2020 自动控制原理及案例分析(四川大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-09-14到2021-07-31

第1章 课程介绍及绪论 第1章单元测验

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 问题:下列系统中属于开环控制的为（）
选项：
A:自动跟踪雷达
B:无人驾驶车
C:普通车床
D:家用空调器
答案: 【普通车床】

2、 问题:2.下列系统属于闭环控制系统的为
选项：
A:自动流水线
B:传统交通红绿灯控制
C:普通车床
D:家用电冰箱
答案: 【家用电冰箱】

3、 问题:下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是
选项：
A:稳定性
B:复现性
C:快速性
D:准确性
答案: 【复现性】

4、 问题:下列不是自动控制系统基本方式的是
选项：
A:开环控制
B:闭环控制
C:前馈控制
D:复合控制
答案: 【前馈控制】

5、 问题:下列不是自动控制系统的基本组成环节的是
选项：
A:被控对象
B:被控变量 
C:控制器
D:测量变送器
答案: 【被控变量 】

6、 问题:下列系统中属于开环控制的为（）

选项：
A:自动跟踪雷达
B:无人驾驶车
C:普通车床
D:家用空调器
答案: 【普通车床】

【作业】第1章 课程介绍及绪论 第1章课程作业

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 问题:分析比较开环控制系统,闭环控制系统的优缺点及其应用场合,并指出下列系统中哪些属于开环控制系统,哪些属于闭环控制系统?①家用空调机②家用洗衣机③抽水马桶④电饭煲 ⑤高楼水箱 ⑥调光台灯 ⑦自动报时电子钟 ⑧普通车床 ⑨母子钟系统
评分规则: 【
】

2、 问题:设热水电加热器如图所示。为了保持希望的温度，由温控开关接通或断开电加热器的电源。在使用热水时，水箱中流出热水并补充冷水。试说明系统工作原理并画出系统原理方框图。
评分规则: 【 在热水电加热器系统中，输入量为预置的希望温度(给定值)，设为T希(℃)；输出量为水箱的实际水温，设为T (℃);控制对象为水箱;扰动信号主要是由于放出热水并注入冷水而产生的降温作用。当时T(℃)=T希(℃)，电加热器不工作，此时水箱中水温保持在希望温度上。当使用热水时，由于扰动作用使实际水温下降，测温元件感受T(℃)＜T希(℃)的变化，并把这一温度变化转换为电信号使温控开关工作。温控开关接通电源，使水箱中水升温， 直到T(℃)= T希(℃)为止。系统原理方框图如下图所示。
】

3、 问题:下列各式是描述系统的微分方程，其中ｙ(t)为输出量，u(t)为输入量。试判断各系统属于何种类型(线性系统或非线性系统，定常系统或时变系统)，并说明其理由。
评分规则: 【 （1）线性定常系统（2）线性增量（非线性定常）系统；（3）线性定常系统；（4）线性时变系统；（5）线性时变系统；（6）非线性定常系统；（7）线性时变系统。（8）非线性时变系统；每道题3分，全部答对：20分，错一道扣3分
】

4、 问题:下图所示的是液位自动控制系统原理示意图。在任何情况下，都希望液面高度C维持不变。试说明系统工作原理，并画出系统方块图。
评分规则: 【 系统的控制对象是水箱，被控量（系统的输出量）是水位高度C，工艺上要求恒定。出水量Q2影响水位高低，因而是扰动。保持C恒定的控制量是进水量Q1。进水量的大小由电动机通过减速器改变控制阀的开度来实现。因此，电动机、减速器、控制阀是执行机构。电动机电枢电压U=UA-UB，其中UA为给定值，UB为反馈量。UB的大小取决于浮球的位置，而浮球的位置取决于水位C。由浮球—杠杆—电位器可动触头构成了检测反馈元件。当Q1=Q2时，液位C保持恒定，此时电动机不转，U=UA-UB=0。设Q2增加，C下降，通过浮球及杠杆的反馈作用，将使可动触头上移，UB增大，U=UA-UB为负，从而使电动机反转，电动机使阀门开大，从而使Q1增加，水位C上升。这一过程直到水位恢复到原来位置为止。此时，U=UA-UB=0。当Q2减小时，C上升，通过浮球及杠杆的反馈作用，将使可动触头下移，UB减小，U=UA-UB为正，使电动机正转，电动机使阀门关小，从而使Q1减小，这一过程直到水位恢复到原来位置为止。此时，U=UA-UB。
本题难度较大，工作原理和方块图各占10分工作原理：1.描述完全正确：10分                  2.描述大致正确，能体现反馈和控制环节：6-9分                  3.描述缺陷较大，与答案出入较大：3-5分系统方框图：酌情扣分，缺少答案方框图的一项扣一分
】

