2014自控原理试题_A_

1、第 1 页 共 1 页 中南大学考试试卷（a） 20132014 学年 下 学期 时间 100 分钟 2014 年 6 月 19 日 自动控制理论 课程 64 学时 4 学分 考试形式：闭卷 专业年级： 自动化、电气工程、测控技术、智能科学 2012 级 总分 100 分，占总评成绩 70 % （注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上）（注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上） 第一题、是非题（第一题、是非题（15 分，每小题分，每小题 3 分）分） 1. 反馈控制是自动控制系统最基本的控制方式。在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量

2、与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务。 （1）对 （2）错 2. 按反馈控制方式组成的反馈控制系统，具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力。所有反馈控制系统在任何输入信号作用下的稳态误差都会等于零。 （1）对 （2）错 3. 传递函数是一种用系统参数表示输出量与输入量之间关系的表达式，它不仅取决于系统的结构和参数，而且还与系统输入量的形式有关。 （1）对 （2）错 4. 在数字控制系统中，一般很少采用一阶保持器，更不采用高阶保持器，而普遍采用零阶保持器。 （1）对 （2）错 5. 经典控制理论以传递函数为基础，它主要研究 单输入-单输出、线性定常系统的分析和设计问题；而现

3、代控制理论则以状态空间法为基础，它主要研究具有高性能、高精度的多变量、变参数系统的最优控制问题。 （1）对 （2）错 第 2 页 共 2 页 第二题（第二题（15 分）、分）、系统的信号流图如第二题图所示，试利用梅森增益公式计算系统的闭环传递函数 c(s)/r(s)。 第二题图 第三题（第三题（15 分）、分）、设系统结构如第三题图（a）所示， （1）要使系统满足 = 0.707，n = 2，试确定相应的参数 k 和 ；（6分）分） （2）求此时系统的动态性能指标 % 和 ts ；（4分）分） （3）当( )r t= 2 t 时，求系统由( )r t产生的稳态误差 sse ；（3分）分） 第三

4、题图（a） （4）如第三题图（b）所示，当有干扰信号( )n t作用于系统时，试确定( )ng s ，使干扰 ( )n t对系统输出 ( )c t 无影响。（2分）分） 第三题图（b） + _ _ sk s1 sr(s) c(s) e(s) + g1 g2g3g4g51 1 h1 h2h3r(s) c(s) + _ _ sk s1 s)(sgn r(s) c(s) e(s) + n(s) _+ + 第 3 页 共 3 页 第四题（第四题（15 分）、分）、已知单位负反馈系统的开环传递函数为： )2)(1(2)(sssksg （1）试绘制出该系统的根轨迹；（10 分）分） （2）若要求系统的闭环

5、极点中有一对共轭复数极点，且其阻尼比=0.5，试确定对应的开环增益 k的值。（5 分）分） 第五题（第五题（15 分）、分）、单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线)(0l如第五题图所示，采用串联校正，校正装置的传递函数为： 第五题图 （1）写出校正前系统的传递函数)(0sg；（图中0)(300ldb）（5 分）分） （2）绘制校正后系统的对数幅频特性曲线)(l；（5 分）分） （3）求出校正后系统的截止频率c和相角裕度。（5 分）分） 第六题（第六题（15 分）、分）、系统结构如第六题图所示，采样周期t = 0.2s， （1）确定使系统稳定时k 的取值范围；（10 分）分） （2）当tttr)( 12)( 时，要使稳态误差小于0.25，试确定k值。（5 分）分） （提示：)()(1sgzzsgezts，22) 1(1ztzsz） 110012 . 011012)(sssssgcl0 ( ) _第 4 页 共 4 页 第六题图 第七题（第七题（10 分）、分）、已知非线性系统的结构如第七题图所示，图中非线性环节的 描述函数为1( )(0)40.5an aaa，试用描述函数法确定： （1）使该非线性系统产生周期运动时，线性部分k 的取值范围；（7 分）分） （2）判断周期运动的稳定性，若稳定，试确定系统输出信号c振荡的振幅和频率。（要求