驱动额定门极触发电流和触发电压开通时间和关断时间
电压额定电压V R
通态峰值电压降
开关
过程
断态电压临界上升率
开通电流临界上升率
电流
额定电流I R
浪涌电流I TSM
维持电流I H
擎住电流I
L 相控整流电路
晶闸管的伏安特性曲线
额定电压V R
V R=min(V DRM, V RRM)
121
2
通态峰值电压降
额定电流时的管压降峰值(1.5~2V)
on F F
P I V V F
2
FR
FR Frms I I I 57.12==π
额定电流I F R 和最大充许的均方根正向电流sin()m I t ω额定电流I FR ：其额定发热所允许的正弦半
波电流的平均值 。???==?==πππωωπωωωω00
2/0
1)()sin(21 )()sin(1 )sin(1m m m T m FR I t d t I t d t I T t d t I T I 最大充许的均方根正向电流:与I FR 发热等效
的全周期均方根正向电流I Frms 。
/22202201sin ()1sin ()()212
T Frms m m m I I t dt T I t d t I πωωωπ===??
额定电流I F R和最大充许的均方根正向电流
额定电流I FR：其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值 。
最大充许的均方根正向电流:与I FR发热等效
的全周期均方根正向电流I Frms。
擎住电流I
L
G
dv
i C
dt
n晶闸管的性能指标从稳态和开关过程两方面考虑n应按实际电路的工作情况合理选择晶闸管
发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 1.有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作ηe。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 2.有效燃油消耗率 发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/（kW·h）。 式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h； Pe—发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。 三、强化指标
实验报告 时域抽样与频域抽样 一、实验目的 加深理解连续时间信号离散过程中的数学概念和物理概念，掌握时域抽样定理的基本内容。掌握有抽样序列抽样原序列信号的基本原理与实现方法，理解其工程概念。加深理解频域离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握频域抽样定理的基本内容。二、实验原理 离散系统在处理信号时，信号必须是离散序列。因此，再利用计算机等离散系统分析处理连续信号时必须对信号进行离散化处理。是与抽样定理给出了连续信号抽样过程中不失真的约束条件：对于基带信号，信号的抽样频率大于等于2倍的信号最高频率。信号的重建是信号抽样的逆过程。 非周期信号的离散信号的频谱是连续谱。 1、信号的时域抽样与重建， 2、信号的频域抽样 三、实验内容 1、为了观察连续信号时域抽样时抽样频率对抽样过程的影响，在【0,1】区间上以50hz的抽样频率对以下三个信号进行抽样，试画出抽样后的序列波形，并分析产生不同波形的原因，提出改进措施。
（1）x1(t)=cos(2pi*10t) （2）x2(t)=cos(2pi*50t) （3）x3(t)=cos(2pi*100t) (1)t0=0:0.001:0.1; x0=cos(2*pi*10*t0); plot(t0,x0,'r') hold on Fs=50 t=0:1/Fs:0.1; x=cos(2*pi*10*t); stem(t,x); hold off title 00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1 （2） t0=0:0.001:0.1; x0=cos(2*pi*50*t0); plot(t0,x0,'r') hold on Fs=50; t=0:1/Fs:0.1;
发动机的性能指标 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
典型环节的时域响应实验报告 一、实验要求 了解和掌握各典型环节的传递函数及模拟电路图，观察和分析各典型环节的响应曲线。 二、实验原理及内容: 1.比例环节(P) (1) 方框图： (2) 传递函数： (3) 阶跃响应： 其中 (4) 模拟电路图 图1 注意：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了的电阻，实验中不需要再接。以后的实验中用到的运放也如此。 2.积分环节(I) (1) 方框图：
(2) 传递函数 (3) 阶跃响应： 其中 (4)模拟电路图： 图2 3.比例积分环节(PI) (1) 方框图： (2)传递函数： (3) 阶跃响应： 其中
（4）模拟电路图： 图3 4.惯性环节(T) (1) 方框图： (2) 传递函数： (3) 阶跃响应 其中 (4) 模拟电路图：
图4 5.比例微分环节(PD) (1) 方框图： (2) 传递函数： (3) 阶跃响应： 其中 为单位脉冲函数，这是一个面积为ｔ的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为无穷大，在实际中是得不到的。 (4) 模拟电路图： 图5 6.比例积分微分环节(PID) (1) 方框图：
