目录
第一章自动控制系统的基本原理
第一节控制系统的工作原理和基本要求
第二节控制系统的基本类型
第三节典型控制信号
第四节控制理论的内容和方法
第二章控制系统的数学模型
第一节机械系统的数学模型
第二节液压系统的数学模型
第三节电气系统的数学模型
第四节线性控制系统的卷积关系式
第三章拉氏变换
第一节傅氏变换
第二节拉普拉斯变换
第三节拉普拉斯变换的基本定理
第四节拉普拉斯逆变换
第四章传递函数
第一节传递函数的概念与性质
第二节线性控制系统的典型环节
第三节系统框图及其运算
第四节多变量系统的传递函数
第五章时间响应分析
第一节概述
第二节单位脉冲输入的时间响应
第三节单位阶跃输入的时间响应
第四节高阶系统时间响应
第六章频率响应分析
第一节谐和输入系统的定态响应
第二节频率特性极坐标图
第三节频率特性的对数坐标图
第四节由频率特性的实验曲线求系统传递函数第七章控制系统的稳定性
第一节稳定性概念
第二节劳斯判据
第三节乃奎斯特判据
第四节对数坐标图的稳定性判据
第八章控制系统的偏差
第一节控制系统的偏差概念
第二节输入引起的定态偏差
第三节输入引起的动态偏差
第九章控制系统的设计和校正
第一节综述
第二节希望对数幅频特性曲线的绘制
第三节校正方法与校正环节
第四节控制系统的增益调整
第五节控制系统的串联校正
第六节控制系统的局部反馈校正
第七节控制系统的顺馈校正
第一章自动控制系统的基本原理
定义：在没有人的直接参与下，利用控制器使控制对象的某一物理量准确地按照预期的规律运行。
第一节控制系统的工作原理和基本要求
一、控制系统举例与结构方框图
例1．一个人工控制的恒温箱，希望的炉水温度为100C°,利用
表示函数功能的方块、信号线，画出结构方块图。
图1
人通过眼睛观察温度计来获得炉内实际温度，通过大脑分析、比较，利用手和锹上煤炭助燃。
比较
图2
例2．图示为液面高度控制系统原理图。试画出控制系统方块图
和相应的人工操纵的液面控制系统方块图。
解：浮子作为液面高度的反馈物，自动控制器通过比较实际的液面高度与希望的液面高度，调解气动阀门的开合度，对误差进行修正，
可保持液面高度稳定。
图3
控制器
图4
头脑
图5
结构方块图说明：
1.信号线：带有箭头的直线（可标时间或象函数）U(t),U(s)；
2.引用线：表示信号引出或测量的位置；
3．比较点：对两个以上的同性质信号的加减运算环节；
4．方框：代表系统中的元件或环节。
方块图中要注明元件或环节的名称，函数框图要写明函数表达式。
二．控制系统的组成
1．给定环节：给出输入信号，确定被控制量的目标值。
2．比较环节：将控制信号与反馈信号进行比较，得出偏差值。3．放大环节：将偏差信号放大并进行必要的能量转换。
4．执行环节：各种各类。
5．被控对象：机器、设备、过程。
6．测量环节：测量被控信号并产生反馈信号。
7．校正环节：改善性能的特定环节。
三．控制系统特点与要求
1．目的：使被控对象的某一或某些物理量按预期的规律变化。2．过程：即“测量——对比——补偿”。
或“检测偏差——纠正偏差”。
3．基本要求：稳定性系统必须是稳定的，不能震荡；
快速性接近目标的快慢程度，过渡过程要小；
准确性
第二节 控制系统的基本类型
1．开环变量控制系统（仅有前向通道）
i 0
图6
2．闭环变量控制系统
i
开环系统：优点：结构简单、稳定性能好；
缺点：不能纠偏，精度低。
闭环系统：与上相反。 第三节 典型控制信号
输入信号是多种多样的，为了对各种控制系统的性能进行统一的评价，通常选定几种外作用形式作为典型外作用信号，并提出统一的性能指标，作为评价标准。
1．阶跃信号 x(t)=
0 t ＜0
X(t)=A t ≥0
图7
当A=1时，称为单位阶跃信号，写为1（t ）。
阶跃信号是一种对系统工作最不利的外作用形式。例如，电源突然跳动，负载突然增加等。因此，在研究过渡过程性能时通常都选择阶跃函数为典型外作用，相应的过渡过程称为阶跃响应。
2．脉冲函数
数学表达式 x(t)=A/T 0≤t ≤T X(t)=0 其它
图8
脉冲函数的强度为A ，即图形面积。 单位脉冲函数（δ函数）定义为δ(t)=dt
d
1(t)
性质有: δ(t)=0 t ≠0 δ(t)=∞ t ＝0
且
?
