中国石油大学华东控制工程基础重点知识点

3．时域瞬态响应分析

3.1 时域响应以及典型输入信号 1. 阶跃信号

()??

?>

0 0t a t t x i 2. 斜坡函数

()??

?>

0t at t t x i 3. 加速度函数

()??

?>

02

t at t t x i

4. 脉冲函数

()???

?

?<<>

00

0 或 0 0lim 0t t t a t t t t x t i

()???

??<<>

000

0 1 或 0 0 lim 0

t t t t t t t t δ ()1t 且00-=?+dt δ 5. 正弦函数

()??

?<>?0

00

t sin t t a t x i ω

3.2 一阶系统的瞬态响应

()()1

1

+=Ts s X s X i o

3.2.1 单位阶跃响应

()()t t x e t T o 111

????

? ??-=- 结论：

1．一阶系统总是稳定的； 2．可用实验方法测 T ；

3．经过3-4T ，响应已达稳态值的95%-98% 4．()T

dt

t dx t o 1

0=

=

3.2.2 单位斜坡响应

()()t T

T t t x e

t

T

o 11????

? ?

?

+-=- ()T e =∞

3.2.3 单位脉冲响应

()()t T t x e t T o 111????

?

??=- 201

)(T

dt t dx t o -==

3.3 二阶系统的瞬态响应

()()1

21

22

2222

++=++=Ts s T s s s X s X n n n i o ζωζωω 3.3.1 单位阶跃响应

10 1.<<ζ欠阻尼

()()()()t t t t t t x d t

d t

d t o e

e

e n n n 1sin 111sin 1cos 12

2

??

???

?

?

?+--=?????

?

?--

-=---?ωζωζζ

ωζωζωζω )1arctan(

2

ζ

ζ?-=

特点

● x o (∞) = 1，无稳态误差 ● 瞬态分量为振幅等于21ξξω--t

n e 的阻尼正弦振荡，

其振幅衰减的快慢由ξ和ωn 决定。

阻尼振荡频率 21ξωω-=n d

振荡幅值随ξ减小而加大

0 2.=ζ零阻尼

()()()t t t x n o 1cos 1?-=ω

1 3.=ζ临界阻尼

()(

)()t t t x e

e

t

t

n o n n 11?--=--ωωω 不震荡，没有超调

1 4.>ζ过阻尼

没有超调，过渡过程时间较长

0 5.<ζ负阻尼

3.2.2 单位脉冲响应

10 1.<<ζ

()()t t x d t

n

o e

n ωζωζωsin 1 2

--=

以自振频率d ω为角频率的衰减振动， 并且阻尼越小，振荡的幅度越大。

1 2.=ζ

()(

)()t t t x e

t

n o n 12

?=-ωω

3.2.3 单位斜坡响应

10 1.<<ζ

()()[

θ

ζωζωωζ

ζω+--+

-

=-t t t x n t

n n

o e

n 1sin 11

2 22

ζ

ζζωζωθ2

21212其中：-=-=arctg

arctg n n

1 2.=ζ 1 3.>ζ 3.4 时域分析性能指标

1. r t

上升时间d

ω?

π-= 2. d

p t ωπ

=

峰值时间 3. ()()()

100% 100% 最大超调量2

1-?=?∞∞-=-e o o p o p

x x t x M ζζπ

4. s t

调整时间 %51若2

-n =-±ζ

ζωe s

t ，则 n

s t ζω3

≈

%21若2

-n =-±

ζ

ζωe

s

t ，则n

s t ζω4

≈

3-25 临界阻尼二阶系统单位斜坡响应曲线x i (t )x o (

t )

ωn 2

t 0P63 图3-26 过阻尼二阶系统单位斜坡响应曲线

x i (

t )x o (t )

0t

ωζ

n

2

5. N 振荡次数 ?

???

??

?=?-=?-==

02

.0,1205

.0,

15.12

2ξπ

ξξπξd

s T t N

6. d

延迟时间t 结论

● 二阶系统的动态性能由ωn 和ξ决定 ● 增加ξ可以降低振荡，减小超调量M p 和振荡次数N ，但系统快速性降低，t r 、

t p 增加；

● ξ一定，ωn 越大，系统响应快速性越好， t r 、t p 、t s 越小。

● 通常根据允许的最大超调量来确定ξ。ξ一般选择在0.4~0.8之间，然后再调

整ωn 以获得合适的瞬态响应时间。

3.5 高阶系统的瞬态响应

1、系统极点的负实部愈是远离虚轴，则该极点对应的项在瞬态响应中衰减得愈快。主导极点：离虚轴近、又不构成偶极子的极点。

2、闭环传递函数中，如果零、极点数值上相近，则可将该零点和极点一起消去，称之为偶极子相消。

4. 控制系统的频率特性 4.1

频率响应：正弦输入信号作用下，系统输出的稳态分量。（控制系统中的信号可以表示为不同频率正弦信号的合成）

频率特性：系统频率响应和正弦输入信号之间的关系，它和传递函数一样表示了系统或环节的动态特性。

1. 正弦输入时，频率特性是系统输出量的稳态值与输入量之比；

2. 非正弦、非周期函数输入时，频率特性是系统输出量的傅立叶变换与输入量的傅立叶变换之比，即

()()()

ωωωj X j X j G i o ?

