安徽大学20 10 —20 11 学年第 一 学期
《 自动控制理论 》考试试卷（A 卷）
（闭卷 时间120分钟）
一、
1、 A B 、 C 、 D 、
2A B C D
3A 、 *(2)(1)K s s s -+ B 、*(1)(5K s s s -+） C 、*2(31)K s s s +－ D 、*(1)(2)
K s s s --
4、一般，稳定闭环系统增加一个闭环负实零点，对系统性能产生的影响有（ ） A 、 增大系统的阻尼 B 、减小系统的阻尼 C 、使峰值时间滞后 D 、使超调量减小
院/系 年级 专业 姓名 学号
答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------
5、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差*()
E S之间的关系为（）
A、*
=?
E S H S E S
E S H S E S
()()()
=? B 、*()()()
C 、*
=??D、*()()()()
=??
E S G S H S E S
E S G S H S E S
()()()()
1、
阻尼比为
2.
3
①
②
4
5、
6
①低频段反映
②中频段反映；
③高频段反映。
三、化简题（共15分）
系统如图所示，求系统的闭环传递函数。
答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------
四、计算题（共65分）
1、 （10分）已知系统如图所示，其中1)(111+=
s T k s G ，1
)(22
2+=s T k s G 。当)(1)(t t r =，)(1)(t t n = 时，求系统的稳态误差。
2、（10分）单位负反馈的开环传递函数为())
2)(1(++=
s s s K
s G ,试绘制其根轨迹；
并求系统稳定时K 值的取值范围。
答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------
3、（15分）已知系统的开环传递函数为)110
s (s 1
s )s (G -+=
,用奈氏判据判别系统稳定性。
4、（15分）某单位反馈系统校正前、后系统的对数幅频特性如图所示（实线为 校正前系统的幅频特性、虚线为校正后系统的幅频特性）
（1） 写出校正前、后系统的开环传递函数0()G s 与)(s G 的表达式
2.0(=w ；)500lg 20)(=w L ；
（5分） （2） 求校正前、后系统的相角裕度；（5分）
（3） 写出校正装置的传递函数()c G s ，并画出其对数幅频特性曲线。（5分）
答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------
5、（15分）如图所示采样系统，采样周期)(1s T =，)()1()(122k e k e k e +-=，
试确定系统稳定时的K 值范围。
2007—2008学年第二学期 《居住建筑设计原理》课程考试参考答案及评分标准 （B） 1、考试试卷共 7 页 2、考试形式：开卷 3、考试时间： 120 分钟 4、适用专业：建筑学 5、参考答案及评分标准共 5 页 一、名词解释：（每题2分，共20分） 1.套型：指为满足不同户型住户的生活居住需要而设计的不同类型的成 套居住空间 2.户代际数：指住户家庭常住人口的代际数 3.公私分区：指按照住宅内各功能空间对私密性的不同要求对空间进 行分层次的序列布置，形成内外分区 4.生理分室：指根据家庭成员的性别、年龄、人数、辈分、是否夫妻关 系分室就寝 5.支撑体住宅：指将住宅的骨架作为支撑体，并预留洞口。其间容纳面 宽和面积各不相同的套型单元，将可拆装的轻质隔墙、设备、装修、 按模数设计的通用构件和部件作为填充体（可分体）。从而具有更多灵 活可变性的住宅类型。 6.住宅单元：为了适应住宅建筑的大规模建设，简化和加快设计工作、 统一结构、构造和方便施工，常将一栋住宅分为几个标准段，一般就 将这种标准段叫做单元 7.安全疏散间距：指从户门到安全出入口之间的最大距离。 8.防火分区：为防止火灾广泛蔓延，将建筑分隔成若干一定面积的区域， 每个区域均设有两个安全疏散口，这种区域划分称作防火分区 9.廊式高层住宅：为让电梯服务更多户数，将住户沿走廊布置的高层住 宅类型均称作廊式高层住宅。包括内廊、外廊和跃廊式。 10体型系数:体型系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。 二、简答题：（每题5分，共25分）
