南工程自動控制原理試卷0807

（A卷）班學(xué)姓名（A卷）班學(xué)姓名題號 ▲二三四五六七八九十總分得分命題人：課程組教研室主任審核：主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn):南京工程學(xué)院試卷2007/2008學(xué)年 第一學(xué)期 共6頁第1頁課程所屬部門： 自動化學(xué)院課程名稱: 自動控制原理考試方式：閉卷 使用班級： 自動化051/052、數(shù)控051/052/053一、單項選擇題（本題16題，每空1題，共16分） 本題得分|.傳遞函數(shù)的定義為：在—初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換，與系統(tǒng)的的拉氏變換之比。.若系統(tǒng)特征方程系數(shù)均大于，且勞斯表中第一列元素均為，則相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。.系統(tǒng)的頻率特性可分為和相頻特性。.由系統(tǒng)的給定值至被控量的通道稱為。.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的頻段反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和。.一般將占=0.707時的二階系統(tǒng)稱為二階系統(tǒng)。.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的低頻段主要由和來確定。.經(jīng)典控制理論中分析系統(tǒng)性能的方法主要有—分析法、跟軌跡分析法和分析法。.相位裕量是指在頻率處，使系統(tǒng)達到臨界穩(wěn)定狀態(tài)尚可附加的滯后量。.如果控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根都在s平面的半平面，則該系統(tǒng)穩(wěn)定。二、圖解題（本題2小題，共20分）本題得分1,已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)￡,累。（10分）2.已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(s)ERS)'R(S)。(10分)南京工程學(xué)院試卷三、計算題（本題4小題，每題6分，共24分）本題

得分.采樣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，T=1s,試確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（6分）.已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，確定系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)在單位階躍信號作用下的超調(diào)量。％（保留兩位小數(shù)）。（6分）南京工程學(xué)院試卷.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，試確定T取何值時閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。R(s)R(s)穩(wěn)態(tài)誤差。穩(wěn)態(tài)誤差。.已知離散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，采樣周期T=0.1s,南京工程學(xué)院試卷本題四、綜合題（本題2小題，每題20分，共40分） 得分1Kr.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）H（s）=4-^-一^s's2+2s+2）1）確定開環(huán)系統(tǒng)根軌跡的出射角。（6分）2）確定閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡與虛軸的交點。（6分）3）繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖。（6分）4）從圖上確定自=0.5時，閉環(huán)系統(tǒng)復(fù)數(shù)極點的位置。（2分）南京工程學(xué)院試卷.設(shè)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）H（s）=-1）求系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性。（2分）2）求系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。（4分）3）試畫出系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性。（5分）4）試確定系統(tǒng)的相角穩(wěn)定裕量丫。（7分）南京工程學(xué)院試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案（A）2007/2006學(xué)年第一學(xué)期一、填空題.傳遞函數(shù)的定義為：在工初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉氏變換，與系統(tǒng)的輸入量的拉氏變換之比。.若系統(tǒng)特征方程系數(shù)均大于工，且勞斯表中第一列元素均為工值，則相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。.系統(tǒng)的頻率特性可分為幅頻特性和相頻特性。.由系統(tǒng)的給定值至被控量的通道稱為_前向通道。.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的中頻段反應(yīng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。.一般將1=0.707時的二階系統(tǒng)稱為最佳二階系統(tǒng)。.開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的低頻段主要由積分環(huán)節(jié)和比例環(huán)節(jié)來確定。.經(jīng)典控制理論中分析系統(tǒng)性能的方法主要有_時域分析法、跟軌跡分析法和頻率分析法。.相位裕量是指在穿越頻率處，使系統(tǒng)達到臨界穩(wěn)定狀態(tài)尚可附加的相角滯后量。.如果控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根都在s平面的左半平面，則該系統(tǒng)穩(wěn)定。解答題第一題答案是錯誤的!解答題第一題答案是錯誤的?。ㄓ眯盘柫鲌D方法做）南京工程學(xué)院試卷南京工程學(xué)院試卷TOC\o"1-5"\h\z4.①5y）=^——— （1分）, 2 -- ]乂（而）=-f二▼三0.49 （1分） ,（得弁加吐卬7=—1幽3C<f）=A■/⑹sin[叫+30+-]*（I分）=0.4%加?子!5.97,） （2分）四.琮合漁￡聿遢共2小題,每題20分.其00分）■8 1I.好1）圖中標(biāo)出開環(huán)零極點0分）aag=l43分3 ％=90*（1分）TOC\o"1-5"\h\z?）根況帽/【方松..3*之-0,63時有： ? ^（2分）A；.|^0.63+2]-,0.63i3；（2分）■WTV.e.h.■ ._____「_ 「j_. _ _ |卜0.63卜0.63+1|同理.當(dāng)3=-2,37時有,/C1-2.37+2k237+31 - … ，八、-4 5 =1aK=13.93 （2分）T37卜2.37+1 ?故欠明尼振蓄時￡的取值苑里為二0蟲7<Kf<13,93（2分）南京工程學(xué)院試卷共頁第頁南京工程學(xué)院試卷共頁第頁（B（B卷）2007/2008學(xué)年 第一學(xué)期 共6頁第1頁課程所屬部門： 自動化學(xué)院課程名稱: 自動控制原理考試方式：閉卷 使用班級： 自動化051/052、數(shù)控051/052/053班學(xué)姓名題號 班學(xué)姓名題號 ▲二三四五六七八九十總分得分命題人：課程組教研室主任審核：主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn):一、單項選擇題（本題16題，每空1題，共16分） 本題得分|.對控制性能的基本要求有三方面，即：其穩(wěn)定性、快速性和。.當(dāng)系統(tǒng)輸入端加上一正弦信號時，系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)信號也是。.控制裝置與之間不但有順向作用，而且有反向聯(lián)系，這種系統(tǒng)稱為—控制系統(tǒng)。.傳遞函數(shù)值取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和，與系統(tǒng)的輸入和輸出無關(guān)。.當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)增益減小時，其開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的穿越頻率。.系統(tǒng)期望值與實際輸出值的最終穩(wěn)態(tài)值之間的差值為誤差。.閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)傳遞函數(shù)的，終止與開環(huán)傳遞函數(shù)的和無窮遠。.系統(tǒng)的頻率特性可分為特性和特性。.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線穿越頻率越高，系統(tǒng)的響應(yīng)。.乃氏穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)系統(tǒng)的頻率特性曲線判斷閉環(huán)系統(tǒng)的。.控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)閉環(huán)特征方程所有根的實部為。.系統(tǒng)積分環(huán)節(jié)數(shù)越多，相應(yīng)對數(shù)幅頻特性曲線低頻段的斜率。