∞
∞
-=1)(dt t δ
图9 强度为A 的脉冲函数x(t)也可写为x( t)=A δ(t)
必须指出，脉冲函数δ(t)在现实中是不存在的，它只有数学上的意义，但它又是很重要的很有效的数学工具。 3．斜坡函数（恒速信号） x(t)=At
t ≥0 x(t)=0 t ＜0
图10
在研究飞机系统时，常用恒速信号作为外作用来评价过渡过程。 4．恒加速信号 x(t)=At 2/2 t ≥0 x(t)=0 t ＜0
图11
在研究卫星、航天技术的系统时，常用恒加速信号作为外作用来评价过渡过程。 5．正弦函数（谐波函数、谐和信号） x(t)=x m .sin(ωt+φ) t ≥0 x(t)=0 t ＜0 -
图12
6．延时函数（信号） f(t)=x(t-τ)
t ≥τ f(t)=0 t ＜0
图13
7．随机信号（使用白噪声信号代替） 第四节 控制理论的研究内容和方法 一．经典控制理论 1．主要内容：
分析——掌握系统的特性，进行系统性能的改善；
实验——对系统特性和改善措施进行测试； 综合——按照给定的静态、动态指标设计系统。 2．方法
时域法——以典型信号输入，分析输出量随时间变化的情况； 频域法——以谐和信号输入，分析输出量随频率变化的情况；
根轨迹法——根据系统的特征方程式的根，随系统参数的变化规律来研究系统（又称图解法）。 二．现代控制理论 1．引入状态空间概念； 2．动态最佳控制； 3．静态最优控制； 4．自适应和自学习系统。
图14 瓦特调速器
第二章
控制系统的数学模型
为了确定控制系统内部各物理量之间定量关系，必须建立数学模型。这一章中心问题是如何从控制系统实体中抽象出数学模型。
第一节 机械系统的数学模型
1.机械平移系统（应用牛顿定律）∑F=0, F=m a
F(t)-c x -kx=m x
或 F(t)-F c (t)-F k (t)=m
x
F c (t)=阻尼器产生的阻尼力，为c
x
(t) F k (t)=弹性恢复力， 为kx(t)
整理：m
x
+c x +kx=F(t) 2．机械旋转系统
J
θ
(t)+c θ (t)+k θ(t)=M(t) J —转动惯量
c—阻尼系数
K—刚度系数
m
F(t)
K
C
X(t)
图14
图15
3．机械传动系统参数的归算
机械系统的运动形式：旋转运动、直线运动。
机械系统的组成元件：齿轮、轴、轴承、丝杠、螺母、滑块等。
对一个复杂的大系统，必须把各部件参数归算到同一部件上。在这个部件的惯性力、阻尼力、弹性恢复力称为当量参数。
如何归算？采用单因素法。
3—1 惯性参数的归算
1．转动惯量的归算
将图示系统中的J1、J2和J3归算到a轴上。
a
b
C J
J
J
1
2
33
2
1
ω
ω
ω
,
,
,
Z
1
Z
1
`
2
Z
`
Z
图16
列各轴力矩平衡方程式：
a 轴： M=J 1
dt d ω+ M b-a b 轴： M a-b =J 2dt d ω
+ M c-b
c 轴： M b-c =J 3dt
d ω
M b-a ——负载力矩；M a-b ——是b 轴的主动（驱动）力矩。
列关系式：
b a a b M M --=
2
.2.'
11
mz F mz F =
'
11z z ，同理
'
2
2
z z M M c b b c =-- 力相等关系
由线速度相等关系：
ω1
2
1
mz =ω2
2
'1mz
得
'
11
12z z =ωω，同理，
'2
2
23z z =ωω
代入各关系式，得
M(t)=M=[J 1+J 2(
'
11Z Z )2+J3(
'2
2
'
11z z z z ?)2]
dt
d 1ω= J a ∑
dt
d 1ω
J a ∑—称为归算到a 轴上的归算转动惯量。 推之，对于系统有n 个轴，归算到a 轴时，
J a ∑ =
()
2
1
i n
i i U J ∑=
U i —是从a 轴到第i 轴的总速比，即主动齿轮齿数积/被动齿轮齿数积。
2．移动质量归算为转动惯量 列运动平衡方程式
丝杠：M=J
dt d ω+M 1 滑块: F=m dt
dv =F 轴
式中：M 1是滑块作用于丝杠的力矩； F 轴是丝杠作用于滑块的轴向力。
为求M 与F 之间的关系,列关系式,把丝杠按πD 展成平面。 tg α=F 周/F 轴=S/πD
由关系式 F 周
2
D
=M 1, 则F 轴
=F=
2
1D M S
D
?
