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1、第一章 自动控制的一般概念1如图所示为液面自动控制系统示意图。在任何情况下，希望液面高度维持不变。要求（1）说明系统的控制方式及工作原理；（2）画出系统原理方框图；（3）指出被控对象，被控量，测量元件，干扰。2如图所示为直流电动机转速的控制系统图，在系统受到扰动的情况下（如负载变化），希望电机转速维持不变。要求（1）说明系统工作原理；（2）画出系统原理方框图，说明控制方式；（3）指出被控对象、给定量。3下图为仓库大门控制系统原理示意图，试说明大门开闭的工作原理，控制方式；并画出系统的方块图，指出被控对象、被控量、控制装置、给定元件、测量元件、比较元件、放大元件。第二章 数学模型1.求图2-1所
2、示系统输入为，输出为时的传递函数 （a） （b）图2-1 无源电网络2由运算放大器组成的有源网络如下图所示，用复阻抗法写出传递函数（a）（b）图-有源网络3.如图2-3所示电枢控制式直流电动机，试以为输入量，为输出量的建立微分方程。图2-3 电枢控制式直流电动机其中：是电动机电枢输入电压，是电动机输出转角，是电枢绕组的电阻，是电枢绕组的电感，是流过电枢绕组的电流，是电动机感应电势，是电动机转矩，是电动机及负载折合到电动机轴上的转动惯量，是电动机及负载折合到电动机轴上的粘性摩擦系数。4、画出下列RC电路的方框图。图2-4 一阶RC网络5. 系统如图2-5所示 图2-5 系统结构图 求： (1)=
3、？， (2)C(s)=？， (3)=， (4)=？6.求图2-6所示系统的闭环传递函数C(S)/R(S)。图2-6 结构图7求图2-7系统的闭环传递函数。(a) （b）图2-7 结构图8 电路如图2-8所示，以为输入量，为输出量,试列出网络微分方程式。 图2-8 电路图9求图2-9中系统的闭环传递函数。图2-9 信号流图第三章： 时域分析法1温度计的传递函数为。现用该温度计测量某容器中的水温，发现经1分钟后才能指示出实际水温的96%，问：（1）该温度计的指示从实际水温的10%变化到90%所需的时间是多少？（2）如果给该容器加热，使容器内水温以0.1的速度均匀上升，当定义时，温度计的稳态指示误差
4、有多大？2已知传递函数，今欲采用加负反馈的方法，将过渡时间ts减小为原来的0.1倍,并保证总放大系数不变,确定参数Kh和K0的数值。图3-1 系统结构图3典型二阶系统的单位阶跃响应曲线如图3-2所示，试确定系统的闭环传递函数。 图3-2 阶跃响应曲线4.系统方框图如图3-33所示，要求超调量，峰值时间，求与。5单位负反馈系统，如图所示： 图3-4 系统结构图（1）确定系统特征参数与其实际参数的关系,（2）若K=16,T=0.25,计算系统的动态性能指标超调量和调节时间。6. 控制系统方块图如图所示：图3-5 系统结构图（1）当=0时，求系统的阻尼比，无阻尼自振频率和单位斜坡函数输入时的稳态误差
5、；（2）当=0.7时，试确定系统中的值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差； 7.设单位负反馈系统的开环传递函数，若系统以=2 rad/s频率持续振荡，试（用劳斯判据）确定相应的K和a的值。8设单位负反馈系统的开环传递函数为试用劳斯稳定判据确定系统稳定时K的取值范围。9单位负反馈系统的开环传递函数为a)试确定使系统稳定的开环增益、阻尼比的范围。b)若，c)并保证系统的极点全部位于的左侧，d)试确定此时的开环增益的范围。 10设单位反馈系统的开环传递函数为，（1）求系统的静态位置误差系数,静态速度误差系数,静态加速度误差系数；（2）计算当输入信号为，和时系统的稳态误差。11控制系统的框图如图3-6
