
B、为去除该前向通路通过的所有支路后的信号流图的特征式
C、为去除与该前向通路所接触的所有单独回路及其节点后信号流图的特征式
D、为去除与该前向通路通过的所有节点及其相连接的支路后信号流图的特征式

5、设表示单独回路的增益,系统信号流图的特征式可表示为以下一般表达式 则 结论正确。
A、当时,没有互不接触回路
B、当时,
C、当时,
D、当时,

第三周作业

1、

2、已知控制系统结构图如图所示,试通过结构图等效变换求系统传递函数。

3、已知控制系统结构图如图所示,试通过结构图等效变换求系统传递函数。

4、试绘制图中结构图对应的信号流图,并用梅森增益公式求每一个外作用对每一个输出的传递函数。

5、

6、试用梅森增益公式求图中各系统信号流图的传递函数。

第四周

单元测验(6)

1、系统性能分为动态性能和稳态性能。设系统单位阶跃响应有振荡,稳态值,按照时域性能指标的定义, 属于动态性能指标。
A、
B、
C、
D、

2、若控制系统的 ,则系统闭环稳定。
A、脉冲响应的稳态为常值
B、阶跃响应的稳态为等幅振荡
C、脉冲响应的稳态为零
D、阶跃响应的稳态为常值

3、设由系统闭环特征方程列写的劳斯表的第一列元素均大于零。若使用该劳斯表的任一相邻两行即行的元素 构成方程 则该方程 。
A、没有关于虚轴对称的根
B、可能有关于虚轴对称的根
C、没有正实部根
D、可能有正实部根

4、列写劳斯表时,若出现全零行即第的元素均为零时,则 。
A、一定是奇数
B、一定是偶数
C、可以是奇数也可以是偶数
D、是偶数时存在位于原点的根

5、当列写劳斯表的第行时出现全零行,则以劳斯表的第的元素构成辅助方程,并对辅助方程求导,以其系数代替行的元素再完成劳斯表。则 结论正确。
A、系统临界稳定的条件是劳斯表第一列元素均大于零
B、辅助方程的解一定包含位于虚轴的特征根
C、特征方程一定存在位于虚轴的根
D、劳斯表第一列元素的变号次数是具有正实部特征根的个数

6、所谓关于虚轴对称的特征根包括 。
A、位于平面原点的根
B、位于平面虚轴上的一对共轭虚根
C、位于平面实轴且符号相反的两个实根
D、位于平面且模值相等的两对共轭复数根

第四周作业

1、设系统结构如下图所示,试确定闭环系统的稳定性。

2、已知某反馈控制系统的方框图如图所示,试求: (1)系统闭环传递函数; (2)判别系统稳定性,并求不在左半 S 平面的特征根数。

3、已知单位反馈系统的开环传递函数为 (1)系统稳定时,试确定的取值范围。 (2)若要求闭环极点在左边,试确定的取值范围。

4、已知一阶环节的传递函数为,若采用负反馈的方法将调整时间减小为原来的0.1倍,并且保证总的放大系数不变,试选择和的值。

第五周

单元测验(7)

1、设典型二阶系统的上升时间小于调节时间,即有(误差带为),则系统是 。
A、过阻尼系统
B、临界阻尼系统
C、欠阻尼系统:
D、欠阻尼系统:

2、设单位反馈一阶系统的开环传递函数为,则系统 。
A、单位阶跃响应的稳态值等于1
B、单位阶跃响应的稳态值小于1
C、上升时间
D、上升时间

3、设单位反馈二阶系统的开环传递函数为 则系统 。
A、自然振荡频率
B、阻尼振荡频率
C、单位阶跃响应的稳态值等于1
D、开环增益

4、对于典型欠阻尼二阶系统, 正确。
A、峰值时间大于上升时间
B、调节时间大于峰值时间
C、调节时间大于上升时间
D、调节时间可能小于上升时间

5、设一阶系统和二阶系统闭环传递函数分别为 , 取,调节时间分别为,则 正确。
A、当时,
B、当时,
C、当时,
D、当时,

第五周作业

1、下图(a)为系统结构图,图(b)为某典型单位阶跃响应.试确定、、的值。

2、

3、电机控制系统如图所示。系统参数为。 (1)设干扰力矩,输入,试问和的值对稳态误差的影响。 (2)设输入,试问当干扰力矩为单位阶跃函数时,和的值对稳态误差的影响。