(2) 传递函数： (3) 阶跃响应： 其中 为单位脉冲函数， (4) 模拟电路图： 图 6 三、实验步骤 1. 按比例环节的模拟电路图将线接好，检查无误后开启设备电源。 2. 将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s左右。
3. 将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U0端，观测输出端的实际响应曲线U0(t)，记录实验波形及结果。 4. 改变几组参数，重新观测结果。 5. 用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。 四、实验曲线及结论 1．比例环节 (P) （1）当R0=200K，R1=100K时, 图形如下： （2）当R0=200K、R1=200K时，图形如下：
自动控制原理实验 典型环节及其阶跃相应 .1 实验目的 1. 学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性的影响。 2. 学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。 3. 学习用Multisim、MATLAB仿真软件对实验容中的电路进行仿真。 .2 实验原理 典型环节的概念对系统建模、分析和研究很有用，但应强调典型环节的数学模型是对各种物理系统元、部件的机理和特性高度理想化以后的结果，重要的是，在一定条件下，典型模型的确定能在一定程度上忠实地描述那些元、部件物理过程的本质特征。 1.模拟典型环节是将运算放大器视为满足以下条件的理想放大器： (1) 输入阻抗为∞。流入运算放大器的电流为零，同时输出阻抗为零； (2) 电压增益为∞： (3) 通频带为∞： (4) 输入与输出之间呈线性特性： 2.实际模拟典型环节： (1) 实际运算放大器输出幅值受其电源限制是非线性的，实际运算放大器是有惯性的。 (2) 对比例环节、惯性环节、积分环节、比例积分环节和振荡环节，只要控制了输入量的大小或是输入量施加的时间的长短(对于积分或比例积分环节)，不使其输出工作在工作期间达到饱和值，则非线性因素对上述环节特性的影响可以避免．但对模拟比例微分环节和微
分环节的影响则无法避免，其模拟输出只能达到有限的最高饱和值。 (3) 实际运放有惯性，它对所有模拟惯性环节的暂态响应都有影响，但情况又有较大的不同。 3.各典型环节的模拟电路及传递函数 （1） 比例环节的模拟电路如图.1所示，及传递函数为： 1 2)(R R S G -= .1 比例环节的模拟电路 2. 惯性环节的模拟电路如图.2所示，及传递函数为： 其中1 2R R K = T=R 2C 1 11R /1/)(21212212+-=+-=+-=-=TS K CS R R R CS R CS R Z Z S G
第一章发动机工作循环及性能指标§1-1 发动机理想循环概述 一实际循环向理想循环的简化 （一）实际循环（以车用柴油机为例） 1 进气过程: 0～1 （p > p 0→p < p ） 2 压缩过程: 1～2 （p↑，T↑） 初期: 工质吸热；后期: 工质放热。 3 燃烧过程: 2～3～ 4 （p↑↑，T↑↑） 4 膨胀过程: 4～ 5 （p↓，T↓） 初期: 工质放热；后期: 工质吸热。 5 排气过程: 5～0 （p > p ） （二）实际循环的简化 1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程（复杂的多变过程）简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过程（2～3）和定压加热过程（3～4） 4 排气放热简化为定容放热过程 5 假定工质为定比热的理想气体 二理想循环及其分析比较 （一）混合加热循环 －车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 （1）压缩比 （2）压力升高比
（3） 预胀比 2 热效率 计算得: ηελρλλρt k k k =-?--+--11 1111()() 3 分析 （1） ε 为定值 λ↑ → ηt ↑ ；ρ↑ → ηt ↓ 。ρ = 1 → ηt = const. （汽油机，定容加热循环） （2） ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 20 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 柴油机 ε = 12～22 （二） 定容加热循环 （奥托OTTO 循环） － 汽油机的理想循环 1 热效率 因为: 预胀比 ρ==v v 43 1 所以: 热效率 ηεt k =- -111 2 分析 ρ = 1 → ηt = const. ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 10 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 ε = 6～10 （三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
发动机主要性能指标及特性综述摘要： 本文是以发动机的性能指标及特性为对象，通过研究了解动力性指标、经济性指标、发动机速度特性、发动机工况与负荷、发动机性能指标分类、发动机调节特性、发动机性能特性、发动机性能指标的校、指示功率、指示燃油消耗率等概念及数据，让我们直观及更方便的的方法了解发动机的性能和特性，使我在维修、检测及提升性能等一些方面能更快更有效。 一、发动机主要性能指标： 1、动力性指标 2、经济性指标 3、发动机速度特性 4、发动机工况与负荷 5、发动机性能指标分类 二、发动机特性： 1、基本概念 2、发动机调节特性 3、发动机性能特性 4、发动机性能指标的校正 三、发动机的指示指标： 1、指示功和平均指示压力