π=S M 1
2π
根据运动关系
ωV =
t
n t S n π
2=
π
2S
代入到M=J
dt d ω+M 1中，整理后得
M=[J+m(
π2S
)2]
dt
d ω=J ∑
dt
d ω
J ∑
=J+m (
π
2S
)2
,
图17
图18
第二节 液压系统的数学模型
分析思路（见图19）：划分为两个环节。 滑阀： 输入量 x i (t)
输出量 θ(t)（中间变量） 液压缸：输入量 θ(t) 输出量 x o (t) 建立各元件方程式
图19
1、滑阀流量方程式 θ(t)=f[x i (t),
l ρ], 其中
l ρ=21ρρ- 压强差
流量θ(t)是阀芯位移x i (t)函数，同时又是负载压强差
l ρ的函数，具有非线性关系。
如果把非线性问题线性化，这是考虑在
)(t x i 额定工作点附近可展成泰勒级数办法，则
θ(t)=k q x i (t)-k p
l ρ (1)
其中k q 是流量增益系数，k p 是压力影响系数。（1）式是根据试验数据修正而来。 2、液压缸工作腔液体流动连续方程式
θ(t)=A
x
o (t)+k t l ρ+β
4v
l ρ (2)
A —工作面积，k t —漏损系数，V —液体体积压缩率，
β—弹性模量。
在不考虑液体的的可压缩性，又不考虑泄漏，（2）式可简化为
θ(t)=A
x
o (t) （3） 3、液压缸负载平衡方程式
A
l ρ=m x
o (t)+c x o (t)+kx o (t)+F(t) (4) 若自由状态，即F(t)=0,则 A
l ρ=m x
o (t)+c x o (t)+kx o (t) （5） 4、系统的运动方程式 消去中间变量
l ρ和θ(t)，得
m
x
o (t)+c x o (t)+（k+A 2/k ρ
)0x (t)=Ak q x i (t)/k p (6) 若外部系统阻尼、刚度系数不受影响，即c=0,k=0,惯性力不考虑。
则 k q x i (t)=Ax o (t) (7) 这是来多少油出多少油的关系式。
第三节 电气系统的数学模型 1.阻容感网络系统
R
L
C
(t)
u 0i u (t)
图20
由基尔霍夫第一定律（封闭系统）
0)(1
=∑=t Ui n
i
U i (t)-U R (t)-U c (t)-U L (t)=0 U i (t)-R i (t)-
C
1?dt t i )(-L
dt
t di )
(=0 dt t dUi )(=L 2
2)(dt t i d +R dt t di )(+
c 1
()t i 二阶微分方程
2．放大器网络系统
i 1(t)
0i u (t)
R 2
图21
1）比例运算放大器
由
∑=n
j 1
i j
(t)=0
i 1(t)=i 2(t)+i 3(t)
因为放大器内阻很大，i 3(t)?0，于是有 i 1(t)
?i 2(t)
即
1
)(R U t U A
i -=i 1(t)=i 2(t)=
2
)
(R t U U o A -
（引入：U o (t)=-βU A =-(104-106)U A 由于 β很大,U A ?0） U O (t)=(1+
1
2R R )U A (t)-
1
2R R U i
(t)
2）积分运算放大器
(t)
u i 0u (t)
1i
图22
同前分析过程。
i 1(t)=1)(R t U i ;U0(t)=
c 1?t
dt t i 02)(=?t
i dt t U c R 01)(1 由i 1(t) ?i 2(t)而来
输出与输入之间存在积分关系。
3）微分运算放大器
i 1(t)u 0
i u R 2
图23
由Ui(t)=?t
dt t i c 0
1
)(1得i 1(t)=c dt t dU i )( i 2(t)=
20)(R t U ,由 i 1(t) ?i 2(t) 关系式，得U 0(t)=R 2C dt
t dU i )
( 输出与输入之间存在微分关系。 第四节 线性控制系统的卷积关系式
为建立输出与输入之间的关系，常利用卷积关系式。
一.线性控制系统的权函数
X (t)0
h(t)
i
X (t)δ
图24
设图示系统，任意给输入量x i (t)，输出量为x o (t)。当x i (t)=δ(t)，即为单位脉冲函数，此时的输出（也称为响应）x o (t)记为h(t)。
h(t)称为系统的单位脉冲响应或称为权函数。
若输入脉冲发生在τ时刻，则δ(t)和h(t)曲线都会向右移动τ，形状不变。
i X (j. δ
图25-1
即 x i (t)= δ(t 1)，对应的x o (t)= h(t 1)， 其中 t 1=t-τ 定义： δ(t-τ)=
t
δ1 τ≤t ≤τ+δt
δ(t-τ)=0 其它 这里δ(t)≠δt ，δt=⊿t 二、任意输入响应的卷积关系式
当x i (t)为任意函数时，可划分为n 个具有强度A j 的脉冲函数的叠加，即
图25-2
图25-3
Xi （t ）=
∑=-n
j j
t j t A 1
)(δδ?