4、某单位反馈随动系统的开环传递函数为,试计算闭环系统的动态性能指标和值。

5、已知某单位负反馈系统闭环传递函数分别为,,试求系统的稳态位置误差系数,稳态速度误差系数和稳态加速度误差系数,并求作用下的稳态误差。

第六周

单元测验(8)

1、设加速度输入下,闭环系统的稳态误差为常值,则该稳态误差为稳态时系统输出和输入的 。
A、位置的差
B、速度的差
C、位置、速度和加速度的差的代数和
D、加速度的差

2、设单位反馈系统闭环稳定,被控对象和串联控制器的型别均为1时,若干扰为被控对象的输入端噪声或输出端噪声时,则加速度干扰作用下的稳态误差分别为 。
A、无穷大、无穷大
B、常值、常值
C、无穷大、常值
D、常值、无穷大

3、为提高单位反馈系统的稳态精度,可在保证闭环稳定的前提下, 。
A、提高系统开环根轨迹增益
B、引入比例-微分控制提高
C、引入串联积分控制
D、引入串联比例-积分控制

4、设速度输入下,闭环系统的稳态误差为常值,则当输入为 时,系统的稳态误差 。
A、趋于某个常值
B、幅值趋于某个常值
C、趋于无穷大
D、趋于频率为2的谐波信号

单元测验(9)

1、所谓误差全补偿是指引入前馈补偿装置, 。
A、对任意的给定输入或扰动输入,使稳态误差为零
B、对特定的给定输入或扰动输入,使稳态误差为零
C、对特定的给定输入或扰动输入,使误差为零
D、对任意的给定输入或扰动输入,使误差为零

2、设典型二阶系统的开环传递函数为,加入测速反馈控制后的开环传递函数为 则校正前、后系统参数为 。
A、
B、
C、
D、

3、设典型二阶系统的开环传递函数为,引入测速反馈控制和比例微分控制,系统D和系统T的开环传递函数分别为 设两系统均为欠阻尼系统,则 。
A、
B、系统D的上升速率大于系统T
C、系统D和系统T的超调量相等
D、设计过程是调节K增大,再调节或使达到要求

4、设扰动输入为时间t的幂函数,且作用于控制器之后,被控对象之前。在保证系统闭环稳定的前提下,提高系统稳态精度的方法包括 。
A、提高被控对象的增益
B、提高控制器增益
C、控制器中增加比例-积分控制器
D、提高反馈增益

实验一:基于MATLAB的控制系统时域分析

1、

2、

3、

实验二:基于MATLAB/Simulink的PID控制器设计与研究

1、

第六周作业

1、如图所示系统。试求: (1) 当时,系统的静态误差 (2) 当时,系统的静态误差

2、复合系统的方框图如图所示,前馈环节的传递函数。当输入为单位加速度信号时,为使系统的静态误差为0,试确定前馈环节的参数a和b。

3、已知系统结构如图所示。 (1) 要使系统闭环极点配置在处,求相应的值; (2)设计,使之在单独作用下无稳态误差; (3)设计,使之在单独作用下无稳态误差。

4、已知控制系统结构图如图所示。 (1)当不存在速度反馈(b=0)时,试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数、自然频率、最大超调量以及由单位斜坡输入所引起的稳态误差。 (2)确定系统阻尼比等于0.8时的速度反馈常数b的值,并确定在单位阶跃输入时系统的最大超调量和单位斜坡输入所引起的稳态误差。