6、所示。已知r(t)=n(t)=1(t)。分别求系统在给定输入下和扰动输入下的误差传递函数，并求系统总的稳态误差。图3-6 结构图14.设控制系统如下图所示，其中输入信号r(t)=t,扰动信号n(t)=1(t),试计算该系统的稳态误差。图3-7 结构图第四章 根轨迹1应用根轨迹法确定如图4-1示系统无超调响应的值范围。2 设负反馈系统的开环传递函数为试绘制该系统的根轨迹图。 3已知系统的开环传递函数为（1）绘制系统的根轨迹图；（2）为使系统的阶跃响应呈现衰减振荡形式，试确定值范围。4设一单位负反馈系统的开环传递函数为（1） 试绘制系统的根轨迹图，并判断其闭环稳定性。（2） 若不稳定，试设计一个串
7、连校正装置，使其闭环稳定。5已知单位反馈系统的开环传递函数为，要求系统的闭环极点有一对共轭复极点，其阻尼比为。试确定开环增益，并近似分析系统的时域性能。6某单位负反馈系统的开环传递函数为： ， 试绘制系统的根轨迹。7. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 试绘制以为参变量的参量根轨迹的大致图形。第五章 频率特性1已知单位反馈系统的开环传递函数，当输入信号频率，振幅时，求系统的稳态输出和稳态误差。2已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试绘制系统的开环对数幅频特性曲线和开环对数相频特性曲线。3、已知系统的开环传递函数为，、均大于零，试用奈氏判据判断系统的稳定性。5、已知开环传递函数和相应的开环幅相
8、曲线如下图所示，试根据奈氏判据判别闭环系统的稳定性。图5-1乃氏曲线图6. 设一单位反馈系统开环对数幅频特性如图5-2所示(最小相位系统)。(1)写出系统的开环传递函数；(2)判别系统的稳定性；(3)如果系统是稳定的，则求时的稳态误差。图5-2 开环对数幅频特性7、已知单位反馈系统的开环传递函数为：，求使相位裕度等于的b值。8、已知单位负反馈的最小相位系统，其开环对数幅频特性曲线如图5-3所示，（1）求开环传递函数；(2)计算系统的相角裕度，并判断系统的稳定性。图5-3 开环对数幅频特性10. 已知最小相位系统Bode图的渐近幅频特性如图所示，求该系统的开环传递函数。图5-8 开环对数幅频特性
9、11.某系统的结构图和Nyquist图如图5-9(a)和(b)所示，图中 试判断闭环系统稳定性，并决定闭环特征方程正实部根的个数。 图5-9 结构图及乃氏图12. 某最小相位系统的渐近对数幅频特性曲线如图5-10所示，试求在时，系统的稳态误差和相角裕度的值。图5-10 开环对数幅频特性第六章 控制系统的综合校正1.已知一系统原有的特性为，校正装置的特性为，（1） 画出原系统和校正装置的对数幅频特性。（2） 当采用串联校正时，求校正后系统的开环传递函数，并计算其相角裕度。2.已知某控制系统的开环传递函数为，要求静态速度误差系数，试求：（1）系统的开环增益K值的大小。 （2）在所给的坐标图上画出原
10、系统的对数幅频特性曲线；计算截止频率的大小；及其相角裕度；判断系统稳定（稳定程度）情况。（3）当采用串联校正时，其校正装置的传函为，求校正后系统的开环传递函数。（4）画出系统的对数幅频特性曲线，说明是超前还是滞后校正；并根据三频段的概念判断系统的那些性能指标得到改善？3、已知一单位反馈系统，原有的开环传递函数和串联校正装置的对数幅频渐近曲线如图6-1所示，（1）在图中画出系统校正后的开环对数幅频渐近曲线；（2）写出校正后系统开环传递函数表达式；（3）分析对系统的作用。图6-1 对数幅频特性4.某一单位反馈系统的开环传递函数为，设计一个超前校正装置，使校正后系统的静态速度误差系数，相位裕度，增益裕度不小于10dB。5、系统如图6-2示，（1）求Gc(S)，使n(t)对c(t)无影响。（2）设K1为常量，试确定K2值，使系统在满足（1）的条件下具有最佳阻尼比。图6-2 结构图第七章 非线性1.若二阶非线性系统的微分方程为（1）（2）（3）试求系统的奇点及类型。2.设某二阶非线性系统方框图如图所示，其中及，试画出输入信号时系统相轨迹的大致图形，设系统原处于静止状态。 图7-1 非线性系统结构图3.设某非线性系统如图7-2所示，试确定其自振荡的振幅和频率。 图7-2 非线性系统结构图4、确定二阶非线性运动方程的奇点及其类型。