其中 A j =x i （j δt ）. Δt =面积=强度
在某一个脉冲函数A j δ(t-j δt)作用下，响应为A j h(t-j δt)。 系统有n 个脉冲函数，则响应为：
x o (t)=
∑=-n j j
t j t h A 1
)(δ=)(..)(1
t j t h t t j x n
j i
δδδ-∑=
当n
∞?时，∑?
?，n δt
t ?，j. δt=τ，δt=d τ
x o (t)=
?-t i
d t h t x 0
)().(ττ 卷积关系式
上式说明“任意输入x i (t)所引起的输出x o (t)等于系统的权函数
h(t)和输入x i (t)的卷积”。 三、卷积的概念与性质
定义：若已知函数f （t ）和g （t ），其积分
?
∞
∞
--τ
ττd t g f )().(存在，
则称此积分为f （t ）和g （t ）的卷积，记作
)()(t g t f *。
性质：
1、交换律
)()(t g t f *=)()(t f t g *
证明：令t-τ=t 1 d τ=-dt 1 （τ=t-t 1）
)()(t g t f *=?
∞
∞
--τ
ττd t g f )().(=
?
-∞
∞
-111)()(dt t g t t f
=
?
∞
∞
--111)()(dt t t f t g （左=右，变量可代换）证毕。
2、分配律
[])()()()()()()(3121321t f t f t f t f t f t f t f *+*=+*
3、若t ∠0时，f （t ）=g （t ）=0，则
)()(t g t f *=?-t
d t g f 0
)()(τ
ττ
f （t ）—输入；
g （t ）—系统；x 0（t ）—输出 x 0（t ）=
)()(t g t f *
四．卷积积分的图解计算
积分上下限的确定：
下限 取f （τ）和g （t-τ）值中最大一个； 上限 取f （τ）和g （t-τ）值中最小一个。
图26
第三章拉普拉斯变换
第一节傅氏变换（傅立叶变换）
一、傅氏级数的复指数形式（对周期函数而言，略讲）
二、非周期函数的傅氏积分
非周期函数f （t ）可以看作是T ∞
?周期函数f T （t ），即
f （t ）=
)(lim t f
T
T ∞
→， 若f （t ）在),(∞-∞上满足：
1、在任一有限区间上满足狄氏条件（10 连续或只有有限个第一类间断点；20 只有有限个极值点）；
2、在),(∞-∞上绝对可积（
dt t f ?
∞
∞
-)(收敛）。
f （t ）=
ωττπ
ωωτd d f e
e t j j .)(21
??∞
∞-∞∞--?????? 非周期函数的积分式
三、傅氏变换
1、傅氏变换概念
在傅氏积分式中，令dt t f F e
t
j ?∞
∞
--=ωω)()(
t 是积分变量，积分后是ω的函数。
称 F （ω）=F[f （t ）]——傅氏变换 f （t ）=F -1[F （ω）]——傅氏逆变换
2、傅氏变换的缺点说明
10 条件较强，要求f （t ）绝对收敛。做不到。
例如，1（t ）、Asin ωt ，它们的积分
dt t f ?
∞
∞
-)(均发散，即F[f （t ）]不存在，无法进行傅氏变换。
20 要求f （t ）在),(∞-∞有意义，而在实际中， t ＜0常不定义。
解决的办法：
10 将f （t ）乘以收敛因子e -σ
t 使积分
dt e t f t ?
∞
∞
--σ)(收敛（σ>0）；
20 将f （t ）乘以1（t ），使当t ＜0时，函数值为零。可将积分区间由),(∞-∞换成),0(∞。
于是傅氏变换变形为拉氏变换L[f （t ）]： L[f （t ）]=
dt t f dt t f dt t t f e e
e
e st
t
j t
j t .).(.)(.]).(1).([0
)(_???
∞
-∞
+--∞
∞
-==ωσωσ
其中 S=
ωσj +—复变量。成立的条件是 Re （s ）=σ>0
经过处理，能解决大部分工程上的问题。这就是Laplace 变换(F.L.Z.H.W.X).
第三节 拉普拉斯变换(Laplace)
一. 定义: 1.若t ≥0时,x(t)单值;t<0时,x(t)=0
2.
dt t x e st
?
∞
-0
)( 收敛,R e (s)= σ>0
则称 X(s)=
dt t x e st
?
∞
-0
)(为x(t)的拉氏变换式,记作
X(s)=L[x(t)]
X(t)=L -1[X(s)] 拉氏逆变换
二. 举例
1. 脉冲函数δ(t)的拉氏变换 L[δ(t)]=1
2. 单位阶跃函数x(t)=1(t)=1的拉氏变换 X(s)=L[1(t)]=
s
dt e st
1
..10
=
?
∞
-, Re(s)>0 即σ>0 3．x （t ）=
e
t
α，
α
—常数
)(s X =L[e
t
α]=
α
α-=
?∞
--s dt e
t
s 10
)( Re(s)>0 即σ>
α
4、x （t ）=sin
ωt ，ω—常数
)(s X =L[sin ωt]=
dt j dt t e e e
e
st
t j t j st
.][21..sin 00
--∞∞
--=??