2、指示功率 3、指示燃油消耗率 一、发动机主要性能指标 1.1、动力性指标 （1）有效转矩（T+4）（单位N.m） 发动机通过飞轮对外输出的转矩 （2）有效功率（Pe表示，单位KW） A、定义：发动机通过飞轮对外输出功率称为发动机的有效功率 B、计算公式： (3)发动机产品铭牌 A、标定功率和标定转速：发动机产品铭牌上标明的功率及相应的转速称为标定功率和标定转速 B、标定功率分类：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率其中，汽车上常用15分钟功率作为标定功率 1.2、经济性指标 （1）表示方法：燃油消耗率 （2）定义：指发动机每发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量（g为单位） （3）要求：燃油消耗率越低、燃油经济性越好 （4）计算公式： 1.3、发动机速度特性 （1）定义：发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化
成绩：教师签名：批改时间： 一、实验目的 1．熟悉并掌握TD-ACC+(或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。 2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异分析原因。 3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验设备 PC机一台，TD-ACC（或TD-ACS）实验系统一套 三、实验原理及内容 以运算放大器为核心，由其不同的输入R-C网络和反馈R-C网络构成控制系统的各种典型环节，用数字存储示波器测量各环节的阶跃响应曲线。下面为各环节模拟电路图。 1.比例环节(P)传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K 2.积分环节(I)传递函数：Uo(s)/Ui(s)=1/TS 3.比例积分环节(PI) 传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K+1/TS
成绩：教师签名：批改时间： 4.惯性环节(T)传递函数： Uo(s)/Ui(s)=K/(TS+1) 5.比例微分环节(PD)传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K[(1+TS)/(1+τS)] 6.比例积分微分环节(PID)传递函数：Uo(s)/Ui(s)=Kp+1/TiS+TdS 四、实验步骤 1.按所列举的比例环节的模拟电路图将线连接好，检查无误后开启设备电源。 2.将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用短路块短接，。将开关设在方波档，分别调节调幅和调频电位器，使得“out”端输出的方波幅值为1V，周期为10S左右。 3.将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别检测模拟电路的输入Ui端和输出端Uo端，观测输出端的实际响应曲线Uo（t），记录实验波形及结果。 4.改变几组参数，重新观测结果。 5.用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节、比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。
计算机网络与通信技术 知识点：性能指标 北京交通大学刘彪
1、速率 ?比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 ?比特（bit）来源于binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。 ?速率是计算机网络中最重要的一个性能指标，指的是数据的传送速率，也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate)。单位是bit/s，或kbit/s、Mbit/s、Gbit/s 等
2、带宽 两种不同意义： ?“带宽”(bandwidth) 本来是指信号具有的频带宽度，其单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等） ?在计算机网络中，“带宽”用来表示网络中某通道传送数据的能力。表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。单位是bit/s ，即“比特每秒”
3、吞吐量 ?吞吐量(throughput) 表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。 ?吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。 ?吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
4、时延 ?时延(delay 或latency) ，也称为延迟或迟延，是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。 ?网络中的时延由以下几个不同的部分组成：–(1) 发送时延 –(2) 传播时延 –(3) 处理时延 –(4) 排队时延
