河北工程大學(xué)大學(xué)自控考題

1、河北工程學(xué)院 2005 2006學(xué)年第 一 學(xué)期期 考試試卷 （ A ）卷一、 已知一個(gè)系統(tǒng)由如下方程組組成，試?yán)L制該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（分），并求出閉環(huán)傳遞函數(shù)（分）。（共1分）二、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求增益K 的穩(wěn)定域（分），若要求系統(tǒng)的特征根全部位于垂線s=-1之左側(cè)，試問K值的允許調(diào)整范圍（分）。（共分）三、設(shè)圖所示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖所示，試確定參數(shù)、和a的數(shù)值。（15分）C(s)（s）圖：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖t(s)2.01.61.20.80.402.18h(t)1.002.00圖：單位響應(yīng)曲線四、某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，試作系統(tǒng)閉環(huán)根軌跡。（分）五、最小相系統(tǒng)對數(shù)幅頻漸近特性

2、如圖3所示，試確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（分）0100w-60dB/dec-40dB/dec-20dB/dec20dB/dec0.12053040圖：某系統(tǒng)對數(shù)幅頻漸近特性曲線六、設(shè)單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：試設(shè)計(jì)一個(gè)無源超前校正網(wǎng)絡(luò)，使已校正系統(tǒng)的相角裕度不小于，截止頻率不低于(rad/s)。（分）河北工程學(xué)院2005 2006學(xué)年第 一 學(xué)期期 考試試卷 （ B ）卷一、系統(tǒng)的微分方程組如下：式中，均為正常數(shù)，試建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求出傳遞函數(shù)。（15分）二、設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：要求系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。試確定k和T的范圍。（15分）三、圖1是飛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的簡單結(jié)構(gòu)圖。試選擇參數(shù) K和，使

3、系統(tǒng)的，并討論系統(tǒng)在單位階躍作用下的各項(xiàng)性能指標(biāo)。（15分）_C(s)R（s）K四、設(shè)系統(tǒng)如圖2所示，求：（1）畫由變化時(shí)系統(tǒng)根軌跡。（2）求系統(tǒng)呈欠阻尼的開環(huán)增益范圍。（3）根軌跡上標(biāo)出系統(tǒng)最小阻尼比時(shí)閉環(huán)極點(diǎn)。 圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（20分）五、已知最小相位系統(tǒng)的近似對數(shù)幅頻曲線如圖3所示。寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。（10分）-20dB/dec40dB/dec4003.16-20250圖3：系統(tǒng)的近似對數(shù)幅頻曲線六、設(shè)單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：在r(t)=t信號作用下穩(wěn)態(tài)誤差，試設(shè)計(jì)一個(gè)無源超前校正網(wǎng)絡(luò)，使已校正系統(tǒng)的相角裕六、設(shè)單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：在r(t)=t信號作用下穩(wěn)態(tài)誤差，試設(shè)

4、計(jì)一個(gè)無源超前校正網(wǎng)絡(luò)，使已校正系統(tǒng)的相角裕度不小于，截止頻率不低于60(rad/s)。（分）河北工程大學(xué) 2007 2008 學(xué)年第 1 學(xué)期期 考試試卷 （ A ）卷一、 系統(tǒng)微分方程組如下： 其中：為輸入，c為輸出，均為常數(shù)。試建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求傳遞函數(shù)及。（本題15分）二、系統(tǒng)特征方程如下，用勞斯判據(jù)確定系統(tǒng)正實(shí)部根的個(gè)數(shù)。要求：作出勞斯表（本題8分）三、如圖所示系統(tǒng)，求1、當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差。 2、當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差。 3、若要減少，應(yīng)如何調(diào)整？ 4、如分別在擾動(dòng)點(diǎn)之前或之后加入積分環(huán)節(jié)，對有何影響？（本題15分）N(s)C(s)_E(s)R(s)四、某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：

5、，作系統(tǒng)閉環(huán)根軌跡。提示：分離點(diǎn)為0.46,-2.22。（本題15分）五、單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，確定使相角裕度等于的a值。（本題10分）六、一單位負(fù)反饋的開環(huán)對數(shù)幅品漸進(jìn)曲線如圖所示，要求：1、寫出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。2、判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、將幅頻向右平移10倍頻程，討論對系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響。（本題15分）-40dB/dec-20dB/dec-40dB/dec-20dB/decw/s-120lg|G(jw)|/dB410.200.1七、單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：（本題15分）設(shè)計(jì)一個(gè)校正網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)的相穩(wěn)定裕度不小于，截止頻率不低于50 rad/s。八、1、寫出繼電特性的描

