自动控制原理复习题及答案电气1351、1352(1)

1、、名词解释1 被控对象2 衰减率3 传递函数4. 稳态误差5 最大超调量6. 自动控制系统7. 扰动。8. 给定值9、调节时间10、自动控制答案略二、填空题。1、 按系统的给定值分类， 控制系统可分为 、和2、 自动控制系统的基本性能要求有 、和 。3、 按系统的结构分类，控制系统可分为 、和 4、系统的动态性能指标有 、和5、 控制系统被控量变化的动态特性有、和发散振荡过程。6、 单回路控制系统调节器参数整定方法有 、，其中为理论计算方法。7、 系统稳态时的主要性能指标是 ，动态时的主要性能指标是和快速性指标，其中快速性指标括 、 三个指标。对实际系统来说，一般总是首先满足 指标的要求，再兼

2、顾到 和的要求。8、环节110s 5环节，其特性参数为环节二的特性参数为s 3s 99、环节的三种连接方式是 、_答案略三、计算题4、写出图示RLC电路的微分方程和传递函数晋答案：根据电路基本原理有：Ri L# Uc =比 t.dUci = cIdt d2ucduc=Lc 厂 Rc uc = urdt2dt拉氏变换后(零初始条件下)，得传递函数Uc(s)12U r (s) LCs RCs 12、写出图示RC电路的微分方程和传递函数 Uc(s)/Ur(s)&Ri“FGC1%答案：列写两元件串联系统的运动方程时， 必须考虑器件的负载效应，二将前后 相连的元件视为一个整体。根据基尔霍夫定律有消去中间

3、变量 和-，得到以；为输入变量和以二为输出变量的系统运动方程为尽6 禺 6 +&G +耐(72)上丄+血=2J!庚dt这就是RC组成的四端网络的数学模型，是一个二阶线性微分方程。零初始条件下进行拉普拉斯变换，得传递函数Uc(s)1U r (s)R- R2CQ2S2(RGR2C2)s 13、求下图所示系统方框图的传递函数G(s)二Y(s)X(s)o答案：方框图的等效化简如下re*4、若温度计的特性用传递函数 G(s)描述，现用温度计测量盛在容器内的Ts比水温，发现需30s时间指出实际水温的95%勺数值。试求：(1) 把容器的水温加热到100 C,温度计的温度指示误差ess;(2) 给容器加热，使

4、水温依6 C/min的速度线性变化时，温度计的稳态指 示误差ess。答案：根据题意得 ts =3T =30 (厶=5%) = T =10单位反馈系统的开环传函数为1101Gb (s)Gk(s)v = 1,K =0.1Ts 十 1Tss(1) 阶跃输入时系统稳态无差。(2) 斜坡输入时，输入信号速率为r。=6( C/min)=：0.1( C/s)00.1=1 CK0.1(注：也可以用给定输入下输出响应的终值与给定值之间的偏差计算。)5、已知控制系统如图，试确定使控制系统稳定的控制器参数Kp和Ti的取值关系。H2J+ 1)C(j)解：系统的特征方程为1 _ .1Kp(1即 2Tis3 Ti(Kp

5、1)s2 (Ti 1)s 仁0Ti+10Ti0 ； Kp0应用劳斯判据确定系统稳定的 Kp和Ti的取值关系。 由系统稳定的必要条件可得：2Ti0 ；Ti(Kp+1)0 ；考虑到控制器参数都应为大于零的值，有劳斯阵列如下：S32TiTi+1S2Ti(Kp+1) 1So2由系统稳定的充分条件可得综合上面几个不等式得，控制系统稳定的Kp和Ti应按下面关系取值:Ti0 ； Kp06、2已知单位负反馈系统的开环传递函数 G(s) ，且初始条件为零。s(s 3)求系统在r(t)=1(t)作用下的输出响应c(t)；求系统在r(t)=2+2t作用下的稳态误差ess。解：1)要求系统响应，可先求出系统的闭环传递

6、函数，然后求出输出变量的象1)2)函数，再进行拉普拉斯变换即得相应的时域瞬态响应2C(s) s(s 3)22R(s) - 2 一 s2 3s 2 一(s 1)(s - 2)s(s 3)1输入 r(t)=1(t)，R(s)二丄，贝UsC(s)2 11-2 1=+(s 1)(s 2) s s s 1 s 2所以 c(t) =1(t) -2ee，3）误差传递函数E(s)1s(s 3)R(s) 1 .2 s 3s 2s(s + 3)2 2输入 r(t)=2+2t , R(s)二 吕，则s sE(s)二s(s 3)-2s 3s 22(s 1)(s 3)2s(s 3s 2)所以稳态误差esss2(s 1)

7、(s 3)s 2s(s 3s 2)7、最小相位系统对数幅频渐近特性如图所示，请确定系统的传递函数解： =0kGk(s):(T1s+1)(T2s+1)(T3s+1)1 1T1 -1， T2， T3 -10300 20lg K =20lg1 Olg10 - K =10001 10c ,、1000Gk(s):11(s 1)( s 1)( s 1) 103008、求下图所示电路的传递函数。uiRgC1+G& 严 H10、已知单位反馈系统的开环传递函数为：KG(s), K的变化范围是0：，试画出系统的根轨迹图。s(s+1)(s+2)解：按下列步骤绘制根轨迹： 系统没有开环有限零点；开环有限极点为5 =

8、0, p2 = -1, P3 = -2 实轴上的根轨迹区间为1-:：,-2 L 1-1,0 1 根轨迹的渐近线条数为n- m=3，渐近线的倾角为,=60，2=180，3 60nm瓦Pi -瓦Zi渐近线与实轴的交点为6=4= -1n m 分离点方程为丄 一-0d d+1 d+2解得分离点d = -0.42闭环系统根轨迹如下图所示爱情的美妙，就在于人的多情和心甘情愿，在甜蜜的热恋阶段，全身心的投入和付出都无怨无悔。男人深情缱绻地对女人说：我负责赚钱养家，你负责貌美如花。”那时那刻的话语，相信他是真心的，出自于肺腑之言。随着感情在烟火生活中的磨砺，渐渐淡化或者冷却，他对她越来越没有之前的殷勤，越来越

9、没有之前的心甘情愿。工作的压力，生活的琐碎，让他感觉身边的女人为何不能自食其力，为何像寄生虫一般依附着他，让他感到压抑和逃避。电视剧我的前半生里的罗子君就是最好的例子。貌美如花的她，嫁给深爱她的陈俊生，听了他的情话我负责赚钱养家，你负责貌美如花”之后，立刻辞掉工作，专心在家做一个少奶奶，养尊处优，每天把自己打扮的美美哒，只为了保持 貌美如花”给老公看。最后的结局不想而知，她的老公出轨了，理由是他太累了，他每天累死累活地工作，回家却跟罗子君没有共同语言，心里的苦闷无处安放，只能找一个灵魂知己。对于罗子君和陈俊生两个人的婚姻，不能说孰是孰非，最根本的症结在于这句情话我负责赚钱养家，你负责貌美如花”.两个人的婚姻在于共同成长，共同支持，而不是把自己的一生寄托在另一个人的身上。不管是女人，还是男人，独立的人格和独立的经济是必须的，只有自己独立了，你才能获得别人的尊重和爱护。好的婚姻，一定是三观相同，家境匹配的两个人在悠长的岁月里，一起经营，一起