ωωω
=
2
2]11[21ωωωω+=+--s j s j s j Re(s)>0
5．X （t ）=t n 幂函数的拉氏变换 利用伽玛函数方法求积分。 )
(s X =L （t n ）=
dt t e st
n ..0
-∞
?
dt e t n t n .)(0
1-∞
-?=Γ
dt e t n t n .)1(0
-∞
?=+Γ Γ 函数标准形式
令st=u ，t=
s
u t n =s -n u n dt=
s
1
du ，则
)(s X =)1(11....)
1(0
)
1(10
+Γ=
=
+-∞
+--∞
-?
?n s
du e u s
s du e u s n u n n u n n
若n 为自然数，X （s ）=L （t n ）=
)
1(!
+n s n Re(s)>0
比如：x （t ）=t ，
)(s X =2
1s
x （t ）=t 2 ，
)(s X =3
2s
x （t ）=t 3 ， )(s X =4
6s
第三节 拉氏变换的基本定理
与傅氏变换的定理差不多，但有的定理不相同，同时比傅氏变换定理多也许一些。 1、线性定理（比例和叠加定理） 若L[x 1（t ）]=X 1（s ）， L[x 2（t ）]=X 2（s ）
机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率
1.一个非线性时不变电感元件在偏置电流I(t)=2sint 作用下，其小信号等效电感为 L d (t)=cos2t 。求该电感元件的成分关系Ψ=f(i)。 2.判断下图中网络是否属于端口型线性网络，并说明理由。 1' 1 1H i L 20Ω i L （0）=1A 3.下图中给出了用运放和电阻元件实现CNIC 的电路。试证明其与电流反相型负 阻抗变化器（CNIC ）间的等效性。 图：CNIC(2 1 21,1R R k k = =) 4.一个非线性时不变电阻元件的成分关系为3 3u i i =-,试求该电阻在偏置电流 (t)cos 4t I =作用下的小信号等效电阻。判断该小信号等效电阻是否为非线性的， 是否为时不变的。 5.已知如图所示SFG 中的源节点变量E=1，试通过化简SFG 的方法求出汇节点变 量的值。
4 6.设()L t 为线性时变电感，试证明：当且仅当 ()0L t ≥和 ()0L t ≥（对所有t ） 该电感是无源的。 7.用拓扑公式求如图所示有载二端口网络的转移电压比T （s ）=U 2（s ）/ U 1（s ）。 R 1R 5 C 2 C 4 L 3 U 2(t)U 1(t)++ - -12 2' 1'
答案： 1解 2.解： 1' 1 1H i L 20Ω i （0）=1A U(t) i (t) 因为网路的端口型线性性质包括齐次性和可加性。如图， 0() ()()(0)20 t L u t i t u t dt i =++? ，因为初始时刻，(0)10L i A =≠,所以端口网路不具备 齐次性也不具备可加性，因此端口网路是端口型非线性网路。 3. 解：可做出其零泛器电路的等效图 由零泛器图可知： 21u u = （1） 02211=-i R i R
第1章绪论 2 ?使用数据库系统有什么好处？ 答：使用数据库系统的优点是很多的，既便于数据的集中管理，控制数据冗余，提高数据的利用率和一致性，又有利于应用程序的开发和维护。 6 .数据库管理系统的主要功能有哪些？ 答：（I ）数据库定义功能；（2 ）数据存取功能； （3 ）数据库运行管理；（4 ）数据库的建立和维护功能。 8 ?试述概念模型的作用。 答：概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模， 是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。 12 ?学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教 授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由 若干学生选修。请用E —R图画出此学校的概念模型。 答：实体间联系如下图所示，联系-选修有一个属性：成绩。 各实体需要有属性说明，需要画出各实体的图（带属性）或在下图中直接添加实体的属性，比如：学生的属性包括学号、姓名、性别、身高、联系方式等，此略。 13 ?某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。 这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品
分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用 E 一R图画出此工厂产品、零 件、材料、仓库的概念模型。 答：各实体需要有属性，此略。 联系组成、制造、储存、存放都有属性：数量。 20 ?试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？ 答：数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。 外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有 关的数据的逻辑表示。 模式，亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公 共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通 常是模式的子集。 内模式，亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储 方式的描述。 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。数据库系统 在这三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像，这两层映像保 证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 22 ?什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系 统具有数据与程序的独立性？ 答：数据与程序的逻辑独立性是指用户的的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。 数据与程序的物理独立性是指用户的的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。 当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等），由数据库管 理员对各个外模式/模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式／内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。 解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有： 高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有： 高压侧 额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 840322A I I N ===φ