1.简述哪些低层住宅的优点和概念能在中、高层住宅加以应用： 答： A、接近自然的概念：底层及平台形成院子或生活性露台，室内外空间 融合、延伸。---(2分) B、利用退台、跃层、叠拼等形式，追求低层住宅那种小体量的亲切尺 度感，增强居民对住宅和环境的认同感、归属感。。---(2分) C、利用退台、跃层、叠拼等形式，增加空间布置的错落与变化，减少 中、高层住宅中空间及形式的单调感。。---(1分) 2.试从“以人为本”的观念出发，阐述住宅的可适应性设计做法： 答：具体做法有以下几种： 1.房间用途的多适应性。---(1分) 2.设置可调剂分配的灵活房间。---(1分) 3.设置活动隔墙，改变相邻套型面积。---(1分) 4.单元之内的可分性。---(0.5分) 5.菜单式套型平面。---(0.5分) 6.在套型中设置多功能空间。---(0.5分) 7.套型空间的模糊处理。---(0.5分) 3.简述高层和中高层住宅的设计特点： 答： ⑴直交通，以电梯为主，要求方便、安全、经济，并对平面布局与 空间组合产生一定影响。---(1分) ⑵构形式严格，对建筑布局提出了更加严谨和富逻辑性的要求。 ---(1分) ⑶筑设备技术含量高，在给水、供电、疏散、防火、防烟及安全上 都有新的要求。。---(1分) ⑷大的体量和高度会对人的身心、心理产生特殊影响，对城市及居 住区规划组织产生影响。---(0.5分) ⑸次性投资大，维护费用高。使其总投资大大高于多层住宅，因而 建造时需较多考虑经济因素。---(0.5分) ⑹随着新的结构形式带来新的施工方式，同时也影响到设计方法和 建筑处理。---(0.5分) ⑺中高层住宅还涉及到节地、经济和使用舒适等方面的综合因素。 ---(0.5分) 4.环境审美观总是离不开一定的社会历史文化背景，中国传统的环境意识主要体现在哪些方面？ 答：中国传统的环境意识主要体现在以下几个方面：
第一章 习题答案 1-1 根据题1-1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。 解 （1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。
1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压 f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压 f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。
《房屋建筑学》阶段性测试 一、填空题 1．建筑设计一般包括：阶段和阶段，比较复杂的设计中间还有一个阶段；在进行建筑设计时所遵循的宗旨是：从入手，着眼于的组合。 2.日照间距的计算通常以太阳光线能直接照到 为设计依据。 3．建筑剖面的组合方式有组合、组合和组合；体型的组合方式分为体型和体型。 4．在确定窗的大小和位置时，主要根据室内和要求考虑。5．墙身的加固措施有：增设和，设置和。6．由于材料和施工方式的不同，常见的墙面装修分为、、、、。 7．根据建筑物和等高线位置的关系，坡地建筑主要有两种布置方式： 的布置和的布置 8．建筑物的耐火等级是由构件的_________________两个方面来决定的，共分____级。 9．走道的宽度主要根据___________、___________、______________、______________等 因素综合考虑。 10．当墙身两侧室内地面标高有高差时，为避免墙身受潮，常在室内地面处设_______________并在靠土的垂直墙面设_______________。 11．现浇梁板式楼板布置中，主梁应沿房间的________方向布置，次梁垂直于________方向布置。 12、混凝土基础的断面形式可以做成______、_________、______。当基础宽度大于350mm时，基础断面多为___________。 13、_________________________至基础底面的垂直距离称为基础的埋置深度。 14、钢筋混凝土圈梁的宽度宜与________相同，高度不小于_________。圈梁遇
