自动控制原理试题

1、题号一-二二三五六总分分数1612241612911成绩）。、（共16分，每空2分）填空题。1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（2、传递函数的定义是（_）。3、 F（s） 一s 3的拉氏反变换为（s2 3s 24、非最小相位系统是指（）rad /s。）。）rad /s，5、某闭环传递函数为C（s） 的控制系统的截止频率b为（R（s） 2s 16、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于 z平面（7、 已知某控制系统开环传递函数为2 ，则该系统的剪切频率s 1相角储备为（）度。二、（共12分）系统的方块图如下，试求：（8 分）1、通过方块图化简求闭环传递函数C s （用梅逊公式也可）。R(

2、S)+三、(共24分)某单位负反馈控制系统如图，阻尼比0.5，试求:C(s)s(s 1)1、 系统类型、阶次。(2分)2、 K无阻尼振荡角频率n、有阻尼振荡角频率d的值。(6分)3、系统的开环传递函数 Gk(s)。(2分)4、 静态误差系数Kp，Kv和心。(3分)5、 系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差essp， essv， essa。( 3分)6、 峰值时间tp，最大超调量p %。 ( 4分)7、 输入信号为r(t) 2时，系统的稳态输出 c()、输出最大值Cmax° ( 4分)四、(共16分)传递函数题。1、(从图(a), (b)中选作一题)求系统输入为Xi，输出

3、为X。时的传递函数 Xo(s)。(6分)Xi(s)k1k2XxiR1 R2C壬注