热工控制系统习题集及答案

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1、第13页共13页热工控制系统习题集第一章、自动控制的基本概念1－1、什么叫系统的静态和动态？什么是系统的动态特征？1－2、衡量自动调节系统的优劣的标准是什么？1－3、针对图1－2所示的给水调节系统，说明调节系统的输入、输出量与调节对象的流入、流出量的区别。1－4、举出几个家用电器中采用自动调节的例子，并分析它们的工作原理。1－5、为什么测试对象的动态特性最常使用阶跃函数作为输入？1－6、使用静态、动态的概念，说明测量人的体温时为什么要将体温计放在腋下5分钟以上的时间？1－7、判别下列微分方程所代表的调节系统是线性还是非线性的，

2、x为输入、y为输出。（1）、（2）、（3）、1－8、自动调节系统由哪几部分组成？自动调节装置由哪几部分组成？构成自动调节装置各部分的职能是什么？1－9、开环调节系统和闭环调节系统各有什么特点？1－10、负反馈调节系统的动态特性有哪几种情况？系统产生振荡的主要原因是什么？第二章、控制系统的传递函数与基本环节2－1、某系统的微分方程为：其中y(t)为系统的输出，x(t)为系统的输入，写出其传递函数。2－2、图2－1所示的微分电路，试证明它的传递函数为图2－1微分电路2－3、图2－2为一滞后校正回路，图2－3为DDZ－Ⅱ型调节仪表中

3、DTL调答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html第13页共13页节器PID反馈回路的微分部分，且有R1

4、减震器粘性摩擦系数为f。拭求系统的传递函数，x2为车箱位移，x1为路面函数。图2－5减震系统图2－7图2－692－6、推导图2－6所示弹簧－液压装置的传递函数。x、y(均为位移量)分别为输入量与输出量。2－7、推导图2－7所示系统的传递函数。2－8、某环节的传递函数为答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html第13页共13页，画出单位阶跃扰动下的响应曲线。2－9、用方框图等效简化的方法求图2－8(a)和(b)所示的调节系统的传递函数。图2－8（

5、b）图2－8（a）2－10、如图2－9所示的双容液箱方框图，q为流入量，q2为流出量，q1是前置液箱到主液箱的流量，h1和h2分别为前置液箱和主液箱的液位高度。拭用方框图等效简化方法求传递函数。图2－9双容液箱方框图2－11、图2－10为电动调节器的反馈网络，拭推导其传递函数。图2－10PID调节器反馈网络2－12、风洞中飞机俯仰控制系统的方框图如图2－11所示，图中θ0为俯仰角，θi为驾驶员输入信号，拭用方框图简化的方法求系统的闭环传递函数。答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_

6、3fb788630100muda.html第13页共13页图2－11飞机俯仰控制系统方框图2－13、拭用方框图简化的方法和梅森公式分别求下图所示的传递函数。第三章、控制对象的动态特性3－1、为什么要研究调节对象的动态特性?3－2、什么叫内扰？什么叫外扰？3－3、用试验法测得锅炉主蒸汽温度θ在喷水量Wb阶跃扰动下得响应曲线，如图3－1所示，求其传递函数。图3－2给水阶跃扰动响应曲线图3－1主蒸汽温度响应曲线3－4、图3－2为某汽包锅炉给水流量W阶跃扰动下的水位响应曲线，求传递函数。3－5、如图3－3所示，分别为线性弹簧、阻尼器和

7、机械平移系统，设输入信号为作用力f(t)，输出为位移x(t)答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html第13页共13页，写出它们的传递函数，并列出相似参量和变量。图3－3习题3－5图第四章、自动控制系统的时域分析4－1、系统的特征方程如下，用劳斯判据判定每个系统的稳定性。(a)(b)(c)(d)4－2、图4－1表示采用比例积分调节器的调节系统，为使该系统稳定，调节器的参数Kp和Ti之间应有什么关系？并在Kp－Ti坐标平面上表示这两个参数的取值范

8、围。图4－1比例积分调节器方框图4－3、调节系统如图4－2所示，要求按照下列两组参数值分别求该系统的单位阶跃响应，并画出阶跃响应曲线，在s平面上表示该系统极点的位置。(a)、k=4，a=6；(b)、k=4，a=2。图4－2调节系统方框图4－4、在图4－2所示的系统中，求当k=