2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。 解：在一次侧计算有： )(55.42200 1010311A U S I N N N =?== )(48455 .42200 111Ω=== N N N I U Z 10220 220021===N N U U k I 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A) )(6.3036.010222'2Ω=?==r k r )(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k )(0.27262.7222 2Ω=+=+=k k k x r Z ∴ )(1347228.070 2 20Ω=== I p r Fe m )(9649228 .02200 00Ω=== I U Z m )(955513479649222 2Ω=-=-=m m m r Z x ∴ 015.0484 2 .71*=== N k k Z r r 78.24841347 1*=== N m m Z r r 054.0484 26 1*===N k k Z x x 74.194849555 1*=== N m m Z x x 056.0484 27 1*===N k k Z Z Z 94.19484 9649 1*=== N m m Z Z Z T 型等效电路 近似等效电路 2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流 I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。 （1）试求该变压器在空载时的参数r 0及x 0，以及短路参数r k 、x k ，所有参数均归算到高压侧，作出该变压器的近似等效电路。 （2）试求该变压器供给额定电流且cos θ2=0.8滞后时的电压变化率及效率。 '2&'' '2 &' '
第1章绪论 2 ．使用数据库系统有什么好处？ 答：使用数据库系统的优点是很多的，既便于数据的集中管理，控制数据冗余，提高数据的利用率和一致性，又有利于应用程序的开发和维护。 6 ．数据库管理系统的主要功能有哪些？ 答：( l ）数据库定义功能；( 2 ）数据存取功能； ( 3 ）数据库运行管理；( 4 ）数据库的建立和维护功能。 8 ．试述概念模型的作用。 答：概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。 12 ．学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。请用 E 一R 图画出此学校的概念模型。 答：实体间联系如下图所示，联系－选修有一个属性：成绩。 各实体需要有属性说明，需要画出各实体的图（带属性）或在下图中直接添加实体的属性，比如：学生的属性包括学号、姓名、性别、身高、联系方式等，此略。 13 ．某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用 E 一R 图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型。 答：各实体需要有属性，此略。 联系组成、制造、储存、存放都有属性：数量。
20 ．试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？ 答：数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。 外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 模式，亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。 内模式，亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMs 管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式／模式映像和模式／内模式映像，这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 22 ．什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？ 答：数据与程序的逻辑独立性是指用户的的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。 数据与程序的物理独立性是指用户的的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。 当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等），由数据库管理员对各个外模式／模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式／内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即●最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。
阅前提示：以下习题答案仅供参考，未经仔细核实，定有不少谬误，如有发现，请及时指正，谢谢！ 习题1 1. 一个非线性电阻元件的电压、电流分别为：u(t) = cos ωt ，i(t) = cos4ωt(u 、i 参考方向一致)。求该电阻元件的构成关系。 i(t) = cos4ωt = 8cos 4ωt -8cos 2ωt+1 = 8u 4(t)-8u 2(t)+1 2．二端元件的电压、电流分别为u(t) = 2cost ，i(t) = 0.5-cost ，试确定元件类型(即属于电阻、电感、电容等中的哪一类)，并论证其无源性。 i(t) = 0.5-cost = 0.5-0.5u(t) 0T d )cos 5.0(cos 2d )(i )(u )t ,t (W T T 0<-=ττ-τ=τττ=?? 电阻，有源。 3．有两个二端元件，其电压、电流关系方程分别为 dt ) t (di ) t (2i u(t) (2) dt du(t)2u(t)i(t) )1(2== 试确定各元件类型，并论证各元件的无源性。 （1）因为dt du dt dq i 2 = =，所以q = u 2+A ，A 为常数，电容元件。 )t (u 3 2 d d du u 2u d )(i )(u )t (W 3t t =ττ?=τττ=??∞-∞-，当u<0时，W(t)<0，有源。 （2）因为dt di 32dt d u 3 = ψ=，所以ψ = 32i 3+A ，电感元件。 0)t (i 2 1 id d di i 2d )(i )(u )t (W 4t 2t ≥=τ?τ=τττ=??∞-∞-，无源。 4．如题图1所示二端口电路，其中非线性电阻r 的构成关系为u r = i r 3。此二端口是有源的还是无源的。 p = u 1i 1+u 2i 2 = i = (i 1R 1+u R )i 1+(i 2R 2+u R )i 2 = i 12R 1+i 22R 2+i R 4≥0 0pd d )()()t (W t t =≥τ=τττ=??∞ -∞ -i u ，无源。 5．图1.23中对四种线性受控源给出了其一种零泛器模型。证明各含零泛器电路与对应受控源间的等效性。 6． 图1.16给出了用运放和电阻元件实现的CNIC 和VNIC 的电路。试证明各含运放电路与对应的负阻抗变换器间的等效性。 题图1
《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编
第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。
