自控原理試題及參考答案

1、200/200學年第課程名稱：專業(yè)班級：本卷為卷，共頁，考試方式：題 號一二三四五六七得 分閱卷人學期考試試卷課程代碼：教學班號：，考試時間：分鐘八九十總 分復核人一 . 填空題（ 40 分）（ 1） 控制系統(tǒng)的基本要求是 _、 _ 、 _。（ 2） 脈沖傳遞函數(shù)是 _ 。（ 3） 幅頻特性是指 _ 。（ 4） 系統(tǒng)校正是指 _ 。（ 5） 幅值裕量是指 _ 。（ 6） 香農定理是指 _ 。（ 7）圖 a 的傳遞函數(shù)為 G(s)=_。（ 8）圖 b 的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)=_ 。（ 9）圖 c 的傳遞函數(shù)為 G(s)=_。32時系統(tǒng)穩(wěn)定的k 值范圍 _。（ 10） s +5s+8s+6=0

2、 此特征方程的根的實部小于 -1（ 11） 圖 d 的傳遞函數(shù)為 K=_。（ 12） 圖 e 的 c=_ 。（ 13） 圖 f 為相位 _ 校正。（ 14） 圖 g 中的 =_Kg=_。（ 15） 圖 h、 i 、 j 的穩(wěn)定性一次為 _、_ 、_。（ 16） A(s)=s6=2s 5+8s4+12s3+20s2+16s+16=0 則次系統(tǒng)是否穩(wěn)定 _。（ 17） 開環(huán)傳遞 G(s)=k(T 1s+1)/s 2 (T 2s+1),(T 1T2,k 、 T1、 T2 為常數(shù) ) 則 max=_。L( )20L( )7510 50-20-40-201圖 d 10圖 cX i(s)X o(s)1.3

3、120L( )-201010 c-20圖 eC(t)ImImImReReRe-1P=1-1P=2-1P=1V=2V=1V=0圖 h圖 i圖 k二 . 判斷題（每題 2 分，共 10 分）1.在任意線性形式下 Laf1(t)-bf(t)= aF(s)-b F(s)( )2122.拉普拉斯變換的終值定理為 lim f (t)lim sF(s)( )ts3. G1212（ S） ( )s）和 G （S）為并串聯(lián)連接則等效后的結構為GsG.4.設 初 始 條 件 全 部 為 零X (t )X (t ) X (t)(t ) 則2tsin 3X (t)e 2t ( )325.一階系統(tǒng)在單位階躍響應下t s

4、 (5%)3T( )三. 求下圖對應的動態(tài)微分方程（10 分）R1C1R2uuioC2四. 求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。Y1(s)/X 1(s) 、 Yo(s)/X2(s) 、 Y2(s)/X 1(s) 、 Y2(s)/X 2(s) 。（ 10 分）X (s)Y(s)1G (s)11G2(s)G (s)4Y 2(s)X 2(s)G3(s)五 . 復合控制系統(tǒng)結構圖如下圖所示，圖中K1、K2、 T1、 T2 是大于零的常數(shù)。Gc(s)X i(s)E(s)X o(s)K 1/T 1s+1K2 /s(T2s+1)_a、 確定當閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時，參數(shù)K1、 K2、 T1、 T2 應滿足的條件。b、 當輸入 (t)

5、=V ot 時，選擇校正裝置G(s) 使得系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差。 （ 10 分）六 .結構圖如下， T=1s，求 G(z) 。（10 分）X i(t)o(1 e-Ts)/sX (t)1/s(s+1)七 .設負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：K;G(s)2(s 1)( s 5)( s6s 13)試繪制 K 由 0 - 變化的閉環(huán)根軌跡圖。（ 10 分）自動控制原理試卷7 答案一（ 40 分）(1)穩(wěn)定性快速性準確性（3 分）(2)脈沖傳遞函數(shù)是指在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的z 變換與系統(tǒng)輸入量的z 變換之（3 分）比。(3)幅頻特性與相頻特性統(tǒng)稱為頻率特性。（3 分）(4) 為了使系統(tǒng)達到我們的要求，給系統(tǒng)

6、加入特定的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)達到我們的要求。傳遞函數(shù)是指在零初始條件下，系統(tǒng)輸出量的拉式變換與系統(tǒng)輸入量的拉式變這個過程叫系統(tǒng)校正。(5) 系統(tǒng)距離不穩(wěn)定的角度，(6) 要求離散頻譜各分量不出現(xiàn)重疊 s 2 max(7)G(s)G1 (1G2 )G1)(1G2 )G1(1(8) ts=4/( n)(9)0.1sG(s)1)(0.02s(10) 4K T T K K1212121212即可滿足穩(wěn)定條件besslims0s e (s)R(s)limss( T1 s 1)( T2 s 1) K 2 G c ( s )( T1 s 1) V0?2s0ss (T1 s 1)( T 2 s 1) K 1 K 2

7、（ 1 分）（ 1 分）（ 2 分）故 Gc ( s)六（ 10 分）G( s)令 G2 ( s)V0G c ( s )令 1 K 2 0limss 0 K 1 K 2sK 2X 0 (s)1 e Ts1X i (s)ss( s 1)121)s ( s（ 1 分）（ 1 分）（ 2 分）（ 1 分）則G 2 ( z) z1 z111zzz2( s 1)s2ss 1(z 1)2z 1 z e1s（ 2 分）z( z e 1 ) ( z1)( ze 1 )( z 1) 2( z1)2 ( z e 1 )G( z) (1 z 1 )G2 ( z)z20.368z0.2641.368z0.368七 . （ 10 分）1)四個極點 -p 1=-1, -p2=-5, -p3,4 =-3 j2 。2) 漸進線153334( 2k1)18045， 135，225， 315（ k=0,1,2,3）43）軸上的根軌跡在區(qū)間-5 ， -1 。4）分離點 P(s)=1Q(s)=(s+1)(s+5)(s2+6s+130)P(s)Q(s)- P(s)Q(s)=4s 3+36s 2+108s+108=0 = 2(s+3)3=0得 s1， 2， 3=-3 ，均為分離點， K=16。分離角180正好與漸進線重合。4545）出射角 -p 3=180 - （ -3+j2+5 ） - （ -3+j2+1 ）- （ -