时延 ?(1) 发送时延 –也称为传输时延。 –发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。 –也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。 发送时延= 数据帧长度（bit）发送速率（bit/s）
控制系统时域与频域性能指标的联系 经典控制理论中，系统分析与校正方法一般有时域法、复域法、频域法。时域响应法是一种直接法，它以传递函数为系统的数学模型，以拉氏变换为数学工具，直接可以求出变量的解析解。这种方法虽然直观，分析时域性能十分有用，但是方法的应用需要两个前提，一是必须已知控制系统的闭环传递函数，另外系统的阶次不能很高。 如果系统的开环传递函数未知，或者系统的阶次较高，就需采用频域分析法。频域分析法不仅是一种通过开环传递函数研究系统闭环传递函数性能的分析方法，而且当系统的数学模型未知时，还可以通过实验的方法建立。此外，大量丰富的图形方法使得频域分析法分析高阶系统时，分析的复杂性并不随阶次的增加而显著增加。 在进行控制系统分析时，可以根据实际情况，针对不同数学模型选用最简洁、最合适的方法，从而使用相应的分析方法，达到预期的实验目的。 系统的时域性能指标与频域性能指标有着很大的关系，研究其内在联系在工程中有着很大的意义。 一、系统的时域性能指标 延迟时间t d 阶跃响应第一次达到终值h(∞)的50%所需的时间 上升时间 t r 阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间；对有振荡的系统， 也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间 峰值时间t p 阶跃响应越过终值h(∞)达到第一个峰值所需的时间 调节时间 t s 阶跃响应到达并保持在终值h(∞)的±5%误差带内所需的最短时间 超调量%σ 峰值h( t p )超出终值h(∞)的百分比，即 %σ= () ()() ∞∞-h h h t p ?100% 二、系统频率特性的性能指标 采用频域方法进行线性控制系统设计时，时域内采用的诸如超调量，调整时间等描述系统性能的指标不能直接使用，需要在频域内定义频域性能指标。
发动机原理复习资料与答案-----------------------作者：
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一、名词解释题 指示功：气缸完成一个工作循环所得到的有用功。 有效热效率：实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。 热值：单位重量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。 充量系数：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。 发动机的运行特性：冷启动性能、噪音和排气品质。 有效转矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩。 平均机械损失压力：发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。 负荷特性：当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。 指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效性能指标：以曲轴输出功为计算基准的指示称为有效性能指标。 升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率。 过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量之比。 柴油机的燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。（瞬时放热速率是指在燃烧过程的某一时刻，单位时间内或1°曲轴转角
内燃烧的燃油所放出的热量；累积放热百分比是指燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。） 平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 速度特性：发动机在油量调节机构（油量调节齿轮、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等）随发动机转速的变化规律。 有效燃料消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功。 比质量：发动机的质量与所给定的标定功率之比。 增压比：增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。 发动机的特性：动力性（功率、转矩、转速）；经济性（燃料及润滑油消耗率）；运转性（冷启动性能、噪音、排气品质）等。 二、填空题 1、进气门关闭时缸内压力越高，充量系数越大，如果对进气进行加热，将导致充量系数变小。 2、过量空气系数是指发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比。 3、测定机械损失的方法有示功图法、倒拖法、 灭缸法和油耗线法。 4、柴油机的异常喷射有二次喷射、滴油现象、 断续喷射、不规则喷射和隔次喷射。