洞口中断，所设的附加圈梁与原圈梁的搭接长度应满足________________。 15、预制钢筋混凝土楼板的支承方式有___________和___________两种。 二、单向选择题 1、建筑是指（）的总称。 A、建筑物 B、构筑物 C、建筑物与构筑物 D、建造物与构造物 2、建筑物按照使用性质可分为（）。①工业建筑②公共建筑③民用建筑④农业建筑 A、①②③ B、②③④C：①③④D：①②④ 3、对于走廊式或套间式长向布置的房屋，确定其间距的主要因素是（）A．室外使用要求B．防火要求C．室外使用要求及防火要求D．前后排房屋日照间距的要求 4、房屋抗震设防的重点是对（） A．地震烈度在6度及6度以下的地区B．地震烈度在6、7、8度的地区C．地震烈度在7、8、9度的地区D．地震烈度在8度以下的地区 5、在地震区各组合体应避免采用哪种连接方式？（） A．直接连接B．咬接C．以走廊连接D．以连接体连接 6、基础埋深是指（） A．从室外设计地面至基础底面的垂直距离B．从室内设计地面至基础底面的垂直距离C．从基础顶面至基础底面的垂直距离D．从基础顶面至基础垫层的距离7、下面关于勒脚水平防潮层的位置做法，正确的是（）
《自动控制原理》复习参考资料 一、基本知识1 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过输入量与反馈量的差值进行的。 2、闭环控制系统又称为反馈控制系统。 3、在经典控制理论中主要采用的数学模型是微分方程、传递函数、结构框图和信号流图。 4、自动控制系统按输入量的变化规律可分为恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统。 5、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 6、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数, 与外作用及初始条件无关。 7、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2 (s)的环节，以并联方式连接，其等效 传递函数为G 1(s)+G 2 (s)，以串联方式连接，其等效传递函数为G 1 (s)*G 2 (s)。 8、系统前向通道传递函数为G（s），其正反馈的传递函数为H（s），则其闭环传递函数为G（s）/(1- G（s）H（s）)。 9、单位负反馈系统的前向通道传递函数为G（s），则闭环传递函数为G（s）
/(1+ G（s）)。 10、典型二阶系统中，ξ=时，称该系统处于二阶工程最佳状态，此时超调量为%。 11、应用劳斯判据判断系统稳定性，劳斯表中第一列数据全部为正数，则系统稳定。 12、线性系统稳定的充要条件是所有闭环特征方程的根的实部均为负，即都分布在S平面的左平面。 13、随动系统的稳态误差主要来源于给定信号，恒值系统的稳态误差主要来源于扰动信号。 14、对于有稳态误差的系统，在前向通道中串联比例积分环节，系统误差将变为零。 15、系统稳态误差分为给定稳态误差和扰动稳态误差两种。 16、对于一个有稳态误差的系统，增大系统增益则稳态误差将减小。 17、对于典型二阶系统，惯性时间常数T愈大则系统的快速性愈差。 越小，即快速性18、应用频域分析法，穿越频率越大，则对应时域指标t s 越好 19最小相位系统是指S右半平面不存在系统的开环极点及开环零点。
《自动控制原理》题库 一、解释下面基本概念 1、控制系统的基本控制方式有哪些？ 2、什么是开环控制系统？ 答：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。 3、什么是自动控制？ 答：自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 4、控制系统的基本任务是什么？ 5、什么是反馈控制原理？ 6、什么是线性定常控制系统？ 7、什么是线性时变控制系统？ 8、什么是离散控制系统？ 9、什么是闭环控制系统？ 10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？ 11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？ 12、典型控制环节有哪几个？ 13、典型控制信号有哪几种？ 14、控制系统的动态性能指标通常是指？ 15、对控制系统的基本要求是哪几项？ 16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成? 17、什么是控制系统时间响应的动态过程？ 18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？ 19、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 20、控制系统的稳态性能指标是什么？ 21、什么是控制系统的数学模型？ 22、控制系统的数学模型有： 23、什么是控制系统的传递函数？ 24、建立数学模型的方法有? 25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?