南京工程學(xué)院試卷二、圖解題（本題2小題，每題10分，共20分）C（s）（10分）本題得分C（s）2.已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)（10分）本題得分C（s）2.已知系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，用梅森公式求系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)誦E(s)忒)。（10分）南京工程學(xué)院試卷三、計算題（本題4小題，每題6分，共24分）本題

得分.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，試求系統(tǒng)的阻尼比&=0.5時的K值。（6分）RG）hc（s）s(s+10).已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖，確定系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)以及調(diào)整時間（2%）（6分）南京工程學(xué)院試卷.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，求系統(tǒng)的靜態(tài)誤差Kp,Kv,Ka和R(t)=3t+t2時的系統(tǒng)的誤差穩(wěn)態(tài)方程。CC) 2.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)器=W，求系統(tǒng)在正弦信號Kt)=sm(t-3°°)作用下的穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)e(保留兩位小數(shù))。(6分)本題

得分南京工程學(xué)院試卷本題

得分四、綜合題（本題2小題，每題20分，共40分）.已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G（s）H（s）=Kr1［號3）1）確定閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡的分離點（保留兩位小數(shù)）。（6分）2）確定閉環(huán)系統(tǒng)欠阻尼振蕩時Kr的取值范圍。（6分）3）確定閉環(huán)系統(tǒng)的過阻尼Kr的取值范圍。（2分）4）繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖。（6分）南京工程學(xué)院試卷.設(shè)系統(tǒng)被控對象G0(s)=-r——20 和校正裝置G(s)=M5包0 s(0.5s+1)0.05s+1) c (0.025s+1)1)畫出G0(s)和Gc(s)的對數(shù)頻率特性曲線。(6分)2)采用串聯(lián)校正，畫出校正后G(s)的頻率特性曲線并寫出G(s)傳遞函數(shù)的表達式(6分)3)計算出校正后的相角穩(wěn)定裕量Y(3c)(保留一位小數(shù))。(8分)南京工程學(xué)院試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案（A）2007/2006學(xué)年第一學(xué)期 共頁第1頁.對控制性能的基本要求有三方面，即：其穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。.當(dāng)系統(tǒng)輸入端加上一正弦信號時，系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)信號也是正弦信號。.控制裝置與受控對象之間不但有順向作用，而且有反向聯(lián)系，這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。.傳遞函數(shù)值取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù) ，與系統(tǒng)的輸入和輸出無關(guān)。.當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)增益減小時，其開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線的穿越頻率減小。.系統(tǒng)期望值與實際輸出值的最終穩(wěn)態(tài)值之間的差值為穩(wěn)態(tài)誤差。.閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡起始于開環(huán)傳遞函數(shù)的極點 ，終止與開環(huán)傳遞函數(shù)的零點和無窮遠。.系統(tǒng)的頻率特性可分為幅頻特性和相頻特性。.系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線穿越頻率越高，系統(tǒng)的響應(yīng)越快。.乃氏穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。.控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)閉環(huán)特征方程所有根的實部為負(fù)。.系統(tǒng)積分環(huán)節(jié)數(shù)越多，相應(yīng)對數(shù)幅頻特性曲線低頻段的斜率負(fù)。二圖解題（本題共？小意,每逑10分，共之0分）_L一花醫(yī)挺山七一€（⑸他⑵弋田■k-臼山）凡式力￡4二丁Q（口口分）G=5⑴伍㈤式刃（L分）a=1t。?⑷叫+G⑸仁⑴也（0■+%凹/（月仇（立士七一包⑶伉G）用㈤凡㈤,（I分）片「6仁）。式打仃式苫）、△-1； 5=&（力、/=iu分）&㈤/⑶①m+%㈤ 5分）Is fix'6{.*）仃+ 聲*〕mUH-（J'XfQX?宙）+qW）LGi（.T）qQ）ElT）HjA）*E"1由曰+仃＜幻。＜3）丹4幻/卜［+6；。）&"）修（x）%3分）旦用 If心） _門K⑴一行右后氤麗麗而石石加丹也訊⑺解答題第一題答案是錯誤的?。ㄓ眯盘柫鲌D方法做）南京工程學(xué)院試卷降求強：④片⑸￡1七網(wǎng)/。）（I分,J=-6聲⑴M⑴MJs）［&J=G,㈤GQ）H,（?砥⑸ 口分」"1"總片"戔所如）+5（施（附因快）生小&（力5（5叫（力氣（力□分）片=Ga）Gj（y）G式fj&&=?,f?分lG-G式GG*⑶-Aa=nG3%。）。分】cw_ ㈤+電白甌⑴*蟲口均但%㈤用⑸ 0分］尚"-?+G1W/5+G卅式幻+337,（水軌用氏⑴H式幻*氣白際⑺兄⑷/3，國"）-——5&匚"5（用日冏*烏?。?9）+4{加式1明6用3砥6}#66在（1周（幻弓切門分j1=1、\=I+5（?廳Q） C分）告=啟E芯1母巾H不丁三丁-<3■方5旦… t+dE￡O）rG]HR/GG⑸/⑷_ _《㈤R0i15⑴用心）*G式幻/GHGQ監(jiān)式甲灼M⑸％6+G。應(yīng)㈤片㈤砥⑷三，計算題4本墨*小題,每起6分；共利分）].根<^<5）=————■（?分）"/=此=穌=4C2分）J-4-IOj+A年曰.=io="o.sJa=10方=100I工行J,琳eiPfxJ—>y,―?— rI分分E,+4+I4』%=1u-j苕??=Lg=>>?urn 1一期"一」/TOC\o"1-5"\h\z廠^^1 1 +■CV）=IE-，K-ry+/!）=i-l151”$詞0S!66i60）ei.>r）

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南京工程學(xué)院試卷共頁第南京工程學(xué)院試卷共頁第3頁1品0」5十】）J Qt+]Q）17T|_/吟7（1-/）”1不）0,632z7（7^1X^-0368）、分）所以,該系統(tǒng)為I理耒統(tǒng). ?（]分）而輸入信號為r0『〃y+f+產(chǎn)，含有加速度輸入/黃（I分）所聯(lián)”%=B（I分）冉綜合然（本醫(yī)2小題一每Q匯性,其生Q上霹：力根據(jù)重報條件有《/（$）=/+￥，8（?）=/’+5』+6（1分）X（j）-2j+IB（^）=Zr+5（I分）即:（一十$）（力+5）=（/+5$+，匕+1）（1分） 41十12f+6=。 “分）’$[=-0.63$h-2.37 （?分）G=0-035。+W}±180。二±45, 壯分）-）鳥-）鳥s=拉忙久一+?』+"+用，=03分）4）（2分）畫出G0度防的矢世坤與依凱拉的交點南京工程學(xué)院試卷共頁第頁南京工程學(xué)院試卷共頁第頁士“需丁T—■，，■???‘」&?—?■■ - ■ft5H-jco（l+70,02（0）（14-；0.2o）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2） 福頰特性,用砌=一, 1% 。分）FV（U"+- -Jl-< V2500V25\o"CurrentDocument"相頻特性：4酣）=一90°-arctanO.02㈤-.arctan0.2^ （2分）3）試商出京貨的開環(huán)對我頡室轉(zhuǎn)性曲蛇福頻器性： ^坐標(biāo)現(xiàn)葩：（1分）一一忸曲線:遼點? 三&里二?祥20一（"jj一4）確定系統(tǒng)的和循毯定