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： 一、目的要求 1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、实验设备 PC机一台，TD—ACC教学实验系统一套 三、实验原理及内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图 1.2-1 所示。 图1.2-2 (2) 对应的模拟电路图：如图 1.2-2 所示。 图1.2-2
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： (3) 理论分析 系统开环传递函数为： ；开环增益： (4) 实验内容 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中， 观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图 1.2-2)， 系统闭环传递函数为： 其中自然振荡角频率： 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图 1.2-3 所示。
系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： 图 1.2-3 (2)模拟电路图：如图1.2-4 所示。 图 1.2-4 (3)理论分析： 系统的特征方程为: (4)实验内容： 实验前由Routh 判断得Routh 行列式为：
实验一 典型环节的瞬态响应和动态分析 1、一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 一、实验目的： 通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法 。 二、实验内容 ① 自行设计一阶环节。 ② 改变系统参数T 、K （至少二次），观察系统时间响应曲线的变化。 ③ 观察T 、K 对系统的影响。 三、实验原理： 使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。 典型一阶环节的传递函数： G （S ）=K （1+1/TS ） 其中：RC T = 12/R R K = 典型一阶环节模拟电路： 典型一阶环节的单位阶跃响应曲线：
四、实验方法与步骤 1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。 2）检查USB 线是否连接好，电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击 按钮，参数设置要与实验系统参 数一致，设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可继续进行实验。 4）保持Ω=K R 1001，F C μ1.0=不变，分别令ΩΩ=K K R 200,1002，改变系统参数T 、K ，观察并记录系统时间响应曲线的变化。 五、实验数据整理与分析： 1）实验数据与响应函数 Ω=K R 1002,Ω=K R 1001，F C μ1.0=， 理论值：12/R R K ==1, C R T 2==10ms 实验值：12/R R K ==0.91 C R T 2==9.87
控制系统时域与频域性能指标的联系 经典控制理论中，系统分析与校正方法一般有时域法、复域法、频域法。时域响应法是 一种直接法，它以传递函数为系统的数学模型，以拉氏变换为数学工具，直接可以求出变量 的解析解。这种方法虽然直观，分析时域性能十分有用，但是方法的应用需要两个前提，一是必须已知控制系统的闭环传递函数，另外系统的阶次不能很高。 如果系统的开环传递函数未知，或者系统的阶次较高，就需采用频域分析法。频域分析 法不仅是一种通过开环传递函数研究系统闭环传递函数性能的分析方法，而且当系统的数学 模型未知时，还可以通过实验的方法建立。此外，大量丰富的图形方法使得频域分析法分析 高阶系统时，分析的复杂性并不随阶次的增加而显著增加。 在进行控制系统分析时，可以根据实际情况，针对不同数学模型选用最简洁、最合适的方法，从而使用相应的分析方法，达到预期的实验目的。 系统的时域性能指标与频域性能指标有着很大的关系，研究其内在联系在工程中有着很大的意义。 一、系统的时域性能指标 延迟时间t d 阶跃响应第一次达到终值h()的50%所需的时间 上升时间t r阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间；对有振荡的系 统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间 峰值时间t p 阶跃响应越过终值h()达到第一个峰值所需的时间 调节时间t s 阶跃响应到达并保持在终值h()的5%误差带内所需的最短时间 t p)超出终值h()的百分比，即 超调量% 峰值h( h t p h %= 100% h 二、系统频率特性的性能指标 采用频域方法进行线性控制系统设计时，时域内采用的诸如超调量，调整时间等描述系 统性能的指标不能直接使用，需要在频域内定义频域性能指标。