数学基础：傅里叶变换。

频域分析法：从开环频率特性分析闭环控制系统的特性

4.2 傅氏变换

傅立叶变换： ()()?

∞

∞

-=

-dt t f F e

t

j ωω

傅立叶反变换：

()()ωωπ

ωd F t f e

t

j ?

∞

∞

-=

21

傅氏变换存在充分条件：()()() 存在 2. 分段连续 和 .1dt t f t f t f ?

∞

∞

-?

性质：1. 叠加性质

()()[]()()ωωX X x x F b a t b t a 2

1

2

1

+=+

2．微分定理

()()()()()()()ωωX j dt t x d F x x x

x n

n n n n ?=?

?

????=====--0000012

3．频率位移性质

()[]()()[

]

()

00 则 若ωωωω-==X t x F X t x F e

t

j

4．延迟定理

()[]()()[]()

ωτωωτ

X t x F X t x F e

j -=

-= 则 若

5．时间比例尺改变

()[]()

()ωωa aX a t x F X t x F =??

???????? ??= 则 若

6．卷积定理

()()[]()()ωω2

1

21X X t

x t x F =*

4.3

()()()()()

e

j A jV U j G ω?ωωωω=+=

频率特性 实频特性 虚频特性 幅频特性 相频特性

()()()

ωωωj X j X A i o =

()()()

ωωω?j X j X i o ∠-∠=

4.4 极坐标图（乃氏Nyquist 曲线）

1．比例环节

()()()

0=∠==ωωωj G K j G K

j G

2．积分环节

()()()2

1

1

π

ωωωω

ω-

=∠=

=j G j G j j G

3．微分环节

()()()2

π

ωωωω

ω=

∠==j G j G j j G

4．惯性环节

()()()

()T

j G T j G T

j j G ωωωωωωarctan 11112

-=∠+

=

+

=

5．二阶振荡环节

()()()1

21

2

2

++=ωζωωj T j T j G

()()()

()???

???

?>

---≤--=∠+-=

T

T T T

T T j G T T

j G 1

12arctan 112arctan 211

22222

2

22

ωωωζπωωωζωωζω

ω

6．延迟环节

()()()T

j G j G j G e

T

j ωωωωω-=∠==

-1

6．一般系统

()()()

()()

()()()()()()

1111

21

2111

101110++++=

<++++++++=----T j T j j j j K n m a j a j a j a b j b j b j b j G n

n n n

m m m m ωωωωτωτωωωωωωωλ

()()()()()()()()

++-+++???

?

??-=∠++++=

21212

22

12

22121111T arctg T arctg arctg arctg j G T T K j G ωωωτωτπλωωωωωτωτωλ

作图方法

()()的表达式；

和 、写出1ωωj G j G ∠()； 时的 和 0 、分别求出2ωωj G ∞

→

= 点；、求乃氏图与实轴的交3 点；、求乃氏图与虚轴的交4 间几点；、必要时画出乃氏图中5 、勾画出大致曲线。6

4.4 对数坐标图（伯德Bode 图） 1、放大环节

()()()()0

lg 20lg 20=∠===ωωωωj G K j G L K

j G

2、积分环节

()()()

90lg 201

lg

201

-=∠-===

ωωω

ωω

ωj G L j j G

()()

()()

180lg 401

lg

201

2

2

-=∠-===

ωωω

ωωωj G L j j G

3、微分环节

()()()

90lg 20 =∠==ωωωωωj G L j j G

4、惯性环节

()()()

()())

arctan(1lg 2011lg 20112

2

T T T L T

j j G ωω?ωωωωω-=+-=+=+=

5、一阶微分环节

()()()())

arctan(1lg 2012

ωτωωτωωτ

ω=∠+=+=j G

L j

j

G

6、二阶振荡环节

()()()()()()

()???

???

?-----=∠+--=++=

222

22

2

2

2

2

212arctan 12arctan 21lg

201

21

ωωζπωωζωωζωωωζωωT T T T j G T T

L j T j T j G

7、延迟环节

()()()ωτ

ωωωωτ

-=∠===

-j G L j G e

j 01lg 20

5. 控制系统的稳定性分析 5.1 劳斯判据

特征方程各系数大于0

劳斯列阵中第一列所有项均为正号

四阶系统

5.2 乃奎斯特稳定判据

映射定理：s 平面上顺时针方向的封闭曲线如果包围了G(s)的z 个零点和p 个极点，则映射在G(s)平面上的曲线逆时针包围原点p-z 圈。

零点：顺时针 极点：逆时针

乃奎斯特稳定判据:一个闭环反馈控制系统稳定的充分必要条件是其开环乃氏图逆时针包围点(-1,j0)的圈数等于其开环右极点的个数。

5.3 伯德图稳定判据

P=0：在L(w) ≥0的所有角频率范围内，相角范围大于 -180 0线。

p 0： 0型或Ⅰ型系统，设k>0，在L(w) ≥0的所有角频率范围内， 在( -π )线上

正负穿越之差为p/2次。

Ⅱ型系统，设k>0，在L(w) ≥0的所有角频率范围内， 在( -π )线上正负穿越之差为(p+1)/2次。

5.4 控制系统的相对稳定性 5.4.1

向左平移虚轴 ，令z = s - (- )，即将z - 代入系统特征式，得到z 的方程式，再应用劳斯判据。

5.4.2

相位裕量：()

c ω?γ+=

180

幅值裕量：()

