自動(dòng)控制原理試題含答案

1、s1相角儲(chǔ)備丁為（）度。（共12分）系統(tǒng)的方塊圖如下，試求：1、通過(guò)方塊圖化簡(jiǎn)求閉環(huán)傳遞函數(shù)包二）（用梅遜公式也可）。（8分）Rs題號(hào)一一三四五六七總分分?jǐn)?shù)1612241612911成績(jī)、（共16分，每空2分）填空題。1、根據(jù)有無(wú)反饋，控制系統(tǒng)可分為兩類：（）。2、傳遞函數(shù)的定義是（）。3、F（s）=一S+3一的拉氏反變換為（）。s23s24、非最小相位系統(tǒng)是指（）O5、某閉環(huán)傳遞函數(shù)為C（s）=1的控制系統(tǒng)的截止頻率6b為（）rad/s。R（s）2s16、線性采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是其特征根均位于z平面（）。7、已知某控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為一2一，則該系統(tǒng)的剪切頻率/為（）rad/s,（共2

2、4分）某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)如圖，阻尼比匚=0.5,試求:R(s)+C（s）s(s1)1、系統(tǒng)類型、階次。（2分）2、K、無(wú)阻尼振蕩角頻率8n、有阻尼振蕩角頻率0d的值。（6分）3、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)Gk（s）。（2分）4、靜態(tài)誤差系數(shù)Kp,Kv和Ka。（3分）5、系統(tǒng)對(duì)單位階躍、單位斜坡、單位加速度輸入的穩(wěn)態(tài)誤差essp,essv,essa。（3分）6、峰值時(shí)間tp,最大超調(diào)量Dp%。（4分）7、輸入信號(hào)為r（t）=2時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出c（8）、輸出最大值Cmax。（4分）四、（共16分）傳遞函數(shù)題。1、（從圖（a）,（b）中選作一題）求系統(tǒng)輸入為Xi,輸出為Xo時(shí)的傳遞函數(shù)匹國(guó)。（6分）Xi

3、（s）注：圖（a）中，Xi,X。是位移量；圖（b）中，Xi,X。是電壓量（a）（b）2、已知最小相位系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻漸近線如圖，試求對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)G（s）。（6分）3、已知采樣控制系統(tǒng)如圖所示，寫出系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)C且。（4分）五、（共12分）1、已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為GK（s）=二，試確定使系統(tǒng)產(chǎn)生持s（s22s4）續(xù)振蕩的K值，并求振蕩頻率嶼。（6分）2、下圖中，圖（a）為某一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相頻率特性曲線，圖（b）為另一系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅相頻率特性曲線，Pr為開(kāi)環(huán)右極點(diǎn)數(shù)，試判斷兩個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性。（6分）(a)(b)燕山大學(xué)試卷共8頁(yè)第7頁(yè)六、（共9分）已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的

4、開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G*-4，試求：s（s2）1、繪制開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的漸近線。（4分）2、輸入為r（t）=2sin（2t+90j時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出Css。（5分）七、（共11分）圖（a）、（b）中，實(shí)線分別為兩個(gè)最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線，采用校正后，曲線由實(shí)線變?yōu)樘摼€，試問(wèn)：1、串聯(lián)校正有哪幾種形式？（3分）2、圖（a）、（b）應(yīng)分別采取什么校正方法？（4分）、（共16分，每空2分）1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)2、當(dāng)初始條件為零時(shí)，輸出量的拉應(yīng)變換與輸入量的拉氏變換之比4、若控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)中有零點(diǎn)或極點(diǎn)在復(fù)平面s的右半部，則稱為非最小相位傳遞函數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為非最小相位系

5、統(tǒng)5、0.56、以圓心為原點(diǎn)的單位圓內(nèi)7、73,120、（共12分）R(s)一G1G2G3G4C(s)1+G3G4G5+G2G3G6+G1G2G3G4G7所以，C（s）2、（4分）E（s）R（s）、（共24分）R(s)-G7C(s)1-G7R(s)C(s)1G3G4G5G2G3G6R(s)1G3G4G5G2G3G6G1G2G3G4G71、2、1型、2階K=1n=1rad/s（2分）（2分）（2分）；3''d-n*1-=2=0.866rad/s(2分)3、-1Gk(S)=s(s1)(2分)4、KpKvKa=Pmgk(s)=3=limsGK(s)=1s)02=ljms2GK(s)=

6、0=1/(1Kp)=0(1分)(1分)(1分)essvessa=1/Kv=1/Ka二1（1分）（1分）（1分）tp=3.63(2分)-0.5二%=ekM100%Me"1.5：*100%-16.3%(2分)G1G2G3G4R(s)1G3G4G5G2G3G6G1G2G3G4G71s1:2(2分)Cmax=2（1;p%）=2.33四、（共16分）1、（從圖（a）,（b）中選作題）。(2分)（a）解：列寫動(dòng)力學(xué)微分方程:(6分)d2Xomd2tdXcdto一)=°、217、C(s)=R(s)GB(s)二c(二)=limc(t)=limsC(s)=limst:二s0s0經(jīng)拉式變換得：

7、ms2Xo(s)fsXo(s)-*1k2)Xi(s)-Xo(s)=0Xo(s)ms2Xo(s)fsXo(s)(kk2)Xo(s)=(Kk2)Xi(s)k1k2化簡(jiǎn)并整理，得：X,（s）=ms2fsk1k2R2CS1(b)解：采用運(yùn)算電阻的方法：Xo(s)R21/CsXi(s)R1R21/Cs(RiR2)Cs12、(6分)K系統(tǒng)由一個(gè)比例環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成。即G(s)=Ts1由20lgK=20得K=10;轉(zhuǎn)角頻率6T=0.5,得T=2o所以，G(S)102s13、(4分)C(z)GG(z)R(z)1GiG2(z)H(z)五、(共12分)1、(6分)方法一：系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:Gb(s)S3

8、2s24sK特征方程為：D(s)=S3列勞斯表2s24sK=03S2S1224-K一,、,24-K要使系統(tǒng)穩(wěn)定，則K>0;24K>0。得:2所以，使系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)振蕩的K值為：K=8將K=8代入特征方程，即解得其虛根為,方法二：系統(tǒng)臨界穩(wěn)定,_3_2_2_D(s)=S32s24s8=(S24)(s2)=0S=±j2。所以，振蕩頻率0=2所以過(guò)(1,j0)點(diǎn)，則Gk(s)=s(s22s4)S32s24s3、=-1j0)一3一即4t；3-0c,、KGk(j):2一-2j(423K=2切2_j(40-吟,所以，K=8,0=22、(6分)(3分)(3分)(a) N+-N=0-2=0,Zr=Pr-2N=6,所以閉環(huán)不穩(wěn)定。(b) N+-N=2-1=1,ZR=PR-2N=0,所以閉環(huán)穩(wěn)定。六、(共9分)1、(4分)Gk(s)s(s2)s(0.5s1)所以，K=2,20lgK=20lg2=6dB;0T=22、（5分）閉環(huán)傳函為Gb(s)Gk(s)1Gk(s)42一一s2s4頻率特性為、4Gb(j,)=24-j2八一、44，r、，0=2,A(w)=1,即：A(2)=1/(4-2)2(2-)242；：:中(缶)=-arctg2=-90，即：中(2)=904-2A(2)=2；平(2)-90口二0二系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出為：Css=2sin2t七、