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吉林大学网络教育学院
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2 S; \& V' I: S1 f2 N5 s* t
K7 W" R: X) T4 i
5 U' b Q+ g0 Z/ j- ?) p2019-2020学年第二学期期末考试《自动控制原理》大作业
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学生姓名 专业 , Q) c$ Q% w3 P# r/ g6 L
层次年级 学号
- D; R7 m8 o& x学习中心 成绩
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年 月 日% I1 \( @+ y; I* i) N( d# ~. a
作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。
/ Y+ m# K0 |: k- l: F+ C& b
5 q( B) F2 T- j1 [& {7 a一 综合题 (共3题 ，总分值30分 )5 v7 @7 J! r0 L3 j0 X
1. 已知下列系统开环传递函数（参数K，T，Ti>0；i=1，2，…，6）：7 r7 v, i+ q2 c: [. H" H, O$ E' V
3 j0 k% v+ F J" S
$ n6 w# ~- [. P5 X
其系统开环幅相曲线分别如图（1）～（10）所示，试根据奈氏判据判定各系统的闭环稳定性，若系统闭环不稳定，确定其s右半平面的闭环极点数。 （10 分）* v1 o# t4 q* @1 v, \$ t
2. 设单位反馈控制系统的开环传递函数
' J* Y% c- i9 J1 l
+ k1 j8 V, ^% p$ u2 x& D要求： $ F2 ^4 R9 V9 C+ {" M6 d u
(1) 画出准确根轨迹(至少校验三点)； : K) Y. }+ [1 _0 c
(2) 确定系统的临界稳定开环增益Kｃ； + F8 y9 d+ c' R+ w
(3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K。* O. E/ @/ E9 t: }. Z, w
（10 分）2 Y$ \# E9 L9 }! @5 k6 }( k4 z
3. 试用等倾线法证明
; z- G& V1 x: v! D& L G6 S4 {1 N6 t9 H5 K$ A7 i
相轨迹中有两条过原点直线，其斜率分别为微分方程的两个特征根。 （10 分）
; S, ?5 a$ ?" B3 s2 [8 w7 w }: S3 _, C" U
二 作图题 (共6题 ，总分值60分 ). ^; g9 G+ Y( Y( Y9 H
4. 已知单位反馈控制系统开环传递函数如下，试概略画出相应的闭环根轨迹图(要求算出起始角θpi)： # g- _- b$ |+ b$ B( B
（10 分）- J& [6 o6 ?2 q. T2 p. U
5. 设二阶控制系统的单位阶跃响应曲线如图所示。如果该系统为单位反馈控制系统，试确定其开环传递函数。. O0 Z- N. f( W- {( m0 w
（10 分）
0 ~5 B( j% {5 v- V6. 试绘制 的相轨迹（T>0，M>0）。 （10 分）
" n7 |4 e2 i7 i9 e- ~7. 设热水电加热器如图所示。为了保持希望的温度，由温度开关接通或断开电加热器的电源。在使用热水时，水箱中流出热水并补充冷水。试说明系统工作原理并画出系统原理方框图。 （10 分）
9 ? s3 \) a4 V8. 已知开环零、极点分布如图所示，试概略绘出相应的闭环根轨迹图。 , K0 N* D1 E7 L) p( b
（10 分）
: C; {2 l/ M3 G" W5 Q R9. 液位自动控制系统原理图如图所示。在任何情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理，并画出系统原理方框图。
8 g9 r1 k. q& [: |0 [4 ] R9 J5 o& D/ u9 Q
（10 分）
. L# J, d: ~: O# j5 s4 I- N$ a& R# r2 ~5 L; e
三 计算题 (共2题 ，总分值10分 )" _7 j1 {4 V" c U7 j& L6 j) u
10. 由运算放大器组成的控制系统模拟电路如下图所示，试求闭环传递函数Uo(s)/Ui(s)。
, S# S/ n u7 V+ @$ ? （5 分）
4 |& T0 c* B& C3 C( `# U* k11. 已知控制系统结构图如下图所示。试写出系统在输入r(t)、扰动n(t) 分别作用下输出C(s)的表达式，以及系统在输入r(t)、扰动n(t)同时作用下输出C(s)的表达式。 （5 分）
+ ~* z8 G# \/ N; n, v1 p; y- c" B$ x2 i% L
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发表于 2020-9-8 10:31:45
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发表于 2020-9-8 10:47:13
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