πω-=

j G K g 1

伯德图上：()

()ππωω---==j G j G K g lg 201

lg

20lg

20

>0，K g >1，系统稳定。

6.稳态误差分析与计算

6.1 稳态误差的基本概念

6.1.1 误差: 静差：由元件不完善造成的；

原理性误差：

1、不能很好跟踪输入信号造成的；

2、由于扰动引起的。 6.1.2

偏差信号()

s ε: 为输入信号与反馈信号的差

误差信号e (t ): 系统期望输出X or (t )与系统实际输出X o (t )之差 两者关系：()()s H

s E

ε1

=

()()()

稳态偏差即可。

求稳态误差，只需求出 ，

1单位反馈系统s s E s H ε=∴=

6.2 输入引起的稳态误差

6.2.1 误差传递函数与稳态误差

单位反馈系统

()()()

s G s X s E i +=

11

误差传递函数： ()()

()s X s G s E i +=

∴11

()()()

()s X s G s

s sE t e e i s s t ss +===→→∞

→11

lim lim lim 0

非单位反馈系统

()()()()s H s G s X s i +=11

ε

()()()

()s X s H s G s i +=

11

ε

()()()

()s X s H s G s s s i s s ss +?

=?=→→11

lim lim 0

εε

()

s

()

s

()

()()()

()s X s H s G s H s s H e i s ss ss +?

?

==

→11

1

lim 1

ε

信号性质取决于系统结构和输入ss e

稳态误差计算流程 1 计算误差传递函数

)

()(11

)(1)(s H s G s H s G E +?=

2 计算误差的拉氏变换

)()()(s X s G s E i E =

3 根据终值定理计算稳态误差

)(lim 0

s sE e s

ss →=

6.2.2 静态误差系数

小结

1．位置误差，速度误差，加速度误差分别指输入是阶跃、斜坡、匀加速度输入时所引起的输出位置上的误差。

2．表概括了0型、I 型和II 型系统在各种输入量作用下的稳态误差。在对角线以上，稳态误差为无穷大；在对角线以下，则稳态误差为零。

3．对于单位反馈控制系统，稳态误差等于稳态偏差。

4．静态误差系数K p 、 K v 、 K a 分别是0型、I 型和II 型系统的开环增益。

5．对于非单位反馈控制系统， Kp 、 Kv 、 Ka 将为位置偏差系数、速度偏差系数、加速度偏差系数，可先求出稳态偏差后，再求出稳态误差。 6 系统在多个信号共同作用下总的稳态偏差(误差）等于多个信号单独作用下的稳态偏差（误差）之和。

6.2.3 扰动引起的误差

()

()()()()()()

s H s G s G s H s G s N s 2121+-=ε ()()()

()()()

()s N s H s G s G s H s G s 2121+-=

ε

()s s N s ssN εε?=→0

lim

()

0H e ssN

ssN ε=

ssN ssX ss εεε+= 稳态偏差总

()()()()()s X s H s G s G s

s s i s X s ssX 210

11

lim lim +=?=→→εε ()()()

()()()()s N s H s G s G s H s G s

s s s N s ssN 2120

1lim lim +-=?=→→εε

()

0稳态误差H e ss

ss ε=

6.4 减小系统误差的途径

（1）系统的输出通过反馈元件与输入比较，因此反馈通道的精度对于减小系统误差是至关重要的。反馈通道元部件的精度要高，避免在反馈通道引入干扰。

（2）在保证系统稳定的前提下，对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型别减小之；对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分器和增大放大倍数减小之。

（3）有时系统要求性能很高，稳态误差要小，动态性能要好，单靠加大开环增益或串入积分环节往往不能同时满足上述要求。这时，可采用复合控制（顺馈）的方法，对误差进行补偿。补偿方式可分两种： 1、按干扰补偿

()()

s G s G n 11

-

=

2、按输入补偿

()()

s G s G r 1

=

控制工程基础实验指导书(答案)

控制工程基础实验指导书 自控原理实验室编印

（内部教材）

实验项目名称: （所属课 程: 院系: 专业班级: 姓名: 学号: 实验日期: 实验地点: 合作者: 指导教师: 本实验项目成绩: 教师签字: 日期: （以下为实验报告正文） 、实验目的 简述本实验要达到的目的。目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。 二、实验仪器设备 列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。 三、实验内容 简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。 四、实验步骤 简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。 五、实验结果

给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。 六、讨论 分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。 七、参考文献 列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资 料。 格式如下 作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码

实验一控制系统典型环节的模拟、实验目的 、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法; 、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性; 、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。 二、实验仪器 、控制理论电子模拟实验箱一台; 、超低频慢扫描数字存储示波器一台; 、数字万用表一只;

、各种长度联接导线。 三、实验原理 运放反馈连接 基于图中点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 、比例环节 实验模拟电路见图所示 U i R i U o 接示波器 以运算放大器为核心元件，由其不同的输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图所示。图中和为复数阻抗，它们都是构成。 Z2 Z1 Ui ,— U o 接示波器 得:

《控制工程基础》习题答案(燕山大学,第二版)