6、述函數(shù)。2、簡述確定自激振蕩的方法（本題7分）考試試卷標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)專用紙A( )卷 2007 / 2008 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程 自動(dòng)控制原理 班級 自動(dòng)化05-14 閉卷 姓名 趙奇 一、（15分）_ncrK0K1二、（10分）第2行第1項(xiàng)為零，用(s+1)乘以原特征方程，得新的特征方程第1列變號2次，具有2個(gè)正實(shí)部根。三、（20分）系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為： 1、2、3、增加可同時(shí)減少由階躍型輸入所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差；增加只對減少階躍輸入所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差有效。4、在擾動(dòng)點(diǎn)之前的前向通道中加入積分環(huán)節(jié)，可使系統(tǒng)成為一階無差系統(tǒng)，利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)；在擾動(dòng)點(diǎn)后的前向通道加積分環(huán)節(jié)，對減少擾動(dòng)

7、作用下的穩(wěn)態(tài)誤差無效。四、（15分）1、4條根軌跡2、（0，1），（-，-1）是根軌跡3、漸近線4、分離點(diǎn)5、分離角6、起始角7、與虛軸交點(diǎn)五、（10分）相角裕度 六、（20分）1、，當(dāng)時(shí)，得K=2，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：。2、在20lg|G(jw)|>0區(qū)域內(nèi)相頻曲線對線無穿越，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。3、平移后系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：，所以階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間為原來的1/10。所以超調(diào)量不變。七、(15分)1、原系統(tǒng)的截止頻率為44.16 rad/s，相穩(wěn)定裕度為：截止頻率和相穩(wěn)定裕度均不滿足要求，須加入串聯(lián)超前校正。2、校正網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)地函數(shù)為：3、取校正后系統(tǒng)的截止頻率 rad/s，相角裕度則，計(jì)算得：a=

8、4.4;T=0.01;K=0.64校正后系統(tǒng)的截止頻率為，相角裕度，滿足要求。八、（7分）1、2、系統(tǒng)中如有近似于正弦形式的振蕩，它的參數(shù)可由和曲線的交點(diǎn)來確定，振幅X0的值由曲線求出，而振蕩頻率w0的值可由曲線求出?？荚囋嚲順?biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)專用紙A( )卷 2007 / 2008 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程 自動(dòng)控制原理 班級 自動(dòng)化05-14 閉卷 姓名 趙奇 一、（15分）_ncrK0K1二、（10分）第2行第1項(xiàng)為零，用(s+1)乘以原特征方程，得新的特征方程第1列變號2次，具有2個(gè)正實(shí)部根。三、（20分）系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為： 1、2、3、增加可同時(shí)減少由階躍型輸入所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差；增加

9、只對減少階躍輸入所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差有效。4、在擾動(dòng)點(diǎn)之前的前向通道中加入積分環(huán)節(jié)，可使系統(tǒng)成為一階無差系統(tǒng)，利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)；在擾動(dòng)點(diǎn)后的前向通道加積分環(huán)節(jié)，對減少擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差無效。四、（15分）1、4條根軌跡2、（0，1），（-，-1）是根軌跡3、漸近線4、分離點(diǎn)5、分離角6、起始角7、與虛軸交點(diǎn)五、（10分）相角裕度 六、（20分）1、，當(dāng)時(shí)，得K=2，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：。2、在20lg|G(jw)|>0區(qū)域內(nèi)相頻曲線對線無穿越，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。3、平移后系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：，所以階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間為原來的1/10。所以超調(diào)量不變。七、(15分)1、原系統(tǒng)的截止頻率為44.1

10、6 rad/s，相穩(wěn)定裕度為：截止頻率和相穩(wěn)定裕度均不滿足要求，須加入串聯(lián)超前校正。2、校正網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)地函數(shù)為：3、取校正后系統(tǒng)的截止頻率 rad/s，相角裕度則，計(jì)算得：a=4.4;T=0.01;K=0.64校正后系統(tǒng)的截止頻率為，相角裕度，滿足要求。八、（7分）1、2、系統(tǒng)中如有近似于正弦形式的振蕩，它的參數(shù)可由和曲線的交點(diǎn)來確定，振幅X0的值由曲線求出，而振蕩頻率w0的值可由曲線求出?？荚囋嚲順?biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)專用紙A( )卷 2007 / 2008 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程 自動(dòng)控制原理 班級 自動(dòng)化05-14 閉卷 姓名 趙奇 一、（15分）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：c(t)r(t)n1(t)_K1K2n2(t)傳遞函數(shù)：