5、已知系统结构图如图所示,单位阶跃响应的,峰值时间。试求: (1) 开环传递函数G(s) (1) 闭环传递函数 (1) 根据已知性能指标及,确定参数及; (2) 计算输入时系统的稳态误差。

6、

7、

8、设复合控制系统结构如图所示。 (1)计算当时系统的稳态误差; (2)设计,使系统在作用下无稳态误差。

第七周

单元测试(10)

1、设为系统开环传递函数,取复平面上的任一点s,当 情况下,s为系统根轨迹曲线上的点。
A、
B、
C、
D、

2、设,其正确的相角计算结果为 。
A、
B、
C、
D、

3、
A、均为尾1多项式
B、均为首1多项式
C、分别为首1、尾1多项式
D、分别为尾1、首1多项式

单元测试(11)

1、在系统参数的变化范围内,若 ,则根轨迹一定有实数分离点。
A、系统开环有限极点全是单极点
B、系统开环有限极点全是实极点
C、,系统开环有限复极点数不等于开环有限复零点数
D、,系统开环有限实极点数不等于开环有限实零点数

2、设根轨迹的渐近线与虚轴有交点,则 。
A、一定有开环零点或开环极点位于s平面的右半平面
B、一定有开环零点或开环极点位于s平面的正实轴上
C、在的某一变化范围内,闭环系统稳定
D、在时,闭环系统不稳定

3、设为n次多项式,为系统闭环特征方程,则 。
A、的根一定是的根
B、的根一定是的根
C、的重根一定是的根
D、的根一定是的重根

4、设实轴的某个区间为根轨迹区间,且该区间的两个端点 时,该区间内一定存在一个分离点。
A、都是开环极点或都是开环零点
B、必须都是开环有限零点或都是开环有限极点
C、其中一个必须是开环无限零点或开环无限极点
D、一个是开环极点,另一个是开环零点

5、设根轨迹渐近线的条数为奇数且大于1,则 。
A、系统开环传递函数的分子和分母多项式的次数均为奇数
B、实轴上一定有系统的开环零点或开环极点
C、在的某一变化范围内,闭环系统具有实数极点
D、闭环系统一定是条件稳定系统

6、如果 时,系统根轨迹一定存在实数分离点。
A、存在实轴根轨迹区间,其端点均为开环极点
B、存在实轴根轨迹区间,其端点均为开环零点
C、所有开环极点均为实数,且有
D、所有开环极点均为实数,且有开环有限零点虚部不为零

7、设系统有开环有限极点位于实轴,若该极点的左右两侧均为实轴上的180。根轨迹的区间,则由根轨迹绘制法则, 。
A、该开环极点为重极点,且重数为偶数
B、该开环极点为重极点,且重数为奇数
C、该开环极点为单极点
D、该开环极点右侧的开环有限零极点数为奇数

第七周作业

1、系统的开环传递函数为 试证明:在其根轨迹上,并求出相对应的K值。

2、设系统的开环零、极点分布如下图所示,试粗略画出系统的根轨迹图。

3、单位负反馈系统如下,按步骤计算参数,并画出其根轨迹图。 (1) (2)

4、已知单位反馈系统的开环传递函数,试绘制参数从零变化到无穷大时的根轨迹,并写出时的系统闭环传递函数。

第八周

单元测验(12)

1、当系统开环传递函数的某个参数变化时,需作等效变换,以便获得等效开环传递函数。等效变换的原则是 。
A、保持系统开环零极点不变
B、保持系统闭环零极点不变
C、保持系统输入输出关系不变
D、保持系统闭环极点不变