26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些？ 28、系统信号流图是由哪二个元素构成？ 29、系统结构图是由哪四个元素组成？ 30、系统结构图基本连接方式有几种？ 31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？ 33、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 35、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？ 36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？ 37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。 40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差） 41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 43、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值 49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。 50、什么是控制系统的根轨迹？ 51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？ 52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 55、试述采样定理。
自动控制原理例题与习题 第一章自动控制的一般概念 【例1】试述开环控制系统的主要优缺点。 【答】 开环控制系统的优点有： 1. 1.构造简单，维护容易。 2. 2.成本比相应的死循环系统低。 3. 3.不存在稳定性问题。 4. 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. 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. 2.为了保持必要的输出品质，需要对标定尺度随时修正。 【例2】图1.1为液位自动控制系统示意图。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。 图1.1 液位自动控制系统示意图 【解】系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压u r(表征液位的希望值c r)是给定量。 当电位器电刷位于中点位置(对应u r)时，电动机不动，控制阀门有一定的开度、使水箱中流入水量与流出水量相等。从而液面保持在希望高度c r上。一旦流入水量或流出水量发生变化，例如当液面升高时，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动初通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。这时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度。反之，若水箱液位下降，则系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度c r。 系统原理方框图如图1.2所示。 图1.2 系统原理方框图 习题 1．题图1-1是一晶体管稳压电源。试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么？
一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率= n ω 阻尼比=ξ ，0.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的 开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?， 其相应的传递函数为 1 [1] p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉
复习题 一、选择题： 1、线性定常二阶系统的闭环增益加大： A 、系统的快速性愈好 B 、超调量愈大 C 、峰值时间提前 D 、对系统的动态性能没有影响 2、系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比) ()()(s N s M s G = 则闭环特征方程为： A 、N(S) = 0 B 、N(S)+M(S) = 0 C 、1+ N(S) = 0 D 、与是否为单位反馈系统有关 3、非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差)('s E 之间有如下关系： A 、 )(')()(s E s H s E = B 、)()()('s E s H s E = C 、 )(')()()(s E s H s G s E = D 、)()()()('s E s H s G s E = 4、已知单位反馈系统的开环传递函数为)22(4 +s s ，则其幅值裕度)(dB h 等于： A 、0 B 、∞ C 、4 D 、 22 5、积分环节的幅频特性，其幅值与频率成： A 、指数关系 B 、正比关系 C 、反比关系 D 、不定关系 6、下列串联校正装置的传递函数中，能在1=c ω 