控制工程基础习题解答 第一章 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。 维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想 控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体表现为： 1．1765年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788年发明了蒸汽机离心式飞球调速器，2．1868年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高，并首先提出了“反馈控制”的概念； 3．劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4．20世纪30年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈放大器； 5．二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提高； 6．1948年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出 了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7．1954年钱学森发表“工程控制论” 8．50年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9．当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。 控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？ 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。 闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。 反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1．给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号

中国石油大学华东历年模拟电路期末试卷及复习题

中国石油大学华东历年模拟电路期末试卷及复习题 篇一：中国石油大学(华东)《模拟电子技术》2015年秋季在线作业(一)及答案《模拟电子技术》2015年秋季在线作业（一）篇二：中国石油大学(华东)高等数学习题集(期末题库) 习题一一、填空题1．设f(x)?ln(1?x)? ?5x? 23?x,则此函数的定义域是___________. 2. 极限lim?3xx?0x?2x?.________________. 3. 设f(x)=arcsinx,?(x)=lnx,则?[f(x)]的定义域是_______________. 1?a??x?1?cos4. 设f(x)??x?1 ?0?x?1x?1,,在x?1处连续, 则a的值为_______________. 5 当x?x0时,f(x)是比g(x)高阶的无穷小,则当x?x0时, 无穷小f(x)+g(x) 与无穷小g(x)的关系是_______________. 6. lima2x?1 x?04x?_______________.?a?0,a?1?. 7. f(x)=arcsin(2x-1)的定义域是_____________. 8. f?x?? 9. limlnxsin?xarcsinx x的一个可去间断点x?______________. 的值等于_______________. 2x?010. f(x)?arctan?x?3?的定义域是______________. 11. 若当x?x0时,??x?,??x?是等价无穷小，??x?是比??x?高阶的无穷小，则当x?x0时，函数??x????x???x????x? ?1的极限是___________. 12. 设f(x)的定义域是[1,2],则f???的定义域是_____________. ?x?1? 13. f?x??x?2 lnx?1的一个无穷间断点=_____________. 14．f(x)?ln?4?x 15. f?x??3?x x?22?在区间_____________是连续的。的定义域是_____________.16. 极限lim 17. f(x)?xxxxxx????___________________ xx?3_的定义域是_____________. 18. 极限lim 19. lim3x?2?2x?2x?2?____________________. ln?3x?1? 6x 的值等于_________________. x?3的定义域是__________________ x?020. f?x??arccos 21. 设f?x??arcsinx,??x??lnx，则??f?x??的定义域是_____________. 22. 要使函数f?x??1?x? x?x在x=0处连续，则须定义f(0)的值为_____________ 23. 极限lim2sinn??nx2n?1?____________________. 24．f?x??ln?2?x?x2?的定义域是

中国石油大学(北京)控制工程模拟试题

中国石油大学（北京）2009--2010 学年第一学期 《控制工程基础》考试卷 (闭卷考试) 班级： 姓名： 学号： 一、选择题：（每题3分，共15分） 1、在零初始条件下，对单位负反馈系统如图所示，施加设定输入信号r (t )=1(t )+t , 输入信号的拉氏变换为（ 1 ） （1）211()(())R s L r t s s ==+ （2）21()(())R s L r t s == （3）1 ()(())R s L r t s == 2、在零初始条件下，对单位负反馈系统如1题图所示，施加设定输入信号r (t )=1(t )+t , 测得系统的输出响应t e t t y 58.0)8.0()(--+=，输出信号的拉氏变换为（ 1 ） （1）2 1()(0.21)s Y s s s += + （2）210.8()(())Y s L y t s s ==+ （3）210.8()(())5 Y s L y t s s ==-+ 3、在零初始条件下，对单位负反馈系统如1题图所示，施加设定输入信号r (t )=1(t )+t , 测得系 统的输出响应t e t t y 58.0)8.0()(--+=，系统在单位阶跃输入的稳态误差为（ 1 ） （1）0 （2）0.2 (3) 5 4、已知道系统输出的拉氏变换为 () 2 2)(n n s s s Y ωω+= ,那么系统处于（ 3 ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼； 5、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ 3 ）。 (1) )12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ； 二 判断题（每题3分，共计15分），其中A 为正确，B 为错误 1、一个系统稳定的充分和必要的条件是系统的全部特征根都具有负实部 （正确） 2、两个二阶系统的超调量%δ相等，则此二系统具有相同的n ω和ζ （错误） 3、开环对数幅频曲线)(ωL ，对数相频特性曲线)(ω?，当K 增大时)(ωL 向上平移，) (ω?

控制工程基础 作业

控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2)s(s s s F(s)++-=

s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++=

控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2 +++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的 传递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。

4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。

控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1 +==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? 2、设单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=) 1(1 +s s ，求阶跃响应性能指标δ%及 s t （5%）？

中国石油大学(华东)实验报告

2014—2015学年第3学期传感器课程设计实习报告 专业班级 姓名 学号 报告日期 2015年7月20日

传感器课程设计暑期实习报告 第一部分变送器电路实验 一：实验仪器和设备 DT9208万用表一只、＋5/24V直流电源一台、万能电路板一块、镊子一只、导线若干、XTR106等芯片、常用电子元器件若干。 二：实验步骤 2、了解电阻式传感器原理、测量转换线路。 把压力、温度、流量、液位等物理信号转换成电阻值变化的传感器，电阻式传感器具有结构简单、输出精度高、线性和稳定性好的特点。主要包括电阻应变式传感器、压阻式传感器等。 测量转换线路：桥路电阻（以应变片式压力传感器为例） 图1全桥式应变片测量电路 当作用在应变片上的压力发生变化时，其阻值也随之发生变化，从而引起输出电压的变化，其中R1和R3、R2和R4的阻值变化方向一致（变化方向如上图所示）。 3、阅读XTR106芯片厂家英文资料，掌握其工作基本原理。 XTR106 是高精度、低漂移、自带两路激励电压源、可驱动电桥的4 ~ 20 mA 两线制集成单片变送器,，它的最大特点是可以对不平衡电桥的固有非线性进行二次项补偿,。它可以使桥路传感器的非线性大大改善,，改善前后非线性比最大可达20：1。

