華工 自動控制原理平時作業(yè) 參考解答過程

1、自動控制原理作業(yè)1 試將下列系統(tǒng)的結構圖化簡（本題10分）（說明：本題考查對 第二章第三節(jié) 系統(tǒng)結構圖化簡及等效變換的掌握程度，該類題目有兩種求解方法。第一種求解方法可參見課本4447頁的例題2-11、2-12、2-13等。第二種方法可利用46頁公式2-82，兩種方法結果一樣。）2.已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數如下，試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)放大系數K的取值范圍。（本題10分）（說明：本題考查對 第三章第一節(jié) 勞斯穩(wěn)定判據的理解和應用，可參見課本67頁例題3-6。一樣的求解思路）3.已知單位負反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數。（本題20分）1）試判斷該系統(tǒng)屬于幾型系統(tǒng)。2）系統(tǒng)的開環(huán)放大系數K是多少？3）

2、試判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。4）試求在輸入信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差是多少。（說明：本題考查對第三章第六節(jié) 穩(wěn)態(tài)誤差相關知識的理解和計算?？蓞⒁娬n本105頁表3-6的總結及例題3-16。）4. 某單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數如下，試求解以下性能指標：峰值時間，調解時間，超調量。（本題15分）5. 已知某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數，試繪制系統(tǒng)的對數幅頻特性圖，要求畫圖標明轉折頻率及斜率變化，必過點等必要數據，給出必要的計算過程與說明。（本題15分）（說明：本題考查對 第五章第四節(jié) 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制要點，可參見課本213217頁，對繪制步驟有詳細的說明，繪制要點是確定低頻漸近線斜率、轉折頻率、及轉折后斜率

3、的變化量?？蓞⒖凑n本作業(yè)題5-8。一樣的求解思路）6. 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數，繪制該系統(tǒng)的根軌跡。（本題10分）（說明：本題考查對 第四章第二節(jié) 系統(tǒng)根軌跡的繪制要點的理解，可參見課本141155頁的內容和例題4-4,4-14等。）7.簡答題（本題20分）1、為保證系統(tǒng)達到預期控制效果，往往會在系統(tǒng)中增加校正裝置，常用的校正裝置主要有超前校正裝置，滯后校正裝置以及滯后-超前校正裝置3種。請簡述這3種校正裝置的區(qū)別及各自對系統(tǒng)的校正作用。答: 1.超前校正裝置的目的是改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，實現在系統(tǒng)靜態(tài)性能不受損的前提下，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。通過加入超前校正環(huán)節(jié)，利用其相位超前特性來增大系統(tǒng)的相

4、位裕度，改變系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性。一般使校正環(huán)節(jié)的最大相位超前角出現在系統(tǒng)新的穿越頻率點。2.滯后校正裝置通過加入滯后校正環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的開環(huán)增益有較大幅度增加，同時又使校正后的系統(tǒng)動態(tài)指標保持原系統(tǒng)的良好狀態(tài)。它利用滯后校正環(huán)節(jié)的低通濾波特性，在不影響校正后系統(tǒng)低頻特性的情況下，使校正后系統(tǒng)中高頻段增益降低，從而使其穿越頻率前移，達到增加系統(tǒng)相位裕度的目的。3.滯后-超前校正裝置適用于對校正后系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能有更多更高要求的場合。施加滯后-超前校正環(huán)節(jié)，主要是利用其超前部分增大系統(tǒng)的相位裕度，以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能；利用其滯后部分改善系統(tǒng)的靜態(tài)性能。2、為了毫不失真地從采樣信號中恢復原連續(xù)信號，采樣的過程必須遵循香農采樣定理，同時還必須用到零階保持器。請簡述二者的概念并簡要介紹零階保持器的作用。答: 香農采樣定理：為了不失真地恢復模擬信號，采樣頻率應該不小于模擬信號頻譜中最高頻率的2倍。 零階保持器：是指實現采樣點之間插值的元件。