武漢科技大學(xué)827自動控制原理-2019(A卷答案)

1、如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！2019 年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題（參考答案）科目名稱：自動控制原理（ A 卷B 卷）科目代碼： 827考試時間： 3 小時 滿分 150 分、簡答題（共 4小題，每空 3分，共 30分）1、 PI控制器的中文全稱是；PID 中具有相位超前特性的環(huán)節(jié)是答：比例積分控制器； D（微分 ）環(huán)節(jié)。2、已知 E（z）(z 15)(zz 2)，求 e*(t)*k 答： e* (t) e(KT) 5 2k 53、已知某線性定常系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為h t 5（1 e 5t） ，則該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G s 為 。5答： G（s） 52s 1as 14、

2、某單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s） as 1 ，式中 a 0.4,b 0.5系統(tǒng)開s（s b）環(huán)零點為 開環(huán)極點為 ；閉環(huán)極點為答：開環(huán)零點： -2.5；開環(huán)極點： 0， -0.5；閉環(huán)極點： -0.45+0.89j,-0.45-0.89j ；2s 15、已知超前校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc（s），則其最大超前角所對應(yīng)的頻率c 0.32s 1答： 1.256、頻域性能指標(biāo)與時域性能指標(biāo)有著對應(yīng)關(guān)系，開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的幅值穿越頻率c 對應(yīng)時域性能指標(biāo)；它們反映了系統(tǒng)動態(tài)過程的 。答：調(diào)整時間 ts ；快速性二、分析題（ 15 分） 工業(yè)上使用的光電糾偏器常用于鋼廠、 紡紗廠等長距離走料場

3、合， 其功能是糾正長距離物料 在走料過程中偏離中心的誤差， 其原理圖如圖 1 所示，其中，光電位置傳感器的輸出為電壓 信號。要求：（1）指出該系統(tǒng)的輸入量、輸出量和反饋量；（2）敘述該大門開門和關(guān)門工作原理；（3）繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！系統(tǒng)的輸入量：給定電位器電壓 Ur輸出量：物料的中心位置反饋量：光電位置傳感器電壓 U f ；回答出偏差控制思想即可3)三、求傳遞函數(shù) (10 分)已知某系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示，1)求系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C(s) / Rr (s) ；2)求系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C(s)/ Rn(s)。Rr (s)圖2答案：(1)系統(tǒng)的傳遞

4、函數(shù) C(s)/ Rr(s)(2)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C(s)/ Rn(s)G1(s)G2(s)1 G1(s) G1(s)G2(s)5 分)四、計算題( 30 分)已知某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G2(s)(1 G1(s)1 G1(s) G1(s)G2(s)5 分)G(s)，試選擇參數(shù) K 和 的值以滿足如 s( s 1)下指標(biāo)：1)當(dāng)輸入信號為 t 時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差2)當(dāng)輸入信號為單位階躍信號時，超調(diào)量0.05；25% ，調(diào)節(jié)時間 0.4s (0.02)。答案：如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！11） 系 統(tǒng) 為 1 型 系 統(tǒng) ， 當(dāng) 輸 入 信 號 為 t 時 ， 系

5、統(tǒng) 的 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 ess， 因 此 有K10.05 K 20（10 分）K2）G(s)K s( s1)與G(s)2n 比較，可知： s（s 2 n ）n12ts（ 0.02） 0.4 0.05 （ 10 分） n下面步驟二選一都得 10 分（若有其他方法解出一樣答案，也得10 分）而 % e 1 100% 25%1.39 11 2 614 K32綜合： K20 ；0.05；14 K3 可以選擇：0.05, K 202或者選擇0.05, K 201，驗算得此時 ，計算2% e 1 100% 16.3% 25% 滿足要求五、判斷穩(wěn)定性（ 30 分）1）（10 分 ） 某閉環(huán)系統(tǒng)特征方程4 3

6、 2s4 2s3 3s2 6s 10 ，試用勞斯判據(jù)判定其穩(wěn)定性，并說明特征根在復(fù)平面上的分布。解答：4 s1313 s262 s0( )11 s6 2/0 s1第一列符號不全為正，閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。有兩個根在右半平面。（2） （10 分） 某采樣系統(tǒng)如圖所示， 其中， T 為采樣周期， 試求該采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要 條件？KTs(s 1)C(s)圖3如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！G(z)Zs(sK1)1zK(1 ss11)s1Kzz1 z ze T z 1 z eKz(1 e T ) (z 1)(z e T)C(z)G(z)Kz(1eT)R(z)1 G(z)(z1)(z

7、e T )Kz(1 e T )閉環(huán)特征方程：(z1)(z eT ) Kz(1e T) 0解答：2(1 e T )由 z 1 或雙線性變換令 z w 1 可得： w1Kw22wK) 0由勞斯判據(jù)可證明系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件：3）（ 10 分）已知某控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為0K2(1 e T)，繪出該系統(tǒng)的s（s 1）（0.25s 1）NyquistA()102 1 (0.25)2 1()900 arctanarctan0.25由(j ) 900 arctanj arctan0.25 j圖（幅相頻率特性曲線） ；并用奈氏判據(jù)判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 答案：1）（5 分）18002A( j )102 22

8、1 (2/4)2 12系統(tǒng)的 Nyquist（2）（5 分）系統(tǒng)開環(huán)穩(wěn)定，所以 P 0如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！N 0 N 1 N N1 P 因此系統(tǒng)閉環(huán)不穩(wěn)定2六、計算題（ 25 分）已知線性最小相位系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖 4 所示，1）求系統(tǒng)的型別、開環(huán)增益及系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）；（10 分）2）求幅值穿越頻率c和開環(huán)相頻特性 （ c） ；（10 分） 3）求相位裕量 （ c） ；并利用相位裕量判斷該系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性。 （5 分）解答：（1）系統(tǒng)的型別：型；開環(huán)增益K 100 ；系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) Gk （s）100(s 1)s2 (10s0 1)2) c 50 ； ( c )180 arctan 0.5 c arctan 0.01 c 118.9 ；3) ( c ) 180 ( c) 61.1 ；（ c） 0 ，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。七、計算題（ 10 分）求如圖 5所示線性離散系統(tǒng)的輸出 z變換 C（z）。如果您喜歡這份文檔，歡迎下載！祝成績進(jìn)步，學(xué)習(xí)愉快！R(s)圖5 解答： 由圖可知，C2 (s) G2(s)C1*(s) C2(z) G2 (z)C1(z)C1(s) (