4、分析图3电路的工作原理。 图2 XTR外部电路连接示意图 原理：通过改变电阻的阻值，使桥路产生相应的mV级压差，桥路的输出分别连到运放的两个正输入端，经运放以后产生V级电压差。运放的输出再进入到XTR106芯片进行线性化调整（阻值和输出电流值之间）之后产生4~20mA电流输出。其中桥路需要的5V和运放需要的5.1V供电电压由XTR106芯片提供，而XTR106芯片需要的24V供电电压由实验台提供。 5、利用万能电路板搭建上述电路，要求分部分搭建，分成电阻桥路部分、差动放大部分、XTR本体部分，要求对前两部分电路线进行测试，确认符合相关要求时方可接入第三部分电路。 在本案例中，我们完成桥路和差动放大部分的搭建后，对桥路和差动放大部分进行了测试。 当电桥平衡时： 桥路部分：，桥路的两端分别都有电压，但桥路输出为零。 差动放大部分：输入分别对应桥路两端的电压值且相等，输出为零。 电桥不平衡时： 桥路部分：桥路的输出不为零，最大时压差为0.6mV。 差动放大部分：对压差进行放大后产生V级压差，本案例中，我们的放大倍

中国石油大学华东历年考研专业课真题和答案

中国石油大学（华东）历年考研专业课真题目录： 中国石油大学（华东）历年考研 代码 真题年代 专业课真题科目 211 翻译硕士英语2011 212 翻译硕士俄语2011 242 俄语2008---2011 243 日语2008---2011 244 德语2011 245 法语2008---2011 357 英语翻译基础2011 358 俄语翻译基础2011 448 汉语写作与百科知识2011 703 公共行政学2011 704 数学分析2011 705 普通物理2011 706 有机化学2000,2005---2009,2011 707 无机及分析化学2007---2009,2011 708 生物化学2011 法学基础（法理学、民法学、刑 2011 710 法学）

711 中国古代文学2011 715 中国化马克思主义原理2008,2011 体育学专业基础综合（体育教育 2011 716 学、运动生理学、运动训练学） 801 沉积岩石学2005---2008 802 构造地质学2003---2010 803 地震勘探2003---2009,2011 805 电子技术基础2011 806 软件技术基础2011 808 地理信息系统2011 809 石油地质学2001---2011 810 测井方法与原理2005---2011 811 工程流体力学2001---2009,2011 812 理论力学2008---2011 813 材料力学2006---2011 814 物理化学1999---2009,2011 815 渗流物理2001---2009,2011 816 油田化学基础2011 817 工程热力学2008---2011 818 化工原理1999---2009,2011 819 生物工程2011

控制工程基础-复习题_5061427353634641

中国石油大学（北京）远程教育学院 《控制工程基础》期 末 复习题 一、选择题 1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（） （1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为 1 53 +s ；其单位阶跃响应为（ ） （1）5 1t e -- ；（2）5 33t e -- ；（3）5 55t e - - ；（4）5 3t e - - 3、已知道系统输出的拉氏变换为 () 2 2)(n n s s s Y ωω+= ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。 (1) )12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4) )2)(3(2-++s s s s 5、已知系统频率特性为 1 51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ ） （1）)52sin(1 ω-+tg t ；（2） )52sin(1 1 12ωω-++tg t ； （3）)52sin(1 ω--tg t ；（4） )52sin(1 251 12ωω--+tg t 6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的传递函数 为（ ）。 （1）)2)(1(23)(+++= s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(1 3)(+++=s s s s G ； （4）) 2)(1(3)(++= s s s s G

控制工程基础 作业

控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2) s(s s s F(s)++-=

s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++=

控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2+++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的传 递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。

4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。

控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1+==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少?

《控制工程基础》课程作业习题

第一章概论 本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。 例1 例图1-1a为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。 例图1-1a 晶体管稳压电源电路图 解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。 例图1-1b 晶体管稳压电源方块图 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R分压后与稳压管的电 3 压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w 电流增大，集电极电流随之增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。 c 反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。 例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。

