自動控制原理中及復(fù)習(xí)試題材料答案解析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上自動控制原理綜合復(fù)習(xí)資料一、簡答題1、常見的建立數(shù)學(xué)模型的方法有哪幾種？各有什么特點？解：分析法（機理建模法）、實驗法（系統(tǒng)辨識）和綜合法。機理分析法：機理明確，應(yīng)用面廣，但需要對象特性清晰實驗測試法：不需要對象特性清晰，只要有輸入輸出數(shù)據(jù)即可，但適用面受限綜合法：以上兩種方法的結(jié)合通常是機理分析確定結(jié)構(gòu)，實驗測試法確定參數(shù)，發(fā)揮了各自的優(yōu)點，克服了相應(yīng)的缺點2、常用改善二階系統(tǒng)得措施有哪些，并對其簡介？比例微分控制；測速反饋控制；解：比例微分控制：系統(tǒng)同時受誤差信號和誤差微分信號的雙重控制，可改善系統(tǒng)性能而不影響穩(wěn)態(tài)誤差；測速反饋控制：將速度信號反饋到系統(tǒng)輸入端，并

2、與誤差信號比較，可增大系統(tǒng)阻尼，改善系統(tǒng)動態(tài)性能3、自動控制原理中，對線性控制系統(tǒng)進行分析的方法有哪些？ 解：時域分析法、根軌跡法、頻率特性法4、減小穩(wěn)態(tài)誤差的措施主要有？ 解：增大系統(tǒng)開環(huán)增益或擾動作用點前系統(tǒng)的前向通道增益；在系統(tǒng)的前向通道或主反饋通道設(shè)置串聯(lián)校正環(huán)節(jié)；采用串級控制抑制內(nèi)回路擾動5、系統(tǒng)的性能指標(biāo)有哪些？解：控制系統(tǒng)在典型輸入信號作用下性能指標(biāo)由動態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)組成；系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)有：延遲時間；上升時間；峰值時間；調(diào)節(jié)時間；超調(diào)量；系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)誤差6、判斷線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的方法有哪幾種？解：勞斯判據(jù)； 赫爾維茨判據(jù)；根軌跡法；頻率穩(wěn)定判據(jù)；柰氏判據(jù)二

3、、計算題1、RC無源網(wǎng)絡(luò)電路圖如下圖所示，試列寫該系統(tǒng)的微分方程，并求傳遞函數(shù)Uc(s)/Ui(s)。 解：列寫電路方程： 其中， 化簡得：由拉氏變換得：2、試簡化下圖所示系統(tǒng)方框圖求其傳遞函數(shù) 解：由Mason公式得閉環(huán)傳函由方框圖得，系統(tǒng)只有一條前向通道，即， 所以得， 所以系統(tǒng)傳遞函數(shù)3、已知二階系統(tǒng)方框圖如圖所示 如要求：(1）由單位斜坡函數(shù)輸入所引起的穩(wěn)態(tài)誤差為0.25；(2) 系統(tǒng)的暫態(tài)調(diào)節(jié)時間秒（誤差帶）；試求二階系統(tǒng)閉環(huán)傳函。解：由單位斜坡函數(shù)輸入所引起的穩(wěn)態(tài)誤差為得： 由系統(tǒng)的暫態(tài)調(diào)節(jié)時間秒得 由(1)和(2)式得所以二階系統(tǒng)閉環(huán)傳函為： 4、已知單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞

4、函數(shù)為 試確定系統(tǒng)穩(wěn)定的K，的范圍。 解：由題得系統(tǒng)閉環(huán)傳函為所以特征方程為列勞斯表 得系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件為 時5、某單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 試繪制系統(tǒng)的根軌跡。解： 實軸上的根軌跡：, 漸近線： 分離點： 用試探法可得 。根軌跡如下：6、RC無源網(wǎng)絡(luò)電路圖如下圖所示，試列寫該系統(tǒng)的微分方程，并求傳遞函數(shù)Uc(s)/Uc(s)。 解：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：7、系統(tǒng)方框圖如圖示，試用方框圖變換求取傳遞函數(shù)；解： 8、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)且初始條件為c(0)=-1, =0。試求：系統(tǒng)在r(t)=2(t)+2t作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。解：（1） 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)：對應(yīng)系統(tǒng)微分方程： （

5、2分）進行拉氏變換得：故 分解部分分式得 故 （2）由于系統(tǒng)穩(wěn)定，零輸入響應(yīng)最終要趨于零，所以初始條件不影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差?？梢岳媒K值定理解題。系統(tǒng)誤差傳遞函數(shù)： 9、單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)增益、阻尼比的范圍。解： 10、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)Nyquist曲線如圖所示，P為系統(tǒng)在s右半平面的開環(huán)極點個數(shù)，為開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)個數(shù)，試判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若閉環(huán)不穩(wěn)定，確定不穩(wěn)定根的個數(shù)。 (a) (b)解： (a)：半次正穿越，一次負穿越。 Z=2 不穩(wěn)定。 (b):=2 有一次正穿越 Z=2 不穩(wěn)定11、已知某二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為，試求：（1）系統(tǒng)傳遞函數(shù) ；

6、（2）確定系統(tǒng)阻尼比、無阻尼振蕩頻率。 12、已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如所示：(1) 當(dāng)、時，試確定系統(tǒng)的阻尼比、固有頻率和單位斜坡輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差； (2) 若使，單位斜坡輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，試確定系統(tǒng)中的值，此時放大系數(shù)應(yīng)為何值。 解： (1) 時 , ， (2) ， ， 13、已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)且初始條件為c(0)=-1, =0。試求：（1）系統(tǒng)在r(t)=1(t)作用下的輸出響應(yīng)c(t)； （2）系統(tǒng)在r(t)=2(t)+2t作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。 14、控制系統(tǒng)方塊圖如圖所示：（1）當(dāng)=0時，求系統(tǒng)的阻尼比，無阻尼自振頻率和單位斜坡函數(shù)輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差； （2）當(dāng)=0.7時，試確定系統(tǒng)中的值和單位斜坡函數(shù)輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差； 解：（1） 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)：