数据库原理课后题答案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
第1章 1.试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。 答:(1)数据：描述事物的符号记录成为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。数据与其语义是不可分的。 （2）数据库：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织。描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 （3）数据库系统：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发人具）、应用系统、数据库管理员构成。 （4）数据库管理系统：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操作功能、数据库的建立和维护功能。 6.试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么 答：数据库系统的三级模式机构由外模式、模式和内模式组成。 外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 模式亦称逻辑模式，是数据库中全体数据呃逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。 内模式，亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它对数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。 为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式∕模式映像和模式∕内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 7.定义并解释下列术语。 外模式：亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最 终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 内模式：亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 模式：亦称逻辑模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。 DDL：数据库定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。 DML：数据操纵语言，用来对数据库中数据进行查询、插入、删除和修改的语 句。 8.什么叫数据与程序的物理独立性什么叫数据与程序的逻辑独立性为什么数据库系统具有数据与程序的独立性
机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。
习题参考答案 第1章习题参考答案 一、选择题 1. C 2. B 3. D 4. C 5. D 6. B 7. A 8. B 9. D 10. B 11. C 12. D 13. D 14. D 15. B 16. C 17. D 18. A 19. D 20. A 21. D 22. D 23. C 24. A 25. C 二、填空题 1. 数据库系统阶段 2. 关系 3. 物理独立性 4. 操作系统 5. 数据库管理系统（DBMS） 6. 一对多 7. 独立性 8. 完整性控制 9. 逻辑独立性 10. 关系模型 11. 概念结构（逻辑） 12. 树有向图二维表嵌套和递归 13. 宿主语言（或主语言） 14. 数据字典 15. 单用户结构主从式结构分布式结构客户/服务器结构浏览器/服务器结构 16. 现实世界信息世界计算机世界 三、简答题 1、简述数据库管理技术发展的三个阶段。各阶段的特点是什么？ 答：数据库管理技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。 (1）、人工管理数据的特点：
A、数据不保存。 B、系统没有专用的软件对数据进行管理。 C、数据不共享。 D、数据不具有独立性。 （2）、文件系统阶段的特点： A、数据以文件的形式长期保存。 B、由文件系统管理数据。 C、程序与数据之间有一定的独立性。 D、文件的形式已经多样化 E、数据具有一定的共享性 （3）、数据库系统管理阶段特点： A、数据结构化。 B、数据共享性高、冗余度底。 C、数据独立性高。 D、有统一的数据控制功能。 2、从程序和数据之间的关系来分析文件系统和数据库系统之间的区别和联系 答：数据管理的规模日趋增大，数据量急剧增加，文件管理系统已不能适应要求，数据库管理技术为用户提供了更广泛的数据共享和更高的数据独立性，进一步减少了数据的余度，并为用户提供了方便的操作使用接口。数据库系统对数据的管理方式与文件管理系统不同，它把所有应用程序中使用的数据汇集起来，以记录为单位存储，在数据库管理系统的监督和管理下使用，因此数据库中的数据是集成的，每个用户享用其中的一部分。 3、简述数据库、数据库管理系统、数据库系统三个概念的含义和联系。答：数据库是指存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。 数据库管理系统是软件系统的一个重要组成部分，它通过借助操作系统完成对硬件的访问，并对数据库的数据进行存取、维护和管理。 数据库系统是指计算机系统中引入数据库后的系统构成。它主要由数据库、数据库用户、计算机硬件系统和计算机软件系统几部分组成。 三者的联系是：数据库系统包括数据库和数据库管理系统。数据库系统主要通过数据库管理系统对数据库进行管理的。 4、数据库系统包括哪几个主要组成部分？各部分的功能是什么？画出整个数据库系统的层次结构图。 答：数据库系统包括：数据库、数据库用户、软件系统和硬件系统。 数据库主要是来保存数据的。 数据库用户是对数据库进行使用的人，主要对数据库进行存储、维护和检索等操作。 软件系统主要完成对数据库的资源管理、完成各种操作请求。 硬件系统主要完成数据库的一些物理上的操作，如物理存储、输入输出等。
习题参考答案 第１章习题参考答案 一、选择题 １、 C 2、 B 3、Ｄ 4、Ｃ５、 D 6、 B 7、 A 8、 B 9、 D 10、 B １1、Ｃ１2、Ｄ 1３、 D 14、 D 15、 B 16、Ｃ 17、 D 18、Ａ１9、Ｄ 20、 A 21、 D ２2、 D 23、 C ２４、 A ２5、 C 二、填空题 １、数据库系统阶段 2、关系 3、物理独立性 4、操作系统 ５、数据库管理系统(ＤBＭＳ） ６、一对多 7、独立性 8、完整性控制 9、逻辑独立性 10、关系模型 11、概念结构(逻辑） 1２、树有向图二维表嵌套与递归 １３、宿主语言(或主语言) 1４、数据字典 １５、单用户结构主从式结构分布式结构客户/服务器结构浏览器/服务器结构 16、现实世界信息世界计算机世界 三、简答题 1、简述数据库管理技术发展得三个阶段。各阶段得特点就是什么? 答:数据库管理技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段与数据库系统阶段。 （１)、人工管理数据得特点: A、数据不保存。 B、系统没有专用得软件对数据进行管理。 C、数据不共