《控制工程基础》期末复习题及答案_81251553585744438

《控制工程基础》期末复习题 一、选择题 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、 型别2

图2 A 、系统① B 、系统② C 、系统③ D 、都不稳定 8、若某最小相位系统的相角裕度0γ>，则下列说法正确的是 ( )。 A 、不稳定； B 、只有当幅值裕度1g k >时才稳定； C 、稳定； D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。 9、若某串联校正装置的传递函数为 101 1001 s s ++，则该校正装置属于( )。 A 、超前校正 B 、滞后校正 C 、滞后-超前校正 D 、不能判断 10、下列串联校正装置的传递函数中，能在1c ω=处提供最大相位超前角的是： A 、 1011s s ++ B 、1010.11s s ++ C 、210.51s s ++ D 、0.11 101 s s ++ 11、关于传递函数，错误的说法是 ( ) A 传递函数只适用于线性定常系统； B 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C 传递函数一般是为复变量s 的真分式； D 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 12、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( )。 A 、增加积分环节 B 、提高系统的开环增益K C 、增加微分环节 D 、引入扰动补偿 13、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。 A 、准确度越高 B 、准确度越低 C 、响应速度越快 D 、响应速度越慢 14、已知系统的开环传递函数为50 (21)(5) s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 50 B 、25 C 、10 D 、5 15、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) 。 A 、含两个理想微分环节 B 、含两个积分环节 C 、位置误差系数为0 D 、速度误差系数为0 16、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t

“控制工程基础”大作业

“控制工程基础”工程训练大作业 ————直流电机转速控制 直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置。由于其带有机械换向器，较比交流电动机结构复杂，生产运行成本较高，并有逐步被交流电动机所取缔。但是由于直流电动机具有启动转矩大，调速范围宽等优势，在轧钢机、电力机车的等方面有一定的应用。 1. 直流电动机数学模型（以他激式直流电动机为例分析直流电动机数学模型）： M Ld d U Rd +-E n T L i d ·电枢回路的微分方程式： d d d d d d u dt di L R i e =++ ·机械运动方程 e d m m d C u n dt dn T dt n d T T =++22 ·已知某直流电动机调速系统，控制系统主回路与直流电动机的主要参数如下： ·计算得到此直流电动机的相关参数： 电势常数： )/(185.01000 05 .07002201-?=?-=-= mim r V n R I U C nom a nom nom e 转矩常数： mA kg C C e M .18.003.1185.003.1=== 电磁时间常数： 电动机： 主回路： 负载及电动机转动惯量： kW P nom 150=min /1000r n nom =A I nom 700=Ω =05.0a R Ω =08.0d R mH L d 2=6 =m 2 2 120m kg GD ?=全控桥式整流

s R L T d d d 025.008.01023 =?==- 机电时间常数： s C C R GD T e m d m 77.0185.018.037508.01203752=???== 直流电动机数学模型的传递函数表达形式: 177.0019.041 .5177.077.0025.0185.0111)(222++= ++?=++== s s s s s T s T T C X X s W m m d e r c 6 .52417 .284177.0019.041.5)(22++=++== s s s s s W 2. 直流电动机转速控制系统分析 · 自学MATLAB 软件； · 在MATLAB 软件平台上，以单位阶跃信号为系统的参考信号，应用时域分析 法或频域分析法对直流电动机速度控制系统进行一系列分析，分析其动、稳态性能、稳定性等； · 直流电动机速度控制系统的动、稳态性能、稳定性等分析应该借助于MATLAB 软件平台用图形进行分析。 3. 提交电脑打印的说明书一份。 4. 最后成绩占期末总成绩的6%。 【组合方案】 ⑴ I nom =650、660A 、670A 、680A 、690A 、700A 、710A 、720A 、730A 、740A 、 750A 、760A 、770A ⑵ GD 2=105kg.m 2、110 kg.m 2、115 kg.m 2、120 kg.m 2、125 kg.m 2、130 kg.m 2、135 kg.m 2、140 kg.m 2、145 kg.m 2、150 kg.m 2 组合方案： A I nom 700= 22120m kg GD ?= 时域分析： 6 .52417 .284177.0019.041.5)(2 2++=++== s s s s s W 1.在单位阶跃信号下响应 num=[284.7]; den=[1 41 5 2.6]; step (num,den) grid

中国石油大学(华东)本科毕业设计(论文)模板(2014)

本科毕业设计（论文）题目：春风油田沙一段储层夹层研究 学生姓名： 学号： 专业班级：资源勘查1005 指导教师： 2014年 6月20日

摘要 钙质砂岩是一种致密性的岩石，一般存在于干层中，是现在油田开发中尽可能避开的开发位置，因此能够正确的预测钙质砂岩的分布能够增加打到油气层的几率，减少经济损失。主要以P609区块为研究主体，首先分析钙质砂岩的成因，统计区块内钙质砂岩的物性，然后分析其影响因素，正确预测钙质砂岩的分布。研究区内浅滨湖提供了良好的钙质砂岩来源，水下分流河道将钙质砂岩输送到目的区内，然后在沉积环境作用下形成了钙质砂岩。 论文降低重复率、论文排版、答辩幻灯片制作请联系Q2861423674 诚信服务，通过后付款https://www.wendangku.net/doc/ba11932281.html, 关键词：钙质砂岩；分布；沉积条件；P609区块

Study on Reservoir and Mezzanine of N1s in Chunfeng Oilfield Abstract Calcareous is a kind of sandstone rocks,which generally present in the dry layer is now possible to avoid the development of oilfield development position, and therefore able to correctly predict the distribution of calcareous sandstone reservoirs can increase the chance of hitting, reduce economic losses. This paper mainly P609 blocks for the study subjects, the first analysis of the causes of calcareous sandstone, calcareous sandstone within the statistical properties of the block, and then analyze the influencing factors, correctly predict the distribution of calcareous sandstone. Shallow Lake study area provides a good source of calcareous sandstone, calcareous sandstone underwater distributary channel will be transported to the target area, then at ambient role in the formation of calcareous sandstone. 论文降低重复率、论文排版、答辩幻灯片制作请联系Q2861423674 诚信服务，通过后付款https://www.wendangku.net/doc/ba11932281.html, Keywords：distribution of calcareous sandstone; blocks P609; deposition conditions