2、如果开环系统的有限零极点均为复数,则 。
A、实轴是根轨迹的区间
B、实轴有可能是根轨迹的区间
C、实轴是零度根轨迹的区间
D、实轴有可能是零度根轨迹的区间

3、设系统开环传递函数,若等效开环传递函数为 其中等效开环根轨迹增益为可变参数,则 。
A、
B、
C、
D、

4、设为开环根轨迹增益或等效开环根轨迹增益,以下 的相角条件正确。
A、
B、
C、
D、

5、设所对应的根轨迹增益为,则 。
A、是根轨迹与虚轴的交点
B、是零度根轨迹与虚轴的交点
C、包括所有根轨迹或零度根轨迹与虚轴的交点
D、可确定系统闭环稳定时的参数范围

6、所谓过阻尼系统是指系统的闭环极点均为负实极点,而欠阻尼系统是指系统的闭环极点均具有负实部,且有复数极点。若设根轨迹的实分离点为为各分离点对应的开环根轨迹增益,则根据根轨迹性质,若 ,系统为过阻尼系统。
A、,开环极点均为负实极点时,时
B、,开环零点均为负实零点,时
C、,开环零点均为负实零点,时
D、,开环极点均为负实极点,时

第八周作业

1、设反馈控制系统中 要求: (1)概略绘出系统根轨迹图,并判断闭环系统的稳定性; (2)如果改变反馈通道传递函数,使,试判断H(s)改变后的系统稳定性,研究由于H(s)改变所产生的效应。

2、单位反馈系统开环传递函数为 要求闭环系统的最大超调量,调节时间,试选择值。

3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为。 (1)根据系统的根轨迹,分析系统的稳定性。 (2)估计超调量时的K值。

4、已知单位反馈系统的开环传递函数为 要求:(1)绘制系统的根轨迹; (2)确定系统临界稳定时开环增益K的值; (3)确定系统临界阻尼比时开环增益K的值。

5、已知系统的开环传递函数为 要求绘制根轨迹并确定系统阶跃响应无超调时开环增益K的取值范围。

6、单位反馈系统的开环传递函数为,试绘制系统根轨迹,并确定使系统稳定的K值范围。

7、设单位反馈系统的开环传递函数为,试绘制系统根轨迹,并求出使系统产生重实根和纯虚根的值。

8、已知系统的开环传递函数为 试概略绘出相应的根轨迹,并求出所有根为负实根时开环增益K的取值范围及系统稳定时K的值。

第九周

单元测验(13)

1、系统频率特性为 。
A、谐波输入下,输出响应与谐波输入的复数比
B、谐波输入下,输出响应的稳态分量与谐波输入的复数比
C、谐波输入下,输出响应的谐波分量与谐波输入的复数比
D、谐波输入下,输出响应中与输入同频率的谐波分量与谐波输入的复数比

2、对数频率特性曲线分别在横坐标和纵坐标引入 ,因而可以在较大范围表示频率特性的变化,简化频率特性曲线的绘制过程。
A、和
B、和
C、和
D、和

3、已知系统闭环稳定,其开环频率特性为,反馈通道增益为,当输入为时,系统的稳态误差为 。
A、
B、
C、
D、

4、已知单位反馈系统闭环稳定,系统的开环频率特性为,当输入是频率为10的单位谐波信号时,闭环系统输出的稳态分量的幅值为 。
A、
B、
C、
D、

单元测验(14)

1、设两类典型环节的幅相曲线均为半圆弧,则这两类环节分别为 。
A、惯性环节和非最小相位惯性环节
B、惯性环节和一阶微分环节
C、非最小相位惯性环节和一阶微分环节
D、非最小相位惯性环节和非最小相位一阶微分环节

2、根据系统传递函数的增益和零点、极点的分布,可将其表示为典型环节的串联形式,且具有以下对应关系: 。
A、系统增益对应比例环节
B、任意一对具有负实部的共轭复数零点对应一个二阶微分环节
C、任意一对共轭复数极点对应一个振荡环节
D、任意一个负实极点对应一个惯性环节