处提供最大相位超前角的是： A 、1110++s s B 、11.0110++s s C 、15.012++s s D 、1 1011.0++s s 7、典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼比ξ的范围为： A 、ξ>1 B 、0<ξ<1 C 、1>ξ>0.707 D 、0<ξ<0.707 8、一阶系统的闭环极点越靠近平面的s 原点，其 A 、响应速度越慢 B 、响应速度越快 C 、准确度越高 D 、准确度越低 9、系统时间响应的瞬态分量 A 、是某一瞬时的输出值 B 、反映系统的准确度 C 、反映系统的动特性 D 、只取决于开环极点 10、某系统单位斜坡输入时，∞=ss e ，说明该系统： A 、闭环不稳定 B 、闭环传函中至少有一个纯积分环节 C 、开环一定不稳定 D 、是0型系统
2009年建筑设计及其理论部分笔试试题参考答案（仅供参考） 建筑设计原理：100分 一?名词解释 1?空间序列：建筑作为三度空间的实体，人们不能一眼就看到它的全部，而是只有在运动中，也就是在连续行进的过程中，从一个空间走到另一个空间，才能逐一地看到它的各个部分，从而形成整体印象，即建筑的空间序列。人们在观赏建筑的时候，不仅涉及到空间变化的因素，同时还要涉及到时间变化的因素。组织空间序列，就是要综合运用对比、重复、过渡、衔接、引导等一系列处理手法，把空间的排列和时间的先后这两种因素有机地统一起来，将个别的、独立的空间 组织成为一个有秩序、有变化、统一完整的空间集群。空间序列通常由：序列、过渡、高潮、尾声等组成。对称式布局和自由式布局是空间序列的两种常见形式。 （见空间组合论第5章P53-55） 2?比例与尺度：比例指的长宽高这三个方向度量之间的关系问题。尺度指的是建筑物整体或局部给人感觉上的大小印象和其真实大小之间的关系问题。比例主要表现为各部分数量关系之比，是相对的，可不涉及具体尺寸。尺度却要涉及真实大小和尺寸。当两者一致的时候，则建筑形象正确地反映了建筑的真实大小，如果不一致，则建筑形象歪曲了建筑物的真实大小。（见空间组合论P39-41） 3.行为单元：人类生活完成所有居住行为所需要的个体空间称为“行为单元” ， 是构成住宅户型架构的基本元素。对行为单元所表现出的特征分析，户型功能分区主要包括三大类：居住部分，辅助部分，交通部分。（住宅建筑设计原理） 4.均衡：指的是物体在重力下保持稳定的状态。建筑的均衡包括静态均衡和动态 均衡两种。静态均衡有两种基本形式：一种是对称的形式；另一种是非对称的形 式。动态均衡指的是人对于建筑的观赏不是固定于某一个点上，而是在连续运动 的过程中来观赏建筑。因此必须从各个角度考察建筑体形的均衡，特别是从连续行进的过程中来看建筑体型和外轮廓线的变化。（来自组合论第四章形式美P37）5.绿色建筑：源经济和较低费用，全寿命设计，宜人性设计，灵活性设计，传统与现代建筑相统一，建筑理论与环境科学相统一。（本题来自工大建筑学院提供的样卷原题，答案也为样卷所附答案） 6.经济适用房：经济适用房是指具有社会保障性质的商品住宅，具有经济性和适用性的特点。经济性是指住宅价格相对市场价格而言，是适中的，能够适应中低收入家庭的承受能力；适用性是指在住房设计及其建筑标准上强调住房的使用效果，而不是降低建筑标准。它是国家为解决中低收入家庭住房问题而修建的普通住房。这类住宅因减免了工程报建中的部分费用，其成本略低于普通商品房，故又称为经济适用房。（来自网络） 二?简答题
《自动控制原理》习题 习题1 1有一水位控制装置如图所示。试分析它的控制原理，指出它是开环控制系统闭环控制系统？说出它的被控量，输入量及扰动量是什么？绘制出其系统图。 2 某生产机械的恒速控制系统原理如图所示。系统中除速度反馈外，还设置了电流正反馈以补偿负载变化的影响。试标出各点信号的正负号并画出框图。 3图示为温度控制系统的原理图。指出系统的输入量和被控量，并画出系统框图。 4.自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。画出方块图说明此反馈系统。 5.双输入控制系统的一个常见例子是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标是同时控制水温和流量，画出此闭环系统的方块图，你愿意让别人给你开环控制的沐浴器吗？ 6.开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？
7.反馈控制系统的动态特性有哪几种类型？生产过程希望的动态过程特性是什么？ 习题2 1 试分别写出图示各无源网络的传递函数。 习题1图 2 求图示各机械运动系统的传递函数。 (1)求图a的＝？(2)求图b的＝？(3) 求图c的＝？ 习题2图 3 试分别写出图中各有源网络的传递函数U2(s)/ U1(s)。 习题3图
4交流伺服电动机的原理线路和转矩－转速特性曲线如图所示。图中，u为控制电压．T 为电动机的输出转矩。N为电动机的转矩。由图可T与n、u呈非线性。设在某平衡状态附近用增量化表示的转矩与转速、控制电压关系方程为 k n、k c为与平衡状态有关的值，可由转矩－转速特性曲线求得。设折合到电动机的总转动惯量为J，粘滞摩擦系数为f，略去其他负载力矩，试写出交流伺服电动机的方程式并求输入 为u c，输出为转角θ和转速为n时交流伺服电动机的传递函数。 习题4图 5图示一个转速控制系统，输入量是电压V，输出量是负载的转速 ，画出系统的结构图，并写出其输入输出间的数学表达式。 习题5图 6 已知一系统由如下方程组组成，试绘制系统框图，求出闭环传递函数。 7 系统的微分方程组如下：
