..红色为重点〔2016年考题第一章1-2仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。解当合上开门开关时,电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压,偏差电压经放大器放大后,驱动伺服电动机带动绞盘转动,将大门向上提起。与此同时,和大门连在一起的电刷也向上移动,直到桥式测量电路达到平衡,电动机停止转动,大门达到开启位置。反之,当合上关门开关时,电动机反转带动绞盘使大门关闭,从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如下图所示。1-4题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图,并说明为了保持热水温度为期望值,系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温,并在温度控制器中与给定温度相比较,若低于给定温度,其偏差值使蒸汽阀门开大,进入热交换器的蒸汽量加大,热水温度升高,直至偏差为零。如果由于某种原因,冷水流量加大,则流量值由流量计测得,通过温度控制器,开大阀门,使蒸汽量增加,提前进行控制,实现按冷水流量进行顺馈补偿,保证热交换器出口的水温不发生大的波动。其中,热交换器是被控对象,实际热水温度为被控量,给定量〔希望温度在控制器中设定；冷水流量是干扰量。系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量及各部件的作用,画出系统方框图。解加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比,Uc增高,炉温就上升,Uc的高低由调压器滑动触点的位置所控制,该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较,得出偏差电压Ue,经电压放大器、功率放大器放大成au后,作为控制电动机的电枢电压。在正常情况下,炉温等于某个期望值T°C,热电偶的输出电压Uf正好等于给定电压Ur。此时,Ue=Ur-Uf=0,故U1=Ua=0,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上,使Uc保持一定的数值。这时,炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降<例如炉门打开造成的热量流失>,则出现以下的控制过程,控制的结果是使炉膛温度回升,直至T°C的实际值等于期望值为止。系统中,加热炉是被控对象,炉温是被控量,给定量是由给定电位器设定的电压ru〔表征炉温的希望值。系统方框图见下图。注意:方框图中被控对象和被控量放在最右边,检测的是被控量,非被控对象.第二章2-2设机械系统如图2—57所示,其中xi为输入位移,xo为输出位移。试分别列写各系统的微分方程式及传递函数。解：①图
：由牛顿第二运动定律,在不计重力时,可得2-6若某系统在阶跃输入r=1时,零初始条件下的输出响应c=1-e-2t+e-t,试求系统的传递函数和脉冲响应。2-8在图2-60中,已知G和H两方框相对应的微分方程分别是且初始条件均为零,试求传递函数及C/R及E/R。2-9求图2-53所示有源网络的传递函数Uo/Ui2-11已知控制系统结构图如图2-55所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C/R。解：第三章3-3已知二阶系统的单位阶跃响应为h=10−12.5e−1.2tsin<1.6t+53.1o>试求系统的超调量σ％、峰值时间ｔp和调节时间ｔs。解：或：先根据c求出系统传函,再得到特征参数,带入公式求解指标。3-6设图3-46是简化的飞行控制系统结构图,试选择参数K１和Kt,使系统ωn＝６、ζ＝１。分析：求出系统传递函数,如果可化为典型二阶环节形式,则可与
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二阶环节相对照,从而确定相应参数。解对结构图进行化简如图所示。3-10已知系统的特征方程,试判别系统的稳定性,并确定在右半s平面根的个数及纯虚根。解：=0列劳思表:S511232S432448S30S248S0辅助方程,S24辅助方程求导：S048系统没有正根。对辅助方程求解,得到系统一对虚根。列劳思表：系统不稳定。3-12已知系统结构图如图所示。试用劳思稳定判据确定能使系统稳定反馈参数τ的取值范围。解：系统的开环传递函数为：所以τ>0。3-13已知单位反馈系统的开环传递函数:G=〔3试求输入分别为r=2t和r=2+2t+t2时,系统的稳态误差。〔1因为是二阶系统,且系数大于零,所以系统稳定。〔3应先检查系统的稳定性。第四章4-2已知开环零、极点分布如图4-28所示,试概略绘出相应的闭环根轨迹图。另附其他地方例题：4-3设单位反馈控制系统开环传递函数如下,试概略绘出相应的闭环根轨迹图<要求确定分离点坐标d>。4-5设单位反馈控制系统的开环传递函数如下,要求：确定产生纯虚根的开环增益值。4-8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如果改变反馈通路传递函数,使H=1+2s,试判断H改变后的系统稳定性,研究由于H〔s改变所产生的效应。第五章5-2若系统单位阶跃响应c=1-1.8e-4t+0.8e-9t,试确定系统的频率特性。5-8绘制下列传递函数的对数幅频渐近特性曲线〔2〔1〔25-17根据题5-8所绘对数幅频特性渐进曲线,近似确定截止频率ωc,并由此确定相角裕度γ的近似值。5-9已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线如图所示,试确定系统的开环传递函数。〔右图中的10000→100,100→1<2>系统的开环脉冲传递函数：特征方程为：令并运用劳斯判据,可知系统不稳定。
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