3、已知两类一阶典型环节的对数幅频特性曲线关于零分贝线对称,但对数相频特性曲线相同,则这两类环节可能是 。
A、惯性环节和非最小相位一阶微分环节
B、一阶微分环节和非最小相位惯性环节
C、惯性环节和一阶微分环节
D、微分环节和积分环节

4、设典型二阶系统的参数为、, (多选)。
A、当系统频率响应发生谐振时,系统阻尼振荡频率
B、当系统频率响应发生谐振时,系统超调量
C、当系统时域指标时,系统谐振峰值
D、当系统时域指标时,系统谐振频率

5、对于振荡环节, 式 成立。
A、
B、
C、时,
D、

6、所谓最小相位系统是指 。
A、系统的零极点均为实极点
B、系统的零极点的实部均大于或等于零
C、系统的零极点的实部均大于或等于零且系统增益大于零
D、组成系统的所有典型环节均为最小相位环节

第九周作业

1、某系统结构图如图所示,试根据频率特性的物理意义,求下列输入信号作用时,系统的稳态输出和稳态误差。 输入信号:

2、控制系统如图所示,干扰信号n(t)=0.1sin20t,要求系统的稳态误差不大于0.001时,试确定K值的可调范围。

3、

4、已知系统开环传递函数, 试分析并绘制和情况下得概略开环幅相曲线。

5、试绘制下列传递函数的幅相曲线。

第十周

单元测验(15)

1、已知系统开环对数幅频特性的低频渐近线或其延长线与40dB线和0dB线的交点分别为和,则系统型别和开环增益为 。
A、v=2,K=10
B、v=2,|K|=100
C、v=4,K=100
D、v=4,|K|=100

2、设单位反馈系统的为最小相位,系统开环增益为K,有两个交接频率,且在交接频率处,开环对数幅频渐近特性曲线的斜率分别改变20dB,-60dB,开环对数相频特性曲线的起点为,则系统开环传递函数形如 。
A、
B、
C、
D、

3、绘制开环幅相曲线的要素是 。
A、起点与终点:
B、与实轴的交点及交点处的频率:
C、与虚轴的交点及交点处的频率:
D、开环幅相曲线的变化趋势:主要是幅角的变化过程

4、设开环幅相曲线与负实轴的交点频率为,则交点处应满足 。
A、
B、
C、
D、

5、设为开环增益,v为开环传递函数中积分环节的个数或微分环节的个数,开环幅相曲线的起点为,则 。
A、
B、
C、
D、

6、设分别为开环根轨迹增益和开环增益。设,开环传递函数的分母和分子多项式的阶次分别为n,m,且有一个非最小相位的一阶微分环节和一个非最小相位的振荡环节。开环幅相曲线的终点为,则当 。
A、
B、
C、
D、

7、设K为开环增益,v为开环传递函数中积分环节的个数或微分环节的个数,为最小交接频率,则开环对数幅频渐近特性曲线的低频渐近线为,斜率为的直线,且 。
A、
B、
C、
D、

8、
A、
B、
C、
D、

第十周作业

1、绘制下列传递函数的渐近对数频率特性曲线。

2、四个最小相角系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如下图所示,试写出对应的传递函数。

3、两个最小相角系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如图所示,试写出对应的传递函数。

4、已知单位反馈系统的开环传递函数及其幅相曲线如下,试根据奈氏判据判断闭环系统的稳定性。

5、已知某系统中,试用频域分析法确定闭环系统临界稳定时的。

第十一周

单元测验(16)

1、根据幅角原理,为判定系统的稳定性,应选择闭合曲线使其 。
A、包围s的左半平面,但不含虚轴
B、包围s的右半平面,但不含虚轴
C、包围s的左半平面,且含虚轴
D、包围s的右半平面,且含虚轴但不含位于虚轴的开环极点

2、
A、
B、
C、
D、

3、取复变函数,设s沿封闭曲线顺时针运动一周时,对应地和的运动轨迹分别为和,则 。
A、的极点等于系统的开环零点
B、的零点等于系统的闭环极点
C、s沿顺时针运动一周时,对应地逆时针包围原点的圈数等于包围点的圈数
D、穿过虚轴上的任意开环极点时,均在无穷远处发生相角的突变

