中国石油大学2011自动控制原理期中考试试题(答 案)

1、20112012学年第1学期自动控制原理期中考试试卷（适用专业：自动化、电气、测控） 专业班级 姓 名 学 号 开课系室 自动化系 考试日期 题 号一二三四五六七总分得 分阅卷人connection, tightening torque value by the corresponding value using smaller diameter rebar. 3, reinforced joints tested process: before the official construction, according to the same bar, same mechanical join

2、t joint joint specimens in the form of not less than 3, and interception of joint specimen material, tensile strength tests are carried out. Site inspection: inspection lots under the same conditions using the same materials, forms, with the specifications of the connectors for every 500 for accepta

3、nce of a batch, by acceptance of a batch of less than 500 connectors, electric arc welding of steel bars after sampling. Each acceptance of a connector must be in engineering structure of random interception of 3 specimen tensile strength tests, when 3 joint tensile strength of specimens in accordan

4、ce with the relevant provisions of strength, this test may be found qualified. (E) reinforcement of the engineering steel bars transverse reinforcement and 12 colligation, longitudinal reinforcement, design type, size, spacing and quantity according to the drawing for construction. Positioning the l

5、adder bars with a diameter larger than the Stud. Painted steel position, note the start bar 50mm. Binding thread is eight-shaped, screwed. (1) the floor reinforcement slab reinforcement order: elastic steel line pad lay the bottom layer of the reinforcing steel tie beam reinforcement laying professi

6、onal utility horse placed reinforcement bench marking top mat laying spacing secondary upper reinforcement wire locate22011-2012第1学期自动控制原理一、 简答题 （15分）1. 反馈控制系统的基本组成有哪几部分？答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件2. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？答：稳定性、快速性、准确性3. 什么是线性系统？线性系统的特征是什么？答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。4

7、. 控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统5. 控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。二、 (12分)如图1所示单容水箱，为水箱的横截面积，为输入流量，为输出流量，为水箱的实际液位， ，为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在处，。（1） 以为输入，以为输出，建立该单容水箱的非线性微

8、分方程模型。（3分）（2） 对（1）中非线性微分方程在处进行线性化，求线性化微分方程，并求单容水箱的传递函数。 （9分）图1解：（1）由物料平衡得下列方程单容水箱的非线性微分方程模型为 （3分）（2）考虑到 代入式得 （2分）即 将在处展开成Taylor级数，只取到线性项 （2分）代入，并考虑，得 整理得 （2分）即为所求的线性微分方程在两边取拉氏变换得 （2分）故其传递函数为 （1分）三、 （20分）结构图化简。1（10分）、系统结构图如图2所示，试通过等效变换求系统的闭环传递函数.-C(s)R(s)G1G2G3H2H1图2解：(2.5分)(2.5分)(2.5分)(2.5分)(2)利用梅森(

9、Mason)增益公式求取图3的。 （10分）图3解：四、 （10分）已知系统的结构图如图4所示：图4（1） 若令，求此时的阻尼比和自然频率，并求此时的超调量、调节时间。 （2） 试确定、,使系统的阻尼比、自然频率，并求此时的超调量、调节时间。解：（1）开环传函： 令 （1分） （2分）(5%误差带) (2%误差带) （2分）（2）开环传函： （1分） （2分）(5%误差带) (2%误差带) （2分）五、 （15分）已知系统的结构图如图5所示： 图5试确定时，系统的稳态误差。解： 作用下的误差传递函数 （2分）作用下的误差传递函数 （2分）作用下的误差传递函数 （2分）产生的稳态误差 （2分）产生的稳态误差 （2分）产生的稳态误差 （2分）由线性系统的叠加原理知，系统总静态误差 （3分）六、 （15分）系统结构如图6，试用劳斯判据确定使系统稳定的的取值范围。C(s)R(s)-s1+图6解：开环传递函数（3分）特征方程（2分）劳斯表如下：11010010由此得，要使系统稳定，须（10分）七、 （13分