北航自动控制原理试题

班号 学号 姓名 成绩 自动控制原理 B 期末考试卷 一、填空题一、填空题（35 分分） 1 、 工 程 上 常 常 用 三 个 方 面 来 评 价 自 动 控 制 系 统 的 总 体 性 能： 、 、 。飞机控制系统框图 1 如下，系统的控 制方式为 ，被控对象和执行机构分别为： 和 。 （6 分） 图 1、飞机自动控制系统框图 2、试写出下列典型环节的传递函数)(sG。比例环节 ；微分环 节 ； 积分环节 ；惯性环节 ； 振荡环节 。 （5 分） 3、单位负反馈系统的闭环传递函数为 2 Y sKsb R ssasb （a, b 为正数） ， K 时，系统对单位斜坡函数输入的稳态误差为零。 （5 分） 4、闭环系统如图 2 所示，系统前向通道传递函数 G(s)表达式为 ) 108. 01 . 0)(40)(5 . 0( ) 14)(5(20 )( 2 sssss ss sG，反馈通道传递函数为 2 15 )( s s sH，那 么前向通路增益为 KG，前向通路根轨迹增益为 KG* ，反 馈通路增益为 KH，反馈通路根轨迹增益为 KH*= ，开环系 统根轨迹增益为 K*= ，闭环系统根轨迹增益为 K1*= 。 （6 分） 图 2、基本反馈控制系统原理图 5、已知单位负反馈系统的开环传递函数为 2 (0.51) ( ) (1)(0.51) Ks G s s sss , 则系统稳定时的 K 值范围是 。 （6 分） 6、已知系统单位阶跃响应为 42 ( )12 tt c tee ，则系统频率特性表达式为 。 （7 分） 二、 图 3 表示惯性导航地垂线跟踪系统结构图。 试确定闭环传递函数)(/ )(sRsC。 （10 分） e R g s 1 s 1 s K3 2 K 2 s s 1 K + R C 图 3、惯性导航地垂线跟踪系统结构图 三、设图 4（a）所示的系统的单位阶跃响应曲线如图 4（b）所示，确定参数 K1、 K2和 a 的值。 （10 分） K1 R(s) C(s) 2 () K s sa 图 4（a）系统结构图 1.00 2.00 2.18 0.40.81.21.62.0 t(s) h(t) 图 4（b）系统单位阶跃响应 四、 系统结构图如图5所示， 试选取值使系统具有阻尼比0.707， 并选取( )G s 使得干扰N对系统输出没有影响。 （10 分） - - c( ) G s 2 1 s s 25 C R N 图 5 五、已知控制系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为 44 ) 1( )( 2 ss sK sG， 5 5 )( s sH 绘制当 K 从0变化时根轨迹，确定使系统闭环稳定的 K 值范围。 （10 分） 六、某系统的开环对数幅频特性曲线如图 6 所示，其中虚线表示校正前的，实线 表示校正后的。求解： 1）确定所用的是何种串联校正性质的校正，并写出校正装置的传递函数( ) c G s； 2）确定校正后系统临界稳定时的开环增益值； 3）当开环增益1K 时，求校正后系统的相位裕量，幅值裕量h。 （15 分） -20 -40 -40 -60 0 1101000.1 2( ) G s /dBL 1 /(rads ) -20 图 6 七、单位反馈系统开环传递函数 200