4、
A、
B、
C、
D、

5、根据频率特性曲线的对称性质,取为半闭合曲线,则为奈奎斯特曲线, 。
A、为开环幅相特性曲线
B、若没有位于虚轴上的开环极点时,为开环幅相特性曲线
C、
D、

6、
A、
B、
C、
D、

7、由奈奎斯特稳定判据,若半闭合曲线包围的开环极点数为零,则系统闭环稳定的条件包括 。
A、与负实轴没有交点
B、与点左侧负实轴的交点数为偶数
C、不穿过点
D、穿越点左侧负实轴的次数的代数和为零

8、由奈奎斯特稳定判据,系统闭环稳定的必要条件为 。
A、
B、不穿过点
C、
D、

9、
A、
B、
C、
D、

单元测验(17)

1、设系统开环幅相曲线穿过点,且有,则当减小系统开环增益时,系统 。
A、
B、
C、
D、

2、设单位反馈系统闭环稳定,穿越频率和截止频率分别为,且开环幅频特性递减,当串接惯性环节后, 。
A、
B、
C、
D、

3、设系统开环稳定,奈奎斯特曲线存在唯一的穿越负实轴的频率, 。
A、若幅值裕度时,穿越点为
B、若穿越点为原点时,幅值裕度
C、调整开环增益K可使幅值裕度达到设计要求
D、调整开环增益K可改变穿越频率

4、设开环幅相曲线与单位圆有交点,交点处频率为截止频率,按定义 。
A、若相角裕度,则系统闭环稳定
B、若系统闭环稳定,则
C、调整开环增益K,相角裕度不变
D、调整开环增益K,穿越频率也随之变化

第十一周作业

1、若单位反馈系统的开环传递函数试确定使系统稳定K的临界值。

2、已知反馈系统,其开环传递函数为 (1) (2) 试用奈氏判据或对数稳定判据判断闭环系统的稳定性,并确定系统的相角裕度和幅值裕度。

3、设单位反馈控制系统的开环传递函数为,试确定相角裕度为时的值。

4、某最小相角系统的开环对数幅频特性如图所示,要求: (1)写出系统开环传递函数并求出稳定裕度; (2)将其对数幅频特性向右平移十倍频程; 试讨论对系统性能的影响。

5、系统结构图如下,已知时,截至频率。若要求不变,如何改变K和a才能使系统相角裕度增加。

第十二周

单元测验(18)

1、典型二阶系统的截止频率和带宽频率可分别表示为 因而和有着一些类似的特性, 。
A、和均为的增函数
B、和均随着分别从和趋向于零
C、当系统无谐振时,
D、当系统为临界阻尼时,

2、系统带宽即带宽频率决定了系统的响应速度, 。
A、若系统带宽频率扩大k倍,则系统调节时间缩小k倍
B、扩大系统带宽将提高系统对输入端噪声的抑制能力
C、典型二阶系统的带宽为阻尼比的增函数
D、典型二阶系统的带宽为阻尼振荡频率的增函数

3、串联超前校正网络的传递函数为,其 。
A、设计原理是利用其相角超前的特性,提高系统的截止频率和相角裕度
B、最大超前角频率位于两个交接频率的代数中心
C、最大超前角只与分度系数有关,且为的增函数
D、最大超前角频率处的对数幅频特性值为的几何中心

4、串联滞后校正网络的传递函数为,其 。
A、设计原理是利用其高频衰减的特点,保持稳态特性不变,提高相角裕度且达到设计要求
B、低频特性为斜率的直线,不影响系统稳态特性
C、选择截止频率的目的是满足高频衰减的要求
D、分度系数b的设计应使校正后的截止频率为

