吉大21年3月课程考试《自动控制原理》离线作业考核试题

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吉林大学网络教育学院
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2020-2021学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业

  t( b' c4 h0 {2 {$ |学生姓名                 专业           
层次年级                 学号           
学习中心                 成绩           
! O5 ~! b4 Y1 O1 y           

# x. |4 R, o; h+ A. C# n  \  G  p
            年   月   日
诚信考试承诺书
* c6 T6 F+ t7 N6 p; R吉林大学2020-2021学年第一学期网络教育大作业课程考核要求：务必学生本人通过在线学习平台完成大作业课程考核，下载课程考核试卷并进行A4纸打印，根据考核题目要求，严格按照题号顺序在试卷上独立手写完成；试卷答题不得打印、复印、抄袭，如出现打印、复印、抄袭等情况均按“零分”处理。
   本人郑重承诺：我已仔细阅读并认真遵守网院关于大作业课程考核的有关规定，保证按规定程序和要求完成大作业考核，保证我向网院呈交的课程作业，是我本人严格按照作业考核要求独立完成，不存在他人代写、抄袭和伪造的情形。
2 R' j: ^7 D; I# j- W如违反上述承诺，由本人承担相应的结果。
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+ N1 \% g/ o) i) f1 ^4 w6 [$ X2 z
% F0 G, I. B  p4 n) b承诺人：（本人手写签字）
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自动控制原理

1 M# i* x4 A5 |% W* C  X$ M一 作图题 (共7题 ，总分值70分 )
1. 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。
- `% G3 g3 U1 @/ k+ q5 V8 r- I  
' D3 }$ y. e+ S# w（10 分）


2. 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）
答：
9 r0 h! S4 J5 Q0 R7 X$ l- f在热水电加热器系统中，输入量为预置的希望温度(给定值)，设为Tr (℃)；输出量为水箱的实际水温，设为T(℃)；被控对象为水箱，扰动信号主要是由于放出热水并注入冷水而产生的降温作用。当T(℃)＝Tr (℃)时，电加热器不工作，此时水箱中水温保持在希望温度上。当使用热水时，由于扰动作用使实际水温下降，测温元件感受T(℃)<Tr (℃)的变化，并把这一温度变化转换为电信号使温控开关工作，温控开关接通电源，使水箱中水升温，直到T(℃)＝Tr (℃)为止。
0 F! ~1 ?- S! v5 z( I0 i/ l
电加热器系统方框图

3 `- [! ~( r' M# _
  d  k% D- c& {5 r4 z8 Z0 i' Y3. 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。
  （10 分）
/ }. N8 U" s/ l0 X4 j9 `/ h答：
: n/ G" L  B% X5 w
/ j; |# U& D+ Z4. 试绘制   的相轨迹（T>0，M>0）。 （10 分）
" D  f, ?0 \" c6 d! @
5. 单位反馈控制系统的开环传递函数为
  
' J* Y: z( S0 a试绘出闭环系统概略根轨迹图(要求确定分离点坐标d)。 （10 分）
3 F, D3 J) ~1 V8 a: i: [
9 K% J3 i- P# C4 Y0 H& d! ?6. 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)：
1 Q3 \; w0 Q7 E: j; A- |6 z  （10 分）
+ l4 i$ {9 ^# x2 w6 i（1）

8 F: L" g5 D7 X3 t5 }- k（2）
; y! k/ S, }+ L, O
- c* v4 b: r7 I/ T5 P（3）
8 T% A% `' J' W7 e, f: x7 |; c

4 Q7 \1 U6 d: T( i  l% L/ {
2 E* X* x) `/ g7 L, x$ a- u4 [
7. 设单位反馈系统的开环传递函数为   ，若采用滞后—超前校正装置   ，对系统进行串联校正，试绘制系统校正前后的对数幅频渐近特性，并计算系统校正前后的相角裕度。 （10 分）


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7 n  \  v1 ]" [1 @4 i) b
二 计算题 (共1题 ，总分值15分 )
" e  N! k% c9 \& t1 G+ m8. 已知控制系统结构图如下图所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C(s)/R(s)。   （15 分）
) E2 b+ r2 z0 C5 W9 D（a）

8 U6 ^7 M% R; V# c4 p; \- _3 s（b）
8 ?9 d5 h3 @# `+ d; y$ [; q; m9 w
& o# K* O. R+ [. x3 B# `- [（c）

! i/ `2 V8 W4 t  A8 d  j8 ~! S7 j（d）

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4 _( E, ]# }- c5 |. b+ z5 }  W* \
- s, O. k$ H. a. k4 _0 I0 Z三 综合题 (共1题 ，总分值15分 )
9. 已知系统结构图如图所示。试用劳思稳定判据确定系统的稳定性。
( f3 q. L! h; o; k$ M  （15 分）

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( e8 q  b, ]( f- G( p所以系统稳定。