5、 问题:本题中（1）-（7）式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r(t)为输入量，试判断哪些是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统？
评分规则: 【 （1）非线性系统（2）线性定常系统；（3）线性时变系统；（4）线性时变系统；（5）非线性系统；（6）非线性系统；（7）非线性系统。每道题3分，全部答对：20分，错一道扣3分
】

6、 问题:试述开环控制系统的主要优缺点。
评分规则: 【 开环控制系统的优点有：1.       构造简单，维护容易。2.       成本比相应的死循环系统低。3.       不存在稳定性问题。4.       当输出量难以测量，或者要测量输出量在经济上不允许时，采用开环系统比较合适（例如在洗衣机系统中，要提供一个测量洗衣机输出品质，即衣服的清洁程度的装置，必须花费很大）。开环控制系统的缺点有：1.       扰动和标定尺度的变化将引起误差，从而使系统的输出量偏离希望的数值。2.       为了保持必要的输出品质，需要对标定尺度随时修正。优点缺点描述合理，优点和缺点打出两条以上：20分；其余情况酌情给分，描述合理即可得分
】

7、 问题:根据题图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。
评分规则: 【     (1）负反馈连接方式为:a<->d,b<->c   （2）系统方框图如图解所示。第一问10分，连对两个即可满分，错一个扣5分；第二问10分，三个方框环节画对即可10分，酌情对细节例如变量标定扣分
】

8、 问题:分析比较开环控制系统,闭环控制系统的优缺点及其应用场合, 并指出下列系统中哪些属于开环控制系统,哪些属于闭环控制系统?①家用空调机②家用洗衣机③抽水马桶④电饭煲 ⑤高楼水箱 ⑥调光台灯 ⑦自动报时电子钟 ⑧普通车床 ⑨母子钟系统
评分规则: 【
】

第2章 控制系统的数学模型 第2章单元测试

1、 问题:关于系统传递函数，以下说法不正确的是
选项：
A: 是在零初始条件下定义的
B:只适合于描述线性定常系统
C:与相应s平面零极点分布图等价
D:与扰动作用下输出的幅值无关
答案: 【与相应s平面零极点分布图等价】

2、 问题:适合应用传递函数描述的系统是
选项：
A:单输入，单输出的线性定常系统
B:单输入，单输出的线性时变系统
C:单输入，单输出的定常系统
D:非线性系统
答案: 【单输入，单输出的线性定常系统】

3、 问题:传递函数完整地描述了线性定常系统的动态特性。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

4、 问题:线性定常系统的微分方程与传递函数之间可以相互确定。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

5、 问题:两个元件空载时的传递函数之积就等于两个元件串联后的传递函数。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

【作业】第2章 控制系统的数学模型 第2章课程作业

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 问题:
评分规则: 【
】

2、 问题:在图所示的电路中电压u1(t)为输入量，试以电压u2(t)或uC2(t)作为输出量，分别列写该系统的微分方程。
评分规则: 【
】

3、 问题:设系统的微分方程为试用拉氏变换法进行求解。
评分规则: 【
】

4、 问题:
评分规则: 【
】

5、 问题:
评分规则: 【
】

6、 问题:
评分规则: 【
】

7、 问题:求图所示闭环控制系统的传递函数Φ(s)=Y(s)/R(s)和Φe(s)=E(s)/R(s)。 
评分规则: 【
】

8、 问题:
评分规则: 【
】

9、 问题:
评分规则: 【
】

10、 问题:
评分规则: 【

】

11、 问题:试求图1所示系统的传递函数C(s)/R(s)
评分规则: 【 按下列步骤简化结构图：（1）将环节C3(s)输出端的引出点前移，并将反馈环节合并，得图(a)；（2）利用环节的（负）反馈接运算与串接运算，得图(b)；（3）进行环节的（正）反馈接与串接运算，得图(c)；（4）根据图(c)，作并接运算得有化简过程图，过程较为详细，结果正确为20分；结果错误者，根据化简过程酌情给分
】

第3章 线性控制系统时域分析 第3章单元测试

1、 问题:典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼的范围为
选项：
A:
B:
C:
D:
答案: 【】

2、 问题:二阶系统的闭环增益加大
选项：
A:快速性能好
B:超调量愈大