林大学网络教育学院



       
2020-2021学年第一学期期末考试《自动控制原理》大作业

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            年   月   日
诚信考试承诺书
吉林大学2020-2021学年第一学期网络教育大作业课程考核要求：务必学生本人通过在线学习平台完成大作业课程考核，下载课程考核试卷并进行A4纸打印，根据考核题目要求，严格按照题号顺序在试卷上独立手写完成；试卷答题不得打印、复印、抄袭，如出现打印、复印、抄袭等情况均按“零分”处理。
   本人郑重承诺：我已仔细阅读并认真遵守网院关于大作业课程考核的有关规定，保证按规定程序和要求完成大作业考核，保证我向网院呈交的课程作业，是我本人严格按照作业考核要求独立完成，不存在他人代写、抄袭和伪造的情形。
如违反上述承诺，由本人承担相应的结果。
                  

承诺人：（本人手写签字）
                                              日  期：


自动控制原理

一 作图题 (共7题 ，总分值70分 )
1. 液位自动控制系统原理图如图所示。在任何情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理，并画出系统原理方框图。
  
（10 分）


2. 设热水电加热器如图所示。为了保持希望的温度，由温度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。   （10 分）
答：
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Tr (℃)；输出量为水箱的实际水温，设为T(℃)；被控对象为水箱，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T(℃)＝Tr (℃)时，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(℃)<Tr (℃)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(℃)＝Tr (℃)为止。

电加热器系统方框图


3. 已知开环零、极点分布如图所示，试概略绘出相应的闭环根轨迹图。
  （10 分）
答：

4. 试绘制   的相轨迹（T>0，M>0）。 （10 分）

5. 单位反馈控制系统的开环传递函数为
  
试绘出闭环系统概略根轨迹图(要求确定分离点坐标d)。 （10 分）

6. 设单位反馈控制系统开环传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图(要求确定分离点坐标d)：
  （10 分）
（1）

（2）

（3）




7. 设单位反馈系统的开环传递函数为   ，若采用滞后―超前校正装置   ，对系统进行串联校正，试绘制系统校正前后的对数幅频渐近特性，并计算系统校正前后的相角裕度。 （10 分）




二 计算题 (共1题 ，总分值15分 )
8. 已知控制系统结构图如下图所示。试通过结构图等效变换求系统传递函数C(s)/R(s)。   （15 分）
（a）

（b）

（c）

（d）




三 综合题 (共1题 ，总分值15分 )
9. 已知系统结构图如图所示。试用劳思稳定判据确定系统的稳定性。
  （15 分）

τ＞0
所以系统稳定。