享。D、数据不具有独立性。 (2)、文件系统阶段得特点: Ａ、数据以文件得形式长期保存。B、由文件系统管理数据。C、程序与数据之间有一定得独立性。 D、文件得形式已经多样化Ｅ、数据具有一定得共享性 (3)、数据库系统管理阶段特点: A、数据结构化。 B、数据共享性高、冗余度底。 C、数据独立性高。 D、有统一得数据控制功能。 ２、从程序与数据之间得关系来分析文件系统与数据库系统之间得区别与联系 答：数据管理得规模日趋增大，数据量急剧增加,文件管理系统已不能适应要求,数据库管理技术为用户提供了更广泛得数据共享与更高得数据独立性,进一步减少了数据得余度,并为用户提供了方便得操作使用接口。 数据库系统对数据得管理方式与文件管理系统不同，它把所有应用程序中使用得数据汇集起来,以记录为单位存储,在数据库管理系统得监督与管理下使用，因此数据库中得数据就是集成得,每个用户享用其中得一部分。 3、简述数据库、数据库管理系统、数据库系统三个概念得含义与联系。 答：数据库就是指存储在计算机内、有组织得、可共享得数据集合。 数据库管理系统就是软件系统得一个重要组成部分,它通过借助操作系统完成对硬件得访问,并对数据库得数据进行存取、维护与管理。 数据库系统就是指计算机系统中引入数据库后得系统构成。它主要由数据库、数据库用户、计算机硬件系统与计算机软件系统几部分组成。 三者得联系就是：数据库系统包括数据库与数据库管理系统。数据库系统主要通过数据库管理系统对数据库进行管理得。 4、数据库系统包括哪几个主要组成部分？各部分得功能就是什么?画出整个数据库系统得层次结构图。 答：数据库系统包括:数据库、数据库用户、软件系统与硬件系统。 数据库主要就是来保存数据得。 数据库用户就是对数据库进行使用得人,主要对数据库进行存储、维护与检索等操作。 软件系统主要完成对数据库得资源管理、完成各种操作请求。 硬件系统主要完成数据库得一些物理上得操作,如物理存储、输入输出等。
第一章绪论 1、控制论的中心思想、三要素和研究对象。 中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 三要素：信息、反馈与控制。 研究对象：研究控制系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2、反馈、偏差及反馈控制原理。 反馈：系统的输出信号部分或全部地返回到输入端并共同作用于系统的过程称为反馈。 偏差：输出信号与反馈信号之差。 反馈控制原理：检测偏差，并纠正偏差的原理。 3、反馈控制系统的基本组成。 控制部分：给定环节、比较环节、放大运算环节、执行环节、反馈（测量）环节 被控对象 基本变量：被控制量、给定量（希望值）、控制量、扰动量（干扰） 4、控制系统的分类 1）按反馈的情况分类 a、开环控制系统：当系统的输出量对系统没有控制作用，即系统没有反馈回路时，该系 统称开环控制系统。 特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。
第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。
第1章导论 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。特点：导磁率高。 电路：紫铜线。特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片，永磁材料铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。与磁场交变频率f，磁通密度B，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的eT与磁密B，运动速度v，导体长度l，匝数N有关。 自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。 对空心线圈：所以 自感： 所以，L的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。 闭合铁心μ??μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 在图中，若一次绕组外加正弦电压u1、绕组电阻R1、电流i1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u1为正弦电压，∴电流i1也随时间变化，由i1产生的磁通随时间变化，由电磁感应定律知产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。 (3) (4) i1增加，如右图。i1减小 在图中，如果电流i1在铁心中建立的磁通是，二次绕组的匝数是，试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式，并写出感应电动势与磁通量关系的复数表示式。
第1章 1.试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。 答:(1)数据：描述事物的符号记录成为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。数据与其语义是不可分的。 （2）数据库：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织。描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 （3）数据库系统：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发人具）、应用系统、数据库管理员构成。 （4）数据库管理系统：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操作功能、数据库的建立和维护功能。 6.试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？ 答：数据库系统的三级模式机构由外模式、模式和内模式组成。 外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 模式亦称逻辑模式，是数据库中全体数据呃逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。
内模式，亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它对数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。 为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式∕模式映像和模式∕内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 7.定义并解释下列术语。 外模式：亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 内模式：亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 模式：亦称逻辑模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。 DDL：数据库定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。DML：数据操纵语言，用来对数据库中数据进行查询、插入、删除和修改的语句。 8.什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么
《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-==