第十二周作业

1、设单位反馈系统的开环传递函数为 试设计一串联超前校正装置,使系统满足如下指标:

2、试单位反馈系统的开环传递函数为 要求校正后系统的静态速度误差系数(rad/s),相角裕度,试设计串联迟后校正装置。

第十三周

单元测验(20)

1、根据Z变换的终值定理, 正确。
A、
B、
C、
D、

2、
A、降幂、升幂
B、降幂、降幂
C、升幂、降幂
D、升幂、升幂

3、设为的单极点,按照Z反变换的部分分式法,采样序列 。
A、
B、
C、
D、

4、
A、
B、
C、
D、

5、按定义,离散系统的脉冲传递函数是 。
A、输出的采样Z变换与输入的采样Z变换之比
B、在零初始条件下,输出的采样Z变换与输入的采样Z变换之比
C、在零初始条件和输入脉冲序列的作用下,输出的采样Z变换与输入脉冲序列的Z变换之比。
D、在零初始条件和输入的作用下,输出的采样Z变换与输入的采样Z变换之比

6、设误差采样单位反馈系统中连续环节的传递函数为,在带保持器的情况下,系统开环脉冲传递函数为 。
A、
B、
C、
D、

7、由Z变换的定义,可得以下性质: 。
A、
B、
C、
D、

第十三周作业

1、求下列函数的Z变换。

2、求下列函数的Z反变换。

3、求下列函数所对应脉冲序列的初值和终值。

4、求图示系统的开环脉冲传递函数。

5、求图示系统的闭环脉冲传递函数。

6、图示系统的采样周期,求单位阶跃响应的前8个数值。

第十四周

单元测验(21)

1、
A、
B、系统闭环稳定,
C、
D、系统闭环稳定,

2、
A、当有特征根位于w平面的左半平面时,一定有特征根位于z平面的单位圆内
B、当且仅当有特征根位于w平面的左半平面时,有相同数目的特征根位于z平面的单位圆内
C、当有特征根位于w平面的虚轴时,一定有特征根位于z平面的单位圆内
D、当且仅当有特征根位于w平面的虚轴时,有相同数目的特征根位于z平面的单位圆内

3、与连续系统相对应,误差采样单位反馈系统也可定义型别v和开环增益K,可设开环脉冲传递函数形如 则 。
A、
B、
C、
D、

4、根据采样Z变换的部分分式法和Z变换可知,系统脉冲传递函数与传递函数的极点及重数存在 一一对应关系,其中s平面原点处的极点对应z平面点处的极点,且重数不变。因此比较误差采样单位反馈系统带保持器和不带保持器的两种情况, 。
A、保持器不影响离散系统的开环极点
B、保持器不影响离散系统的闭环极点
C、保持器影响离散系统的开环零点,也影响闭环极点
D、保持器影响离散系统的开环极点,也影响闭环极点

第十五周

单元测验(22)

1、等效增益是典型非线性环节的一种数学描述。等效增益的定义为非线性环节的 。
A、输出响应和输入信号的比值:
B、输出响应和输入信号拉氏变换的比值:
C、输出响应和输入信号傅里叶氏变换的比值:
D、输出响应和输入信号的幅值的比值:

2、设在正弦函数输入的作用下,非线性环节的稳态输出为周期信号,且可展开为傅里叶级数 则描述函数定义为 。
A、
B、
C、
D、

3、设单位反馈控制系统,当开环根轨迹增益为时,系统根轨迹均位于s的左半平面。若考虑控制器输出受限,即在开环传递函数前串联饱和环节(线性区和饱和值分别为),则运用等效增益概念,当 时,系统闭环稳定。
A、
B、
C、
D、

4、
A、
B、时,系统为欠阻尼系统
C、时,系统为过阻尼系统
D、

5、设非线性系统为典型结构形式,当满足 时,系统中非线性环节在正弦信号作用下的输出响应可用其一次谐波分量来近似。
A、非线性环节的输出与输入的比值是时间t的奇函数
B、非线性环节正弦响应的傅里叶级数展开式的常数项为零
C、线性部分的极点均具有负实部,且具有较好的稳定裕度
D、线性部分的极点均具有负实部,且具有较好的低通特性