汽车发动机试题库 (含答案) 一、名词解释（因不好排，故未作出解释） 1、上止点 2,下止点 3,活塞行程 4,曲柄半径 5,汽缸工作容积 6,燃烧室容积 7,汽缸总容积 8, 9,压缩比 10,工作循环 11,四冲程发动机 12,二冲程发动机 13,发动机 14,内燃机 15, 连杆轴瓦 16充气效率 17气门重叠 18喷油泵的速度特性 二、填空（注：有下画线者为应填内容） 1、内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积小、便于移动和起动性能好等优点。 内燃机又分活塞式内燃机和燃气轮机两大类。车用发动机主要采用活塞式内燃机。 2、发动机的分类方法有: 1) 按活塞运动方式分 往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。前者在汽车上获得了广泛应用。2) 按所用的燃料分 汽油机、柴油机和气体燃料发动机。 3) 按完成一个工作循环所需的行程数分 有二冲程发动机和四冲程发动机之分。汽车上广泛采用后者。 4) 按冷却方式分 可分为水冷式发动机和风冷式发动机。汽车上广泛采用水冷式发动机。 5)按气缸数目分 可分为单缸发动机和多缸发动机。汽车几乎都是采用多缸发动机。 6)按气缸的排列方式分 可分为单列式发动机和双列式发动机。 7)按进气系统是否增压分 自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压）式发动机。 8) 曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组组成.即机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 9)汽油机的燃烧室有楔型燃烧室;盆型燃烧室和半球形燃烧室等三种. 10) 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。 11) 活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。 12) 活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环两种。气环起密封和导热的作用；油环起布油和刮油的作用。气环的开口有直角形切口;阶梯形切口;斜切口和带防转销钉槽等四种形式. 13) 连杆分为三部分：即连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）。 14) 曲轴由曲轴前端（自由端）、曲拐及曲轴后端（功率输出端）三部分组成。 15) 气门组包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等。16）气门传动组由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂等组成。 17）化油器式汽油机燃油供给系统由化油器、汽油箱、汽油滤清器、汽油泵等装置组成。 18）汽油的使用性能指标主要有蒸发性、热值、抗爆性。 19）简单化油器的构造由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成。 20）柴油机的燃油供给系统由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置、
实验名称：典型环节的时域响应 一、目的要求 1、熟悉并掌握TD-ACC+(或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路 的构成方法。 2、熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异 分析原因。 3了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、原理简述 1、比例环节传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K. 2、积分环节传递函数：Uo(s)/Ui(s)=1/TS 3、比例微分环节传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K+1/TS 4、惯性环节传递函数： Uo(s)/Ui(s)=K/(TS+1) 5、比例微分环节传递函数：Uo(s)/Ui(s)=K[(1+TS)/(1+τS)] 6、比例积分微分环节传递函数：Uo(s)/Ui(s)=Kp+1/TiS+TdS 三、仪器设备 PC机一台，TD-ACC（或TD-ACS）实验系统一套 四、线路视图 1、比例环节
2、积分环节 3、比例积分环节 4、惯性环节 5、比例微分环节
6、比例积分微分环节 五、内容步骤 1、按所列举的比例环节的模拟电路图将线连接好，检查无误后开启设备电源。 2、将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用短路块短接，。将开关设在方波档，分别调节调幅和调频电位器，使得“out”端输出的方波幅值为1V，周期为10S左右。 3、将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别检测模拟电路的输入Ui端和输出端Uo端，观测输出端的实际响应曲线Uo（t），记录实验波形及结果。 4、改变几组参数，重新观测结果。 5、用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节、比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。
实验名称：一二阶系统的电子模拟及时域响 应测试 课程名称：自动控制原理实验
