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吉林大学网络教育学院2 c0 \+ P5 Y9 ]/ L5 r+ P/ q
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6 U( f' @! K2 d* |% _/ }" v2020-2021学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业% J3 V* o3 T! @& O
' i8 |; C4 i4 ?7 m" F6 \5 r学生姓名 专业
4 i% E0 A* p/ D! h: {8 ] z层次年级 学号
/ [& o1 B) U Q. s4 H学习中心 成绩
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' l. j: `6 i4 P9 C& i+ @+ ^9 b/ b 年 月 日
3 C/ U# x7 v& v$ o* A诚信考试承诺书1 Y/ }# |7 a2 ~- R: I) k- L
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。) @# w$ W# J ~" y% w' p
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。- l4 `& N x- Y6 I" _" _
如违反上述承诺，由本人承担相应的结果。6 R: O7 b8 B+ c
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6 h$ t6 v" K5 s承诺人：（本人手写签字）8 q$ S! f$ x6 ]2 t+ ]$ ?
日 期：" S- x8 D: \$ d0 V
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自动控制原理( n) ]5 y/ e, I* _! x% W
+ `$ J/ T2 s. g6 C
一 作图题 (共7题 ，总分值70分 )& F j3 F( V4 q0 ^
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。
6 i% J" W1 U# S- K" _
5 Y0 p: ] z9 z（10 分）
& J. k8 ^& g6 v1 z1 { [7 e; V2 X* f* g9 |; s3 d. G- w
: z( ?8 Z# K% l& t
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）/ f0 A7 x( ]; |5 T. Y+ V' ^" S
答：
9 A g5 |' @5 [" Z4 R6 G% {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。
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0 O( M% ~. a) T+ f2 t' |电加热器系统方框图
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( w/ M& R4 N# g {2 l6 m# P2 v: |" f" J) Z! b
3. 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。 % L, W; a% A/ G" Z
（10 分）1 C# e& J4 e; R$ y
答：5 P# G" k: m6 L- j
2 v' m0 J+ O* D! A4. 试绘制 的相轨迹（T>0，M>0）。 （10 分）+ o3 I+ t3 D% i' w+ j' C/ `% p
9 ~ d( S, \8 {! K2 K" H$ x5. 单位反馈控制系统的开环传递函数为
/ x* ]& f7 B8 e- Y( N! n1 ]1 m
, I% P$ Q( e2 w2 Z& G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）
% G+ e! h# I% j& X " e1 ~& C+ E2 M
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)：
+ g+ s1 d: G. W. J. x （10 分）# r- }2 H/ b: d
（1） 8 }, H6 t8 {; {; E& l1 J2 I
& ]- E& O: X# C4 I: n2 o（2）% _) |( S; ? o' C2 d+ g' H
( o+ } C m7 J2 r+ s+ p- i
（3）
n! N" `7 l8 r% E7 W- Z* |1 E 1 L7 F3 ?# a4 J3 B# `! ?5 [" P7 n D
8 z, K6 }" }8 }/ |" d4 A
- V: i" }; n# a6 u( k5 @+ K* Z7 X
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）- x" g5 k; _7 R$ k/ V% U' F9 Y9 U
3 Y1 ?# e2 c2 ?! i" f0 p
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5 J5 T6 Q4 \3 r! w3 d二 计算题 (共1题 ，总分值15分 )
, L. Q8 p% E; k. Q) A8. 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）
: P+ i; o! I$ `2 P（a）" C9 g. n* i, o2 k4 ]0 G
: \9 z+ H, l% g! v2 U/ y& k
（b）
7 ^1 u( T# P/ W$ R9 {* s5 | ! i5 j2 H+ o$ q: _+ N
（c）( l( T* w. j( R6 e. w* E
( c; m" K/ @$ j4 G P5 y（d）5 @% w5 y+ `6 K
8 h6 g1 E- r+ E( s
5 _. _9 c5 K; h( R0 R
) l- w8 u$ {+ G7 d3 _3 R! }
# n2 n3 L9 k2 R
三 综合题 (共1题 ，总分值15分 )
( p7 Y# S* G0 u: |" c4 e$ s9. 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。
% V1 q" H# B5 X* J- f9 D （15 分）
6 C) b8 i8 R3 q ) \# w" v) Q$ \4 N7 f
τ＞0# B# v: Z: P: Z, A/ `) r( p G, L( t
所以系统稳定。
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发表于 2021-2-14 22:53:34
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