《控制工程基础》期末复习题_46901457061121925

中国石油大学（北京）远程教育学院 《控制工程基础》期末复习题 一、选择题 1、 设有一弹簧、质量、阻尼器机械系统，如图所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对图中系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（） （1）1阶；（2）2阶；（3）3阶；（4）4阶 2、一阶系统的传递函数为 1 53 +s ；其单位阶跃响应为（ ） （1）5 1t e -- ；（2）5 33t e -- ；（3）5 55t e - - ；（4）5 3t e - - 3、已知道系统输出的拉氏变换为 () 2 2)(n n s s s Y ωω+= ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 4、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。 (1) )12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4) )2)(3(2-++s s s s 5、已知系统频率特性为 1 51+ωj ，当输入为t t x 2sin )(=时，系统的稳态输出为（ ） （1）)52sin(1 ω-+tg t ；（2） )52sin(1 1 12ωω-++tg t ； （3）)52sin(1 ω--tg t ；（4） )52sin(1 251 12ωω--+tg t 6、已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，系统的传递函数 为（ ）。 （1）)2)(1(23)(+++= s s s s G ；（2）)2)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)2)(1(1 3)(+++=s s s s G ； （4）) 2)(1(3)(++= s s s s G

中国石油大学(华东)2017年硕士《控制工程基础》考试大纲

中国石油大学（华东）2017年硕士《控制工程基础》考试大纲 一、考试要求： 熟练掌握经典控制理论的基本原理及思想方法，并能运用于分析与研究机械及电气系统中信息的传递、反馈及控制，较熟练掌握控制系统计算机辅助分析方法。 二、考试内容： 1).绪论 控制系统的基本工作原理，自动控制系统的几种分类，机械控制工程研究的对象与方法，控制理论在机械工程中的应用。 2).控制系统的动态模型 系统的数学模型，拉氏变换及其反变换，传递函数，典型环节的传递函数，系统的方框图，方框图联接与简化，绘制实际物理系统的函数方框图。 3).时域瞬态响应及误差分析 时域响应及典型的输入信号，一阶系统的瞬态响应，二阶系统的瞬态响应，瞬态响应的性能指标，稳态误差分析与计算。 4).控制系统的频率特性 频率特性的基本概念，典型环节的频率特性，频率响应的极坐标图，频率响应的对数坐标图，系统频率特性的实验确定，控制系统的闭环频响。 5).控制系统的稳定性分析 系统稳定性分析的概念，系统稳定的条件，代数稳定判据，乃奎斯特稳定判据(推导不作要求)，控制系统的相对稳定性。 6).控制系统的综合与校正 系统的性能指标，系统的校正概述，串联校正，反馈校正，PID控制规律，频率法设计与校正。 7).计算机控制系统 采样过程与采样定理，Z变换与Z反变换，脉冲传递函数，离散系统的稳定性分析，离散PID控制。 8).基于MATLAB的控制系统计算机辅助分析 MATLAB控制工具箱，SIMULINK及其应用，时域特性、频率特性的计算机辅助分析，基于MATLAB分析

系统稳定性，计算机辅助控制系统分析。 三、试卷结构： a)考试时间：180分钟，满分：150分 b)题型结构（供参考） a:简答题(50分) b:计算编程题(100分) 四、参考书目 1.董景新.控制工程基础(第一、二、三版).清华大学出版社.分别是1992、2004、2009年出版 2.王积伟,吴振顺.控制工程基础.高等教育出版社.2001 文章来源：文彦考研

06年中国石油大学华东地震勘探原理

2006 年硕士学位考试 一、名词解释 1. CDP ，共深度点(Common Depth Point) DMO ，倾角时差校正获动校正(Dip MoveOut) A VO ，振幅随偏移距的变化关系(Amplitude Vary with Offset) VSP ，垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile) EOR ，提高采收率(Enhance Oil Recovery) 2． 费马原理， 地震波在任意介质中从一点传播到另一点时，沿所需时间最短的路径传播。费马原理规定了波传播的唯一可实现的路径，不论波正向传播还是逆向传播，必沿同一路径，因而借助于费马原理可说明地震波的可逆性原理的正确性。 惠更斯原理: 在弹性介质中，可以把已知t 时刻的同一波前面上的各点看作从该时刻产生子波的新点震源，在经过△t 时间后，这些子波的包络面就是原波前面到t+△t 时刻新的波前。 虚震源原理， 波从O 点射到地层A 点再反射回S 点所走路径，就好像波由O 点的虚点O *直接传到S 点一样 斯奈尔定律， 地震波在不同介质中传播时，上下层速度与入射透射角之间存在这样一种关系：2 121sin sin θθ=V V ，波传播满足这样的一种关系的原理就是费马原理。 采样定理： 当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，即：fs.max>=2fmax ，则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，采样定理又称奈奎斯特定理。 3．Dix 公式，是一种实现了用均方根速度求层速度的公式。 Gardner 公式，是一种实现了利用地层纵横波速度求取平均密度的公式。 Wyllie 方程，给出了岩石中的波速和空隙度以及空隙中流体波速、岩石基质波速之间 的关系。 Zoeppritz 方程，用位移振幅表示的反射透射系数方程，称为Zoeppritz 方程 线性时不变系统的滤波方程，如果输出信号的谱是输入信号的谱与系统的频率特性的乘积，则描述这种关系的方程就是线性时不变系统的滤波方程。 二、简答题 1、有效波与干扰波的主要差异表现在哪些方面？分别用什么方法突出有效波而压制干扰波？ 答：有效波与干扰波的主要差异表现在以下4个方面：(1) 传播方向上的不同，使用组合法突出有效波而压制面波；(2) 频谱上的差异，使用滤波方法突出有效波而压制干扰波；

