1、11 解釋下列名詞術語：自動控制系統、被控對象、擾動、給定值、參考輸入、反饋。答：自動控制系統：盡量不要人的參與，由控制裝置實現的使被控對象的某些屬性按人期望的軌跡變化的系統，；被控對象：要求實現自動控制的機器、設備或生產過程，反應了干擾、控制量和被控量三者之間關系的環節。擾動：擾動是一種對系統的輸出產生不利影響的信號。如果擾動產生在系統內部稱為內擾；擾動產生在系統外部，則稱為外擾。外擾是系統的輸入量。給定值：被控對象的物理量在控制系統中應保持的期望值參考輸入即為給定值。反饋：將系統的輸出量反饋送到參考輸入端，并與參考輸入進行比較和控制運算的過程。13 開環控制系統和閉環控制系統各有什么優缺點

2、?解：開環系統優點：結構簡單，缺點：控制的精度較差；閉環控制系統優點：控制精度高，缺點：結構復雜、有穩定性問題、設計分析麻煩，制造成本高。14 什么是反饋控制系統、前饋控制系統、前饋一反饋復合控制系統?反饋控制系統：即閉環控制系統，在一個控制系統，將系統的輸出量通過某測量機構對其進行實時測量，并將該測量值與輸入量進行比較，形成一個反饋通道，從而形成一個封閉信息回路的控制系統；前饋控制系統：測量干擾，并根據它對系統的輸出進行補償的控制系統，參考到輸入不構成信息回路。前饋一反饋復合控制系統：對被控變量構成反饋控制系統并對系統在主要干擾進行前饋補償的復合控制方案。15 反饋控制系統的動態過程(動態特

3、性)有哪幾種類型?生產過程希望的動態特性是什么?答：單調收斂響應、衰減振蕩收斂、等幅振蕩、發散等四種；生產過程希望的動態特性是衰減振蕩收斂。 17 對自動控制系統基本的性能要求是什么?最主要的要求是什么?答：對自動控制系統基本的性能要求是穩定；最主要的要求是穩定性、快速性、準確性。2-1寫出習題2-1圖所示各電路網絡的傳遞函數。 （） （）(a) (b) 2-2 求習題2-2圖（）所示機械系統與習題2-2圖（）所示電路網絡具有相同形式的傳遞函數。y （） （） 習題2-2圖 機械系統與電路網絡解：對于圖（b）所示的電氣網絡，其傳遞函數，可以求得為 (1)而圖(a)所示的機械系統的運動方程,設f

4、1阻尼器位移為y，則 (2) (3)假設初始條件為零 對上述二個微分方程進行拉氏變換得到 兩個方程進行零初始條件下的拉氏變換,消去中間變量Y（S）得到 (4)因此，比較式（1）與式（7）可知，兩個系統傳遞函數相同，且兩系統變量間有如下相似對應關系電壓u 對應 位移x電阻R 對應 粘滯阻尼系數f電容C 對應 彈性系數得倒數1/k2-3 求由習題2-3圖所示的各有源網絡的傳遞函數。 （） （）（b）2-6已知系統微分方程組如下 式中均為常數。試建立以為輸入、為輸出的系統結構圖，并求系統的傳遞函數。UX1X2X3X4Y-2-7試化簡習題2-7圖所示系統的結構圖，并求出相應的傳遞函數。 （） 2-8試

5、化簡習題2-8圖所示系統的結構圖，并求，。 習題2-8圖 系統結構圖解：（a）求傳遞函數，按下列步驟簡化結構圖： 令，利用反饋運算簡化如圖2-8a所示圖2-8a 串聯等效如圖2-8b所示 圖2-8b根據反饋運算可得傳遞函數求傳遞函數，按下列步驟簡化結構圖：令，重畫系統結構圖如圖2-8c所示 圖2-8c 將輸出端的端子前移，并將反饋運算合并如圖2-8d所示 圖2-9d和串聯合并，并將單位比較點前移如圖2-8e所示 圖2-8e串并聯合并如圖2-8f所示圖2-8f根據反饋和串聯運算，得傳遞函數2-11試用梅遜公式求習題2-11圖所示系統的傳遞函數。 （）(a) 2-12試用梅遜公式求習題2-12圖所

6、示系統的傳遞函數。 習題2-12圖 系統結構圖五個回路，兩條前向通路；L1=G1G2G3G4H4;L2=G2G3G4H4G5;L3=-G1H1;L4=-G2H2;L5=-G2G3H3;P1=G1G2G3G4;1=1;P2=G5G2G3G4; 2=1-L3; 3-1 設溫度計可用1/（Ts+1）描述其特性?，F用溫度計測量盛在容器內的水溫，發現1分鐘可指示98%的實際水溫值。如果容器水溫依10ºC/min的速度線性變化，問溫度計的穩態指示誤差是多少？3-3 一控制系統的單位階躍響應為（1）求系統的閉環傳遞函數。（2）計算系統的阻尼比x和無阻尼自振頻率n。3-4 一典型二階系統的單位階躍響

7、應曲線如習題3-4圖所示，試求其開環傳遞函數。y(t)1.31t(s)0.1習題3-4圖 單位階躍響應曲線U(s)3-5 具有速度反饋的系統如習題3-5圖所示。如要求系統階躍響應超調量等于15，峰值時間等于0.8，試確定K1和K2之值，并計算此時調節時間ts。1+K2sY(s)習題3-5圖 系統結構圖3-8 已知閉環系統的特征方程如下：試確定系統穩定的K的值范圍。Y(s)3-10 用勞斯判劇判別習題3-10圖所示的系統穩定性。U(s)2s3-14 設速度控制系統如習題3-14圖所示。為消除系統的穩態誤差，使坡輸入通過比例-微分元件再進入系統。（1） Kd=0，時求系統的穩態誤差。（2） 當選擇Kd使系統總的穩態誤差為零（e=u-y）。U(s)N(s)Y(s)+習題3-14圖 結構圖3-15 對于習題3-15圖所示的系統，當u(t)=4+6t，f(t)=-1(t)時，試求：（1） 系統的穩態誤差；（2） 如要減少擾動引起的穩態誤差，應提高系統哪