目录 （一）实验目的 (3) （二）实验内容 (3) （三）实验设备 (3) （四）实验原理 (3) （五）一阶系统实验结果 (3) （六）一阶系统实验数据记录及分析 (7) （七）二阶系统实验结果记录 (8) （八）二阶系统实验数据记录及分析 (11) （九）实验总结及感想......................................................................... 错误！未定义书签。 图片目录 图片1 一阶模拟运算电路 (3) 图片2 二阶模拟运算电路 (3) 图片3 T=0.25仿真图形 (4) 图片4 T=0.25测试图形 (4) 图片5 T=0.5仿真图形 (5) 图片6 T=0.5测试图形 (5) 图片7 T=1仿真图形 (6) 图片8 T=1测试图形 (6) 图片9 ζ=0.25s仿真图形 (8) 图片10 ζ=0.25s测试图形 (8) 图片11 ζ=0.5s仿真图形 (9) 图片12 ζ=0.5s测试图形 (9) 图片13 ζ=0.8s仿真图形 (10) 图片14 ζ=0.8s测试图形 (10) 图片15 ζ=1s仿真图形 (11) 图片16 ζ=1s测试图形 (11) 表格目录 表格1 一阶系统实验结果 (7) 表格2 二阶系统实验结果 (11) 一二阶系统的电子模拟及时域响应测试
（一）实验目的 1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3.学习阶跃响应的测试方法。 （二）实验内容 1.建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。 2.建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其 超调量σ%及过渡过程时间TS。 （三）实验设备 HHMN电子模拟机，实验用电脑，数字万用表 （四）实验原理 一阶系统：在实验中取不同的时间常数T，由模拟运算电路，可得到不同时间常数下阶跃响应曲线及不同的过渡时间。一阶系统结果预期：时间常数T越小，调节时间t越小，响应曲线很快就接近稳态值，一阶系统无超调量。模拟运算电路原理图如下： 图片1一阶模拟运算电路 二阶系统：δ取不同的值，将会形成不同的阶跃响应曲线及不同的超调量δ%、过渡时间及其它参数指标。二阶系统结果预期：δ为阻尼比，当0<δ<1时，系统时间响应具有振荡特性，为欠阻尼状态；当δ=1时，为临界阻尼，无振荡；当δ>1时，为过阻尼状态，无振荡。模拟运算电路图如下： 图片2二阶模拟运算电路 （五）一阶系统实验结果
实验报告 实验名称典型系统的时域响应和稳定性分析 系信息院专业自动化班1205班姓名学号授课老师 预定时间实验时间实验台号 一、目的要求 1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、原理简述 根据系统在二阶三阶下的稳定性不同作该实验研究相关系统的时域响应和稳定性分析1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图所示。 (2) 理论分析 系统开环传递函数为： 开环增益 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1)结构框图：如图所示。
(2) 理论分析 系统开环传递函数为： 系统的特征方程为: 三、仪器设备 PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)教学实验系统一套。 四、线路示图 1．典型的二阶系统稳定性分析 2．典型的三阶系统稳定性分析 五、内容步骤 1．典型的二阶系统稳定性分析 2．实验内容：先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
系统闭环传递函数为： 其中自然振荡角频率：阻尼比： 2．典型的三阶系统稳定性分析 实验内容：实验前由Routh 判断得Routh 行列式为： 为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有 实验步骤 1．将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s 左右。 2. 典型二阶系统瞬态性能指标的测试 (1) 按模拟电路图接线，将1 中的方波信号接至输入端，取R = 10K。 (2) 用示波器观察系统响应曲线C(t)，测量并记录超调MP、峰值时间tp 和调节时间tS。
实验一 典型环节的时域响应 一、实验目的 1、掌握典型环节模拟电路的构成方法，传递函数及输出时域函数的表达式。 2、熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。 3、了解各项参数变化对典型环节动态响应的影响。 二、实验仪器设备 Pc 机一台，TD-ACC+教学实验系统一套 三、实验原理及内容 1、比例环节 1）结构框图 图1-1 比例环节的结构框图 2）传递函数 () () C s K R s = 3）阶跃响应 10()(0) =/C t K t K R R =≥其中 4) 模拟电路 图1-2 比例环节的模拟电路图 2、积分环节 1）结构框图 图1-3 积分环节的结构框图 K R （s ） C （s ） R(s) C(s) R0=200 R1=100K 10K 10K 1/Ts R （s ） C （s ）
2）传递函数 ()1 ()s C s R s T = 3）阶跃响应 01()(0) =C t t t T R C T = ≥其中 4) 模拟电路 图1-4 积分的模拟电路图 3、比例积分环节 1）结构框图 图1-5 比例积分环节的结构框图 2）传递函数 3）阶跃响应 001 ()+ (0) =/,1C t K t t K R R T R C T =≥=其中 4) 模拟电路 R(s) C(s) R0=200 C=1u 10K 10K 1/Ts R （s ） K C （s ） ()1 ()s C s K R s T =+
