《自動(dòng)控制原理》模擬試卷三和答案

...wd......wd......wd...《自動(dòng)控制原理》模擬試卷三一、填空題〔每空1分.共15分〕1、在水箱水溫控制系統(tǒng)中.受控對(duì)象為.被控量為。2、自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種根本控制方式.當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時(shí).稱為；當(dāng)控制裝置與受控對(duì)象之間不但有順向作用而且還有反向聯(lián)系時(shí).稱為；含有測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng).屬于。3、穩(wěn)定是對(duì)控制系統(tǒng)最根本的要求.假設(shè)一個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線為衰減振蕩.則該系統(tǒng)。判斷一個(gè)閉環(huán)線性控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定.在時(shí)域分析中采用；在頻域分析中采用。4、傳遞函數(shù)是指在初始條件下、線性定?？刂葡到y(tǒng)的與之比。5、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.則其開環(huán)幅頻特性為.相頻特性為。6、頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)有著對(duì)應(yīng)關(guān)系.開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的幅值穿越頻率對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo).它們反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的。二、選擇題〔每題2分.共20分〕1、關(guān)于傳遞函數(shù).錯(cuò)誤的說法是()A傳遞函數(shù)只適用于線性定常系統(tǒng)；B傳遞函數(shù)不僅取決于系統(tǒng)的構(gòu)造參數(shù).給定輸入和擾動(dòng)對(duì)傳遞函數(shù)也有影響；C傳遞函數(shù)一般是為復(fù)變量s的真分式；D閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、以下哪種措施對(duì)改善系統(tǒng)的精度沒有效果()。A、增加積分環(huán)節(jié)B、提高系統(tǒng)的開環(huán)增益KC、增加微分環(huán)節(jié)D、引入擾動(dòng)補(bǔ)償3、高階系統(tǒng)的主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)越靠近虛軸.則系統(tǒng)的()。A、準(zhǔn)確度越高B、準(zhǔn)確度越低C、響應(yīng)速度越快D、響應(yīng)速度越慢4、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.則該系統(tǒng)的開環(huán)增益為()。A、50B、25C、10D、5、假設(shè)某系統(tǒng)的根軌跡有兩個(gè)起點(diǎn)位于原點(diǎn).則說明該系統(tǒng)()。A、含兩個(gè)理想微分環(huán)節(jié)B、含兩個(gè)積分環(huán)節(jié)C、位置誤差系數(shù)為0D、速度誤差系數(shù)為06、開環(huán)頻域性能指標(biāo)中的相角裕度對(duì)應(yīng)時(shí)域性能指標(biāo)()。A、超調(diào)B、穩(wěn)態(tài)誤差C、調(diào)整時(shí)間D、峰值時(shí)間7、某些系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下.屬于最小相位系統(tǒng)的是()A、B、C、D、8、假設(shè)系統(tǒng)增加適宜的開環(huán)零點(diǎn).則以下說法不正確的選項(xiàng)是()。A、可改善系統(tǒng)的快速性及平穩(wěn)性；B、會(huì)增加系統(tǒng)的信噪比；C、會(huì)使系統(tǒng)的根軌跡向s平面的左方彎曲或移動(dòng)；D、可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。9、開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的低頻段決定了系統(tǒng)的()。A、穩(wěn)態(tài)精度B、穩(wěn)定裕度C、抗干擾性能D、快速性10、以下系統(tǒng)中屬于不穩(wěn)定的系統(tǒng)是()。A、閉環(huán)極點(diǎn)為的系統(tǒng)B、閉環(huán)特征方程為的系統(tǒng)C、階躍響應(yīng)為的系統(tǒng)D、脈沖響應(yīng)為的系統(tǒng)三、(8分)寫出以以以下列圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)〔構(gòu)造圖化簡(jiǎn).梅遜公式均可〕。四、〔共20分〕設(shè)系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù).試求：1、；；；時(shí)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間及峰值時(shí)間。〔7分〕2、；和；時(shí)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間和峰值時(shí)間?！?分〕3、根據(jù)計(jì)算結(jié)果.討論參數(shù)、對(duì)階躍響應(yīng)的影響。〔6分〕五、(共15分)某單位反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.試：1、繪制該系統(tǒng)以根軌跡增益Kr為變量的根軌跡〔求出：別離點(diǎn)、與虛軸的交點(diǎn)等〕；〔8分〕2、求系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益K的取值范圍。〔7分〕六、〔共22分〕反響系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為.試：1、用奈奎斯特判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；〔10分〕2、假設(shè)給定輸入r(t)=2t＋2時(shí).要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.25.問開環(huán)增益K應(yīng)取何值?！?分〕3、求系統(tǒng)滿足上面要求的相角裕度?！?分〕《自動(dòng)控制原理》模擬試卷三參考答案一、填空題(每題1分.共20分)1、水箱；水溫2、開環(huán)控制系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)3、穩(wěn)定；勞斯判據(jù)；奈奎斯特判據(jù)4、零；輸出拉氏變換；輸入拉氏變換5、；(或：)6、調(diào)整時(shí)間；快速性二、判斷選擇題(每題2分.共20分)1、B2、C3、D4、C5、B6、A7、B8、B9、A10、D三、(8分)寫出以以以下列圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)〔構(gòu)造圖化簡(jiǎn).梅遜公式均可〕。解：傳遞函數(shù)G(s):根據(jù)梅遜公式〔1分〕4條回路:,.無互不接觸回路?！?分〕特征式：2條前向通道:；〔2分〕〔1分〕四、(共20分)解：系統(tǒng)的閉環(huán)傳函的標(biāo)準(zhǔn)形式為：.其中1、當(dāng)時(shí).〔4分〕當(dāng)時(shí).〔3分〕2、當(dāng)時(shí).〔4分〕當(dāng)時(shí).〔3分〕3、根據(jù)計(jì)算結(jié)果.討論參數(shù)、對(duì)階躍響應(yīng)的影響。〔6分〕(1)系統(tǒng)超調(diào)只與阻尼系數(shù)有關(guān).而與時(shí)間常數(shù)T無關(guān).增大.超調(diào)減小；〔2分〕(2)當(dāng)時(shí)間常數(shù)T一定.阻尼系數(shù)增大.調(diào)整時(shí)間減小.即暫態(tài)過程縮短；峰值時(shí)間增加.即初始響應(yīng)速度變慢；〔2分〕(3)當(dāng)阻尼系數(shù)一定.時(shí)間常數(shù)T增大.調(diào)整時(shí)間增加.即暫態(tài)過程變長(zhǎng)；峰值時(shí)間增加.即初始響應(yīng)速度也變慢?！?分〕五、(共15分)(1)系統(tǒng)有有2個(gè)開環(huán)極點(diǎn)〔起點(diǎn)〕：0、3.1個(gè)開環(huán)零點(diǎn)〔終點(diǎn)〕為：-1；〔2分〕(2)實(shí)軸上的軌跡：〔-∞.-1〕及〔0.3〕；〔2分〕(3)求別離點(diǎn)坐標(biāo).得；〔2分〕分別對(duì)應(yīng)的根軌跡增益為(4)求與虛軸的交點(diǎn)系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為,即令,得〔2分〕根軌跡如圖1所示。圖12、求系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益K的取值范圍系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍：.〔2分〕系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)根軌跡增益Kr的取值范圍：.〔3分〕開環(huán)增益K與根軌跡增益Kr的關(guān)系：〔1分〕系統(tǒng)穩(wěn)定且為欠阻尼狀態(tài)時(shí)開環(huán)增益K的取值范圍：〔1分〕六、〔共22分〕解：1、系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性為〔2分〕幅頻特性：.相頻特性：〔2分〕起點(diǎn)：；〔1分〕終點(diǎn)：；〔1分〕.圖2曲線位于第3象限與實(shí)軸無交點(diǎn)?！?分〕圖2開環(huán)頻率幅相特性圖如圖2所示。判斷穩(wěn)定性：開環(huán)傳函無右半平面的極點(diǎn).則.極坐標(biāo)圖不包圍〔－1.j0〕點(diǎn).則根據(jù)奈氏判據(jù).Z＝P－2N＝0系統(tǒng)穩(wěn)定?！?分〕2、假設(shè)給定輸入r(t)=2t＋2時(shí).要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.25.求開環(huán)增益K：系統(tǒng)為1型.位置誤差系數(shù)KP=∞.速度誤差系數(shù)KV=K.〔2分〕依題意：.〔3分〕得