吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院



       
2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末考試《自動控制原理》大作業(yè)

學(xué)生姓名                 專業(yè)           
層次年級                 學(xué)號           
學(xué)習(xí)中心                 成績           
           


            年   月   日
誠信考試承諾書
吉林大學(xué)2020-2021學(xué)年第一學(xué)期網(wǎng)絡(luò)教育大作業(yè)課程考核要求：務(wù)必學(xué)生本人通過在線學(xué)習(xí)平臺完成大作業(yè)課程考核，下載課程考核試卷并進行A4紙打印，根據(jù)考核題目要求，嚴格按照題號順序在試卷上獨立手寫完成；試卷答題不得打印、復(fù)印、抄襲，如出現(xiàn)打印、復(fù)印、抄襲等情況均按“零分”處理。
   本人鄭重承諾：我已仔細閱讀并認真遵守網(wǎng)院關(guān)于大作業(yè)課程考核的有關(guān)規(guī)定，保證按規(guī)定程序和要求完成大作業(yè)考核，保證我向網(wǎng)院呈交的課程作業(yè)，是我本人嚴格按照作業(yè)考核要求獨立完成，不存在他人代寫、抄襲和偽造的情形。
如違反上述承諾，由本人承擔(dān)相應(yīng)的結(jié)果。
                  

承諾人：（本人手寫簽字）
                                              日  期：


自動控制原理

一 作圖題 (共7題 ，總分值70分 )
1. 液位自動控制系統(tǒng)原理圖如圖所示。在任何情況下，希望液面高度c維持不變，試說明系統(tǒng)工作原理，并畫出系統(tǒng)原理方框圖。
  
（10 分）


2. 設(shè)熱水電加熱器如圖所示。為了保持希望的溫度，由溫度開關(guān)接通或斷開電加熱器的電源。在使用熱水時，水箱中流出熱水并補充冷水。試說明系統(tǒng)工作原理并畫出系統(tǒng)原理方框圖。   （10 分）
答：
在熱水電加熱器系統(tǒng)中，輸入量為預(yù)置的希望溫度(給定值)，設(shè)為Tr (℃)；輸出量為水箱的實際水溫，設(shè)為T(℃)；被控對象為水箱，擾動信號主要是由于放出熱水并注入冷水而產(chǎn)生的降溫作用。當T(℃)＝Tr (℃)時，電加熱器不工作，此時水箱中水溫保持在希望溫度上。當使用熱水時，由于擾動作用使實際水溫下降，測溫元件感受T(℃)<Tr (℃)的變化，并把這一溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號使溫控開關(guān)工作，溫控開關(guān)接通電源，使水箱中水升溫，直到T(℃)＝Tr (℃)為止。

電加熱器系統(tǒng)方框圖


3. 已知開環(huán)零、極點分布如圖所示，試概略繪出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖。
  （10 分）
答：

4. 試繪制   的相軌跡（T>0，M>0）。 （10 分）

5. 單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
  
試繪出閉環(huán)系統(tǒng)概略根軌跡圖(要求確定分離點坐標d)。 （10 分）

6. 設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試概略繪出相應(yīng)的閉環(huán)根軌跡圖(要求確定分離點坐標d)：
  （10 分）
（1）

（2）

（3）




7. 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為   ，若采用滯后―超前校正裝置   ，對系統(tǒng)進行串聯(lián)校正，試繪制系統(tǒng)校正前后的對數(shù)幅頻漸近特性，并計算系統(tǒng)校正前后的相角裕度。 （10 分）




二 計算題 (共1題 ，總分值15分 )
8. 已知控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。試通過結(jié)構(gòu)圖等效變換求系統(tǒng)傳遞函數(shù)C(s)/R(s)。   （15 分）
（a）

（b）

（c）

（d）




三 綜合題 (共1題 ，總分值15分 )
9. 已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。試用勞思穩(wěn)定判據(jù)確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
  （15 分）

τ＞0
所以系統(tǒng)穩(wěn)定。