自动控制原理1 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ ） A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计 2. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ ）上相等。 A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率 3. 通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ） A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件 4. ω从0变化到+∞时，延迟环节频率特性极坐标图为（ ） A.圆 B.半圆 C.椭圆 D.双曲线 5. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电 动机可看作一个（ ） } A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节 6. 若系统的开环传 递函数为2) (5 10+s s ，则它的开环增益为（ ） .2 C 7. 二阶系统的传递函数52 5)(2++= s s s G ，则该系统是（ ） A.临界阻尼系统 B.欠阻尼系统 C.过阻尼系统 D.零阻尼系统 8. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以（ ） A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间 C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量 9. 一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T 1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为（ ） ° ° ° ° 10.最小相位系统的开环增益越大，其（ ） > A.振荡次数越多 B.稳定裕量越大 C.相位变化越小 D.稳态误差越小 11.设系统的特征方程为()0516178234=++++=s s s s s D ，则此系统 （ ） A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.稳定性不确定。 12.某单位反馈系统的开环传递函数为：()) 5)(1(++=s s s k s G ，当k =（ ）时，闭环系统临界稳定。 .20 C 13.设系统的特征方程为()025103234=++++=s s s s s D ，则此系统中包含正实部特征的个数 有（ ） .1 C
自动控制原理 一、简答题：（合计20分, 共4个小题，每题5分） 1. 如果一个控制系统的阻尼比比较小，请从时域指标和频域指标两方面 说明该系统会有什么样的表现？并解释原因。 2. 大多数情况下，为保证系统的稳定性，通常要求开环对数幅频特性曲 线在穿越频率处的斜率为多少？为什么？ 3. 简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系。 4. 用根轨迹分别说明，对于典型的二阶系统增加一个开环零点和增加一 个开环极点对系统根轨迹走向的影响。 二、已知质量-弹簧-阻尼器系统如图(a)所示，其中质量为m 公斤，弹簧系数为k 牛顿/米，阻尼器系数为μ牛顿秒/米，当物体受F = 10牛顿的恒力作用时，其位移y (t )的的变化如图(b)所示。求m 、k 和μ的值。(合计20分) F ) t 图(a) 图(b) 三、已知一控制系统的结构图如下，（合计20分, 共2个小题，每题10分） 1） 确定该系统在输入信号()1()r t t =下的时域性能指标：超调量%σ，调 节时间s t 和峰值时间p t ； 2） 当()21(),()4sin3r t t n t t =?=时，求系统的稳态误差。
四、已知最小相位系统的开环对数幅频特性渐近线如图所示，c ω位于两个交接频率的几何中心。 1） 计算系统对阶跃信号、斜坡信号和加速度信号的稳态精度。 2） 计算超调量%σ和调节时间s t 。（合计20分, 共2个小题，每题10分） [ 1 %0.160.4( 1)sin σγ =+-, 1s t ?= 五、某火炮指挥系统结构如下图所示，()(0.21)(0.51) K G s s s s = ++系统最 大输出速度为2 r/min ，输出位置的容许误差小于2o ，求： 1） 确定满足上述指标的最小K 值，计算该K 值下的相位裕量和幅值裕量； 2） 前向通路中串联超前校正网络0.41 ()0.081 c s G s s +=+，试计算相位裕量。 （合计20分, 共2个小题，每题10分） L ()/ -20 5c
