自动控制原理 课后习题及答案.pdf

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第一章绪论

1-1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.

解答：1开环系统

(1)优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作

用能预先知道时，可得到满意的效果。

(2)缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，

外来未知扰动存在时，控制精度差。

2闭环系统

⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量

偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。

它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。

⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。

1-2什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例

说明之。

解答将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。

：

闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证

明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉

子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。

1-3试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非

线性，定常，时变）？

d2y(t)dy(t)du(t)

234y(t)56u(t)

（1）dt2dtdt

（2）y(t)2u(t)

dy(t)du(t)

t2y(t)4u(t)

（3）dtdt

dy(t)

2y(t)u(t)sint

（4）dt

d2y(t)dy(t)

y(t)2y(t)3u(t)

（5）dt2dt

dy(t)

y2(t)2u(t)

（6）dt

du(t)

y(t)2u(t)35u(t)dt

（7）dt

解答：（1）线性定常（2）非线性定常（3）线性时变

（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常

（7）线性定常

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1-4如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为

进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。

试说明该系统的工作原理并画出其方框图。

Q1

Q2

题1-4图水位自动控制系统

解答：

(1)方框图如下：

给定水位实际水温

浮子杠杆阀门水箱

⑵工作原理：系统的控制是保持水箱水位高度不变。水箱是被控对象，水箱

的水位是被控量，出水流量Q2的大小对应的水位高度是给定量。当水箱水位

高于给定水位，通过浮子连杆机构