图1-6 比例积分环节的模拟电路图 4、惯性环节 1）结构框图 图1-7 惯性环节的结构框图 2）传递函数 ()()s+1 C s K R s T = 3）阶跃响应 -t/T 01()(1e ) (0) /=1C t K t K =R R T R C =-≥其中， 4) 模拟电路 图1-8 惯性环节的模拟电路图 四、实验步骤 1、按图1-2比例环节的模拟电路将线连好。检查无误后开启设备电源。 2、将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用短路块。将信号形式开关设在方波档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值小于5V ，周期为10s 左右。 K/（Ts+1） R （s ） C （s ） R(s) C(s) R0=200 R1=200k 10K 10K R(s) C(s) R0=200 C=1u 10K 10K R1=200
、发动机的性能指标主要有动力性能指标、经济性能指标和运转性能指标。（P1） 2、三种发动机的理论循环，即等容加热循环、等压加热循环和混合加热循环。（P1） 3、发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的，较之理论循环复杂得多。（P6） 4、以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标；以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标；（P12）、（P15） 5、机械损失的测定方法有多种，常用的方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、 油耗线法等。（P19） 二、填空： 1、四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期，可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。（P24） 二、填空： 1、柴油机燃油供给系统的作用是对燃油喷入量、喷油时刻和油 束的空间形态三方面进行控制。（P77） 2、喷油系统的作用是定时、定量并按一定规律向柴油机各缸供给高 压燃油。（P77） 3、喷射过程是指从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程， 整个过程分 三个阶段，即喷射延迟阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段。 （P81） 4、柴油机喷射过程出现不正常现象有二次喷射、断续喷射、不规则喷 射和隔次喷射、滴油现象等。（P85） 5、柴油发动机燃烧过程分成着火落后期（又称滞燃期）、速燃期、缓燃期、补燃期四个阶段。（P85） 6、柴油发动机混合气形成的两种基本方式：空间雾化混合和壁面油膜蒸发混合。（P91） 7、内燃机缸内的气流运动形式可分为涡流、挤流、滚流和湍流四种形 二、填空： 1、汽油发动机正常燃烧过程分成着火落后期、明显燃烧期、补 燃期三个阶段。（P106） 2、汽油发动机的不正常燃烧分成爆燃和表面点火两类。（P111） 3、汽油机不规则燃烧可分为循环变动和各缸工作不均匀两类。 （P110） 4、电子控制系统分为和两类。（P142） 5、汽油机的燃油配制有化油器式和燃油喷射式供油两种方式。 （P115） 6、根据汽油的喷射位置，汽油喷射系统可分为缸内喷射和进气管喷射 两大类，进气管喷射又进一步分为单点喷射和多点喷射。（P118） 7、按喷射方式，汽油喷射系统分为连续喷射和间歇喷射两种。（P118） 8、按空气流量的测量方法，汽油喷射系统可分为质量流量控制的汽油
实验十 典型环节的模拟 一、实验原理 1． 线性控制系统的数学模型可以用传递函数来表示。而传递函数按照数学方法可 分解成若干个1阶或2阶函数（典型环节）的乘积，即高阶系统可看成是由典型环节（比例、积分、惯性环节、二阶振荡环节和二阶微分环节等）按一定的关系连接而成的组合体： ∏∏∏∏∏∏∏∏========++?++? +?+?=++++++= =+= =2 2 1 1 2 1 2 1 12 21 22 1 1 1 221 12 21 )12() 12(1 )1() 1(1 1) 12()1()12()1() () ()()(1)()()()(m j j j j n i i i i m j j n i i n n i i i i n i i n m j j j j m j j s s s T s T s s T s K s T s T s T s s s s K s N s M s G s G s G s R s C s τζτζτζτζττφ ； 式中：比例环节传递函数为：K s G =)(1s s G 1)(2= 积分环节的传递函数为：1 1)(3 += s T s G i 惯性环节传递函数为：)10(1 21 )(2 24<<++=ζζs T s T s G i i i 2阶振荡环节传递函数为：其余类推。 线性控制系统按照传递函数划分可能是低阶的（1阶或2阶），也可能是高阶的（3阶及以上）。系统响应性能是由闭环极点决定的，而高阶系统的极点中，距虚轴最近的极点决定了系统的响应，称为系统的主导极点。主导极点通常为1阶极点（实数极点）或2阶极点（实数极点或共轭复数极点），因此高阶系统通常可以根据这些主导极点简化成1阶或2阶系统。例如： 1 ])21[(81 )4)(42)(5(10)()(2 22+≈++++=s s s s s s R s C 2j s ±=其响应为无阻尼振荡的，因为距虚轴最近的极点是，是主导极点，因此该系统可等效成2阶无阻尼系统。 因此，熟悉这些低阶系统（典型环节）对阶跃输入的响应，对分析线性系统十分有益。在实际闭环系统中的低阶系统指比例、惯性和二阶振荡环节构成的系统。 这些典型环节可以用运放构成的电路来模拟实现（因为这些运放模拟实现电路也具有同样的传递函数）。本实验中采用的电子模拟装置中的各种模拟电路部分也都