11什么是开环控制系统

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1、第1章绪论1.1什么是开环控制系统？什么是闭环控制系统？它们各有什么优缺点？1.2闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用？1.3图1.1是一个简单的水位控制系统。⑴试说明它的工作原理;⑵指出系统的被控对象、被控量、给定量（输入信号）;⑶画出系统工作原理的方框图。图1.1题1.3图1.4图1.2为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统工作流程图。图1.2题1.4图1.5图1.3所示为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度

2、的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统工作流程图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？图1.3题1.5图第2章动态系统的数学描述2.1什么是系统的数学模型？大致可以分为哪些类型？2.2系统数学模型的获取有哪几种方法？2.3通过机理分析法建立对象微分方程数学模型的主要步骤有哪些？2.4试分别写出下述典型环节的时域和复域的输入输出模型：放大环节、一阶惯性环节、积分环节、二阶振荡环节、超前—滞后环节、微分环节、纯滞后环节、PID环节。2.5根据图2.1所示的RC电路

3、，求出该电路的传递函数。图2.1题2.5图2.6试用拉氏变换终值定理求函数f(t)的终值，f(t)的拉氏变换式如下：(1)(2)要求通过取F(s)的拉氏反变换，并令来证明其计算结果。2.7设系统的微分方程模型为：试求：（1）系统的传递函数；（2）写出系统的状态方程2.8设描述系统的微分方程为：试求：（1）系统的传递函数；（2）写出系统的状态方程，并画出其状态变量图。2.9设系统由微分方程(1)(2)求出系统的状态空间模型的表达式。2.10系统由下列状态空间表达式描述试求系统的传递函数。2.11应用MATLAB语言

4、编程实现传递函数到其零极点模型和状态空间模型的转换。第3章控制系统的数学模型3.1求图3.1所示系统的传递函数。图3.1题3.1图3.2在图3.2中，方块之间的基本连接形式有哪几种？从这几种基本连接形式出发，可归纳出哪些方块图的基本运算法则？X(s)Y(s)图3.2G(s)H(s)))X(s)F(S)+Y(s)Z(s)-E(s)图3.33.2试求图3.3所示方块图的传递函数，3.3已知系统的方块图如图3.4所示___R(s)C(s)图3.4(1)试通过方块图的等效变换，求出(1)试画出相应的信号流图，并运用梅逊公

5、式，求得3.4系统方块图如图3.5所示---R(s)C(s)图3.5(1)通过方块图等效变换，求出(2)画出系统的信号流图，由梅逊公式求出系统总增益P3.5求图3.6所示系统的传递函数。图3.6题3.5图3.6求图3.7所示系统的传递函数。图3.7题3.6图3.7求图3.8所示结构图的传递函数。图3.8题3.7图3.8试用梅逊公式求取图3.9所示信号流图所代表的传递函数。图3.9题3.8图3.9系统的信号流图如图3.10所示，求传递函数。图3.10题3.9图第4章经典的控制工程数值与计算工具4.1什么是系统频率响

6、应？什么是幅频特性？什么是相频特性？什么是频率特性？4.2频率特性与传递函数的关系是什么？试证明之4.3什么是典型环节？4.4Nyquist稳定判据的主要内容是什么？简述频率稳定判据的主要特点4.5什么是系统的幅稳定裕度、相稳定裕度？其各自的物理含义是什么？4.6已知单位反馈系统的开环传递函数为G(s)=,当系统的输入r(t)=sin10t时,闭环系统的稳态输出为，试求参数K与T的数值4.7若系统单位阶跃响应为试求系统的频率特性。4.8已知单位反馈系统的开环传递函数为当系统的给定信号为(1)(2)4.9设系统的开

7、环幅相频率特性如图4.1所示，写出开环传递函数的形式，判断闭环系统是否稳定。图中p为开环传递函数右半平面的极点数。图4.1题4.9图4.10已知最小相位系统开环对数幅频特性如图4.2所示。试写出其传递函数图4.2题4.10图4.11某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图4.3所示，试写出系统的开环传递函数。图4.3题4-11图4.12已知单位反馈系统的开环传递函数如下所示，试绘制对数幅频特性渐近曲线：（1）；（2）20lgG/dB-20lgG/dB-40lgG/dB-60lgG/dB10400.14.13已知最

8、小相位开环系统的渐近对数幅频特性曲线如图4.4所示，试：(1)求取系统的开环传递函数；(2)利用稳定裕度判断系统稳定性；(3)如果要求系统具有的稳定裕度，试确定开环放大倍数应改变的倍数。4.14已知以单位负反馈系统的开环对数幅相频率特性如图4.5所示(最小相位系统)。试求：(1)系统的闭环传递函数；(2)若输入，求系统的瞬态响应。图4.5题4.14图4.15试应用MATL