一、选择题 1、阳台栏杆的高度，对于中、高层住宅可以为（A ） A、1050mm B、1100mm C、900mm D、1000mm 2、厨房内设备布置方式若为双排布置时，厨房净宽可以为（ B ），两排设备净距可以为（） A、1500mm，800mm B、1600mm，900mm C、1800mm，800mm D、2000mm，1000mm 3、若多层住宅楼梯梯段净宽为1100mm，则楼梯平台宽度可以为（ C ） A、1050mm B、1100mm C、1200mm D、1000mm 4、我国高层民用建筑设计防火规范规定：防火分区最大允许建筑面积为一类建筑、二类建筑各为（ D ）平方米 A、1500，1000 B、900，1200 C、1000，1000 D、1000，1500 5、我国的《住宅设计规范》规定：普通住宅层高不宜高于（B ） A、2.7m B、2.8m C、2.9m D、3.0m 1、对于住宅室内楼梯，当一边为栏杆或墙时，其净宽不小于（D ） A、700mm B、750mm C、900mm D、1000mm 2、我国高层民用建筑设计防火规范规定：防火分区最大允许建筑面积为一类建筑、二类建筑各为（ D）平方米 A、1500，1000 B、900，1200 C、1000，1000 D、1000，1500 3、消防电梯应设防烟前室，当与防烟楼梯间合用前室时，其面积不应小于（A）m2。 A、4.5 B、6 C、8 D、10 4、18层及18层以下的塔式高层，每层不超过8户，建筑面积不超过（C ）平方米，且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的，可设一个安全出口。 A、550 B、600 C、650 D、700 5、一般情况下，位于两个安全出口之间的房间距安全出口的最大距离不应超过（C ） A、20m B、30m C、40m D、60m 1、建筑构成基本要素包含 D 。 a.平面、立面、剖面 b.规划、单体、局部详图 c.基础、墙体、屋顶 d.建筑功能、物质技术条件、建筑形象 2、建筑设计一般分为初步设计和施工图设计两个阶段，下面哪类内容不属于初步设计文件中所包含
可编辑word,供参考版！ 一、填空（每空1分，共18分） 1．自动控制系统的数学模型有 、 、 、 共4种。 2．连续控制系统稳定的充分必要条件是 。 离散控制系统稳定的充分必要条件是 。 3．某统控制系统的微分方程为： dt t dc ) (+0.5C(t)=2r(t)。则该系统的闭环传递函数 Φ(s)= ；该系统超调σ%= ；调节时间t s (Δ=2%)= 。 4．某单位反馈系统G(s)= ) 402.0)(21.0() 5(1002 +++s s s s ，则该系统是 阶 型系统；其开环放大系数K= 。 5．已知自动控制系统L(ω)曲线为： 则该系统开环传递函数G(s)= ； ωC = 。 6．相位滞后校正装置又称为 调节器，其校正作用是 。 7．采样器的作用是 ，某离散控制系统 ) ()1() 1()(10210T T e Z Z e Z G -----= （单位反馈T=0.1）当输入r(t)=t 时.该系统稳态误差为 。 二. 1. 求：) () (S R S C （10分） R(s)
2.求图示系统输出C（Z）的表达式。（4分） 四．反馈校正系统如图所示（12分） 求：（1）K f=0时，系统的ξ，ωn和在单位斜坡输入下的稳态误差e ss. （2）若使系统ξ=0.707，k f应取何值？单位斜坡输入下e ss.=？ 可编辑word,供参考版！
五.已知某系统L（ω）曲线，（12分） （1）写出系统开环传递函数G（s） （2）求其相位裕度γ （3）欲使该系统成为三阶最佳系统.求其K=？，γmax=? 六、已知控制系统开环频率特性曲线如图示。P为开环右极点个数。г为积分环节个数。判别系统闭环后的稳定性。 （1）（2）（3）
3、室典型的室空间具备的三要素是地面、顶盖、墙面，其中区别外空间的主要标志是；顶盖。
19、室灯具的布置方式有：整体照明、局部照明、整体与局部混合照明和成角照明。 4、“室镜面反映的虚像，可把人们的视线带到镜面背后的空间去，于是产生空间扩大的视觉效果，还可利用有一定景深的大幅画面把人的视线引向远方，造成空间深远的意象。”这种空间类型属于：() A 凹入空间 B 迷幻空间 C 地台空间 D 流动空间 6、“在建筑中属于似是而非、摸棱两可，而无可名状的空间，常介于两种不同类别的空间之间，空间界限不十分明确。”这种空间类型属于：( ) A模糊空间 B 固定空间 C动态空间 D 虚幻空间
7、“在界定的空间，通过界面的局部变化而再次限定的空间，如局部升高或降低地坪或天棚，或以不同材质、色彩的平面变化来限定空间等。”这种空间类型属于：（） A模糊空间 B 虚幻空间 C动态空间 D 虚拟空间 17、以下哪项属于室设计调节中的实质性调节的是（） A色彩的运用B隔断的设置 C照明的运用 D 材质的运用
四、名词解释 色相：色彩的相貌。 高技派：也称“重技派”，突出当代工业技术成就，并在建筑形体和室环境设计中加以炫耀，崇尚“机械美”，在室暴露梁板、网架等结构构件以及风管、线缆等各种设备和管道，强调工艺技术与时代感。 室界面处理：是指对室空间的各个围合面--地面、墙面、隔断、平顶等各界面的使用功能和特点的分析，界面的形状、图形线脚、肌理构成的设计，以及界面和结构的连接构造，界面和风、水、电等管线设施的协调配合等方面的设计。 静态空间：形势比较稳定，常采用对称式和垂直水平界面处理，空间比较封闭，构成比较单一，视觉常被引导在一个方位或落在一个点上，空间常表现得非常清晰明确，一目了然。
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）？ （1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=