第十五周作业

1、若要求如图所示非线性系统输出量c的自振振幅、频率,试确定参数T及K的值(T、K均大于零)。

2、试用描述函数法说明如图所示系统必然存在自振,并确定输出信号c的自振振幅和频率,分别画出信号的稳态波形。

第十六周

单元测验(23)

1、所谓自激振荡是指 。
A、零输入条件下,非线性系统输出的稳态分量为周期信号
B、零输入条件下,非线性系统的输出为周期信号
C、正弦输入作用下,非线性系统的稳态输出为周期信号
D、正弦输入作用下,非线性系统的稳态输出为同频率的谐波信号

2、具有典型结构的非线性系统,设S为线性部分奈奎斯特曲线包围的区域,C为与非线性环节的曲线在复平面的交点。则当 时,非线性系统存在自激振荡。
A、曲线沿着幅值增大的方向在C点处穿过进入S
B、曲线沿着幅值增大的方向在C点处穿过离开S
C、包围曲线,且在C点处相切
D、不包围曲线,但在C点处相切

3、
A、若不包围,则闭环系统稳定
B、若时与有交点,则闭环系统临界稳定
C、若时曲线与有交点,则在时闭环系统临界稳定
D、若包围,则闭环系统不稳定

4、设非线性系统具有典型结构,且存在自激振荡。设的奈奎斯特曲线与非线性环节的曲线在交点处的振荡频率为,且有 则非线性环节的输入端信号和输出端信号的稳态分量中,频率为的稳态分量分别为 。
A、
B、
C、
D、

第一阶段考试(第二、三章)

自动控制原理第一阶段考试

1、

2、

3、

4、

5、

第二阶段考试(第四、五章)

自动控制原理第二阶段考试

1、

2、

3、

4、

5、

学习通自动控制原理_28

在自动控制原理的学习中,反馈控制是相当重要的概念,它能够让系统对自身的变化做出反应,并调整输出来使其符合期望。在本节课中,我们会对反馈控制进行更深入的了解。

什么是反馈控制

反馈控制是一种通过将输出信号与期望信号之间的差异反馈给系统的方法,以调整系统的输入信号,使其输出信号更加符合期望。

在反馈控制中,系统会通过比较实际输出与期望输出之间的误差,来调整输入信号。这种调整可以持续不断地进行,直到实际输出信号与期望输出信号相一致。

反馈控制的优点

反馈控制有很多优点,其中最重要的就是它可以自动调整系统的输出,使其适应外部环境的变化。这种自适应性使得反馈控制在实际应用中非常常见,尤其是在工业自动化领域中。

此外,反馈控制还能够提高系统的稳定性和精度。通过对输出信号进行不断的调整,反馈控制可以使系统的输出更加稳定,在一定程度上减少不稳定因素的影响。同时,反馈控制还可以大大提高系统的精度,使其输出更加准确。

反馈控制的应用场景

反馈控制的应用场景非常广泛,最常见的就是在工业自动化领域中。例如,在生产线上,反馈控制可以用于自动调整机器的速度,使其适应不同的生产需求。同样,在机器人控制领域,反馈控制也可以用于自动调整机器人的姿态和运动轨迹。

此外,在电子设备的控制中,反馈控制也起着非常重要的作用。例如,在音频放大器中,反馈控制可以用于自动调整音频信号的增益,从而使其输出更加准确。

总结

反馈控制是一种重要的控制方法,它能够自动调整系统的输出,使其适应外部环境的变化。反馈控制在工业自动化、机器人控制和电子设备控制领域都有广泛的应用。在自动控制原理的学习中,反馈控制是一种重要的概念,需要学生们进行深入的了解和掌握。