自动控制原理习题答案

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1、《自动控制原理》习题及答案习题11．下列信号分别属于哪种信号：（1）加热炉中某处的温度；（2）每隔1分钟测量一次炉温，测量所得的数据；（3）一张照片上各点的灰度和颜色；（4）经扫描仪扫描并在笔记本电脑屏幕上显示的一张照片上各点的灰度和颜色；（5）电视屏幕上播放的电视节目；（6）DVD视盘上录制的电影信号；（7）电影院中一个扬声器线圈中的电流；（8）电影院中各处的声音；（9）为了得到较可信的心电图，多次测量并记录的曲线。2．讨论下列系统是否是定常系统，是否是线性系统，是否是确定性系统，是否是动态系统，是否是可逆系统，是否是连续系统

2、，是否是单输入单输出系统，是否是一维信号系统：（1）汽车的速度与耗油量的关系；（2）一个在光滑平面上运动的质点的速度与所受合力的关系；（3）火箭的加速度与所受合力的关系；（4）把某河流某处每天的径流量表（输入）中的每月1日的数据另列一个表输出；（5）一个企业的投入产出关系；（6）正在钢丝上表演的杂技演员，输入是全身各肌肉的用力，他既要保持平衡，又不能离开某处；（7）因为心情（输入）舒畅，所以不但身体好了，而且学习也有了进步。3．判断下列系统是否是线性系统？是否是定常系统？其中r(t)和y(t)分别是输入和输出。（1）y(t)=b

3、r(t)；（2）y(t)=tr(t)；（3）y(t)=r&(t)；（4）y(t)=r(2t)；（5）y(t)=r(t)cosωt+5(t≥0)；（6）y(t)=r(t)的虚部；（7）()2()(t≥0)；（8）2；yt=rty(t)=5+r(t)+t&r&(t)（9）y(n)=r(n+1)−r(n−1)；（10）&y&&(t)+3&y&(t)+6y&(t)+8y(t)=r(t)；t⎧0t<6（11）y(t)=3r(t)+6r&(t)+5∫r(τ)dτ；（12）y(t)=⎨−∞⎩r(t)t≥64．讨论下列情况主要是开环机制，还是反

4、馈机制，或是按扰动的前馈机制：（1）“自动控制理论”这门课是自动化专业的基础课，理论性又很强，所以应该更加努力学习；（2）达尔文学说认为，生物的进化是生存竞争和自然选择的结果；（3）“五一”长假耽误了很多时间，所以更应该抓紧时间学习，争取把时间补回来；（4）一分耕耘一分收获；（5）瞄准后射出一发子弹；（6）驾驶汽车；（7）向印刷线路板上安装电子元器件的机械手；1（8）钟表指针的运动；（9）早晨起床，看到窗外别人都加了毛衣，我也穿上毛衣离开了家；（10）到外面一看，觉得不那么冷，就又回家换了一件毛背心；（11）电冰箱的温度控制系统

5、和电烤箱的定时系统（同时回答：它们的给定输入如何设定）；（12）市场经济的一个特点是，商品的价格取决于供求关系。5．函数记录仪是一种通用的自动记录仪，它可r(t)∆u放大电动机与减速以在走纸上画出待记录的输入电压r(t)对时间的函数uf关系。其简化的原理图见图1-28。其中电位器的活动端与记录笔、绳轮机械地连接在一起，被电动机所带动。试简述系统工作原理，画出原理框图，并指出被电位器控对象、控制量、给定输入量等控制要素，说明它可记录笔绳轮归于哪一类系统？6．液位控制系统的三种方案见图1-29。控制的走纸匀速转动目的是保持液位不变［

6、其中图(c)中的杠杆与用水阀同步动作］。试分别简述三个系统的工作原理，画出原理框图，并指出被控对象、控制量、给定输入量、图1-28函数记录仪扰动输入量等控制要素，说明它们各归于哪类系统？如果希望提高液面高度，应采取什么措施？7．图1-30表示一个电加热炉温度控制系统。试画出原理框图并指出各控制要素。8．小麦在磨粉前，需要加入一定的水，以利于磨粉作业。图1-31是湿度控制系统。试画出原理框图并指出各控制要素。进水阀杠杆浮子和杠杆BA进水阀进水阀浮子杠杆电位器水箱水箱放大,电动机,减速水箱用水阀用水阀用水阀（a）（b）（c）图1-2

7、9水位控制系统2热电偶电动调节阀水放大电动机,减速电阻丝⊗电炉~220V螺旋推进器湿度检测湿度给定调节器图1-30电加热炉图1-31湿度控制系统9．图1-32表示轮船或飞机的自动驾驶系统，其功能是使航向保持在给定的航向上。试指出各控制要素，并说明这是一个什么系统？10．图1-33是造纸过程中的线速度和张力控制系统，其功能是使在卷纸过程中纸的线速度和张力保持一定，以免纸的撕裂或堆积。试画原理框图并指出各控制要素。11．图1-34是面包烘烤控制系统，其功能是使面包烘烤恰到好处。试画原理框图并指出各控制要素。期望航向调节器放大,驱动电

8、动机,减速船舵或飞机尾翼轮船或飞机实际航向航向检测图1-32自动驾驶系统电控制动器速度传感器卷纸轴电动机烘烤箱角度传感器活动臂速度给定调节器驱动传送带⊗重物温度检测放大调节器角度给定温度给定调节器驱动电动机图1-33卷纸的线速度和张力控制系统图1-34面包烘烤控