自动控制工程基础作业参考答案汇编

《自动控制工程基础》作业参考答案 作业一 1.1 指出下列系统中哪些属开环控制，哪些属闭环控制: (1) 家用电冰箱 (2) 家用空调 (3) 家用洗衣机 (4) 抽水马桶 (5) 普通车床 (6) 电饭煲 (7) 多速电风扇 (8) 调光台灯 解：（1）、（2）属闭环控制。（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）属开环控制。 1.2 组成自动控制系统的主要环节有哪些？它们各有什么特点? 起什么作用？ 解：组成自动控制系统的主要环节如下： (1) 给定元件：由它调节给定信号，以调节输出量的大小。 (2) 检测元件：由它检测输出量的大小，并反馈到输入端。 (3) 比较环节：在此处，反馈信号与给定信号进行叠加，信号的极性以“+”或“-”表示。 (4) 放大元件：由于偏差信号一般很小，因此要经过电压放大及功率放大，以驱动执行元件。 (5) 执行元件：驱动被控制对象的环节。(6) 控制对象：亦称被调对象。 (7) 反馈环节：由它将输出量引出，再回送到控制部分。一般的闭环系统中，反馈环节包括检 测、分压、滤波等单元。 1.3 图1-1表示的是一角速度控制系统原理图。离心调速器的轴由内燃发动机通过减速齿轮获得角速度 为w的转动，旋转的飞锤产生的离心力被弹簧力抵消，所要求的速度w由弹簧预紧力调准。 （1）当w突然变化时，试说明控制系统的作用情况。（2）试画出其原理方框图。 图1-1 角速度控制系统原理图 解：（1）发动机无外来扰动时，离心调速器的旋转角速度基本为一定值，此时，离心调速器与减压比例控制器处于相对平衡状态；当发动机受外来扰动，如负载的变化，使w上升，此时离 心调速器的滑套产生向上的位移e，杠杠a、b的作用使液压比例控制器的控制滑阀阀芯上 移，从而打开通道1，使高压油通过该通道流入动力活塞的上部，迫使动力活塞下移，并通

中国石油大学(北京)控制工程基础试题

中国石油大学（北京）2009--2010 学年第二学期 《控制工程基础》考试卷（ A ） (闭卷考试) 班级： 姓名： 学号： 一、选择题：（每题3分，共15分） 1、设有一弹簧、质量、阻尼机械系统，如图1所示，以外力f(t)为输入量，位移y(t)为输出量的运动微分方程式可以对系统进行描述，那么这个微分方程的阶次是：（） （1）1阶 （2）2阶 （3）3阶 （4）4阶 2、一阶系统的传递函数为 1 32 +s ；其单位阶跃响应为（ ） （1）3 1t e -- ；（2）3 33t e -- ；（3）3 22t e - - ；（4）3 3t e - - 3、已知系统的微分方程模型 ) (2)('5)(3)(5)(')(2)(0 ) 2()3(t u t u d y t y t y t y t y t +=++++?ττ。其中u(t)是输入量，y(t) 是输出量。求系统的传递函数模型G(S)=Y(S)/U(S)为（ ） （1）432(52)()253s s G s s s s s +=++++ (2) 432(52) ()25s s G s s s s s += +++ （3）4 32(51) ()251 s s G s s s s s += ++++ 4、已知道系统输出的拉氏变换为 () 2 22.20)(n n n s s s Y ωωω++= ,那么系统处于（ ） （1）欠阻尼；（2）过阻尼；（3）临界阻尼；（4）无阻尼 5、下列开环传递函数所表示的系统，属于最小相位系统的是（ ）。

(1) )12)(15(1++-s s s ； (2)s T Ts 111+- （T>0）； (3))13)(12(1+++s s s ；(4))2)(3(2-++s s s s 二 判断题（每题3分，共计15分），其中A 为正确，B 为错误 1、对于线性定常系统，系统输出量的拉氏变换与引起该输出的输入量的拉氏变换之比，称为系统的传递函数。 （ ） 2、最小相位系统的开环对数幅频曲线)(ωL ，对数相频特性曲线)(ω?，当K 增大时)(ωL 向上平移，)(ω?不变， c ω减小。 （ ） 3、对自动控制系统得性能指标要求有：稳定性，快速性，准确性。( ) 4、已知系统的特征方程22)(4 5 --+=s s s s D ＝0，系统稳定 （） 5、如图中所示的力学系统(a)和电路系统(b)是相似系统（即有相同形式的数学模型）。（） 三、（20分）利用Mason 公式求如图所示传递函数C(s)/R(s)