一、填空题（每空1分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为() G s，则G(s) 为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， ω， 则无阻尼自然频率= n 7 其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。 1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1) K s s Ts τ++ arctan 180arctan T τωω--。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。 2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。 3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理 论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。 4、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用劳思判据、根轨迹、奈奎斯特判据等方法。
自 动 控 制 理 论 2011年7月23日星期六
课程名称: 自动控制理论 （A/B 卷 闭卷） 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为G 1(s)+G 2(s) （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω 阻尼比=ξ 0.707 ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++ 。 6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++ 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 1 ()[()()]p u t K e t e t dt T =+ ?， 其相应的传递函数为 1 [1]p K Ts + ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 稳态性能 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( D ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；
1-10:CDAAA CBCDC; 11-20:BDAAA BCDBA; 21-30:AACCB CBCBA; 31-40:ACADC DAXXB; 41-50:ACCBC AADBB; 51-60:BADDB CCBBX; 61-70:DDBDA AACDB; 71-80:ADBCA DCCAD; 81-90:CAADC ABDCC; 91-100:BCDCA BCAAB; 101-112:CDBDA CCDCD CA 《自动控制原理》考试说明 （一）选择题 1单位反馈控制系统由输入信号引起的稳态误差与系统开环传递函数中的下列哪个环节的个数有关?( ) A ．微分环节 B ．惯性环节 C ．积分环节 D ．振荡环节 2 设二阶微分环节G(s)=s 2+2s+4，则其对数幅频特性的高频段渐近线斜率为( ) A ．-40dB ／dec B ．-20dB ／dec C ．20dB ／dec D ．40dB ／dec 3设开环传递函数为G(s)H(s)=K(s+1) s(s+2)(s+3) ，其根轨迹( ) A ．有分离点有会合点 B ．有分离点无会合点 C ．无分离点有会合点 D ．无分离点无会合点 4 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差e ss 为无穷大，则此系统为( ) A ．0型系统 B ．I 型系统 C ．Ⅱ型系统 D ．Ⅲ型系统 5 信号流图中，信号传递的方向为( ) A ．支路的箭头方向 B ．支路逆箭头方向 C ．任意方向 D ．源点向陷点的方向 6 描述RLC 电路的线性常系数微分方程的阶次是( )
A.零阶 B.一阶 C.二阶 D.三阶 7 方框图的转换，所遵循的原则为( ) A.结构不变 B.等效 C.环节个数不变 D.每个环节的输入输出变量不变 8 阶跃输入函数r (t )的定义是( ) A.r (t )=l(t ) B.r (t )=x 0 C.r (t )=x 0·1(t ) D.r (t )=x 0.δ(t ) 9 设单位负反馈控制系统的开环传递函数为G 0(s)= () () B s A s ，则系统的特征方程为( ) A.G 0(s)=0 B.A(s)=0 C.B(s)=0 D.A(s)+B(s)=0 10 改善系统在参考输入作用下的稳态性能的方法是增加( ) A.振荡环节 B.惯性环节 C.积分环节 D.微分环节 11当输入信号为阶跃、斜坡函数的组合时，为了满足稳态误差为某值或等于零，系统开环传递函数中的积分环节数N 至少应为( ) A.N≥0 B.N≥1 C.N≥2 D.N≥3 12 设开环系统的传递函数为G(s)=1 (0.21)(0.81) s s s ++，则其频率特性极坐标图与实轴交 点的幅值|G (jω)|=( ) A.2.0 B.1.0 C.0.8 D.0.16 13设某开环系统的传递函数为G (s )=210 (0.251)(0.250.41) s s s +++,则其相频特性 θ(ω)=( ) A.1 1 2 4tg 0.25tg 10.25ω ωω----- B.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---+- C.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω---++ D.11 2 0.4tg 0.25tg 10.25ωωω----+ 14设某校正环节频率特性G c （j ω）=101 1 j j ωω++，则其对数幅频特性渐近线高频段斜率为 ( )