自动控制原理及应用各章习题清华董红生

习 题

1-1 什么是自动控制？什么是自动控制系统？ 1-2 试比较开环控制和闭环控制的优缺点。

1-3 自动控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？ 1-4 简述反馈控制系统的基本原理。 1-5 简述对自动控制系统基本要求。

1-6 试举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的实例，并说明它们的工作原理。 1-7 液位自动控制系统如图1-19（a）所示，试说明系统工作原理。若将系统的结构改为图1-19（b）图，对系统工作有何影响？

(a) (b)

图1-19 习题1-7

1-8 家用电冰箱的恒温控制系统如图1-20所示，试画出系统原理框图。

M蒸发器压缩机△Uua冷却器K控制器冰箱继电器

图1-20 习题1-8

1-9 某仓库大门自动控制系统的原理如图1-21所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理框图。

1-10 导弹发射架方位随动控制系统如图1-22所示，试说明系统工作原理，并画出系统原理框图。

图1-20 习题1-8

UrUcUanUfθ

图1-21 习题1-10

习 题

2-1 试建立如图2-39所示电路的微分方程。

CR1RRur(t)C1R2uc(t)ur(t)Cuc(t)C2（a）（b）

图2-39 习题2-1

2-2求下列函数的拉普拉斯逆变换。

s?1（1）F(s)?

(s?2)(s?3)1（2）F(s)? 3s(s?2)(s?3)s?1（3）F(s)?

s(s2?2s?2)?C(s)22-3设系统传递函数为，初始条件c(0)??1，c(0)?0，试求单位?R(s)(s?1)(s?2)阶跃信号作用时，系统输出响应c(t)。

2-4若某系统在单位阶跃输入信号时，零初始条件下的输出响应c(t)?1?e?2t?e?t，试求系统的传递函数。

2-5使用复阻抗法写出如图2-40所示有源电路的传递函数。

C1R2 R0R1 ??R0 ?ur(t)?????uc(t)

图2-40 习题2-5

2-6 已知系统方程组如下：

?X1(s)?G1(s)R(s)?G1(s)[G7(s)?G8(s)]C(s)?X(s)?G(s)[X(s)?G(s)X(s)]?22163 ?X(s)?[X(s)?C(s)G(s)]G(s)3253???C(s)?G4(s)X3(s)C(s)试绘制系统结构图，并求闭环传递函数。

R(s)2-7 在如图2-41所示系统中，已知G(s)和H(s)两方框对应的微分方程分别是

C(s)dc(t)db(t)6?10c(t)?20e(t)，20?5b(t)?10c(t)，且初始条件均为零，试求传递函数

R(s)dtdtE(s)及。 R(s)R(s)10B(s)E(s)G(s)C(s)-H(s)

图2-41 习题2-7

2-8 试用动态结构图的等效变换化简如图2-42所示系统，并求出传递函数

R(s)-C(s)。 R(s)C(s)G(s)C(s)R(s)-++G1(s)-H1(s)H3(s)G2(s)H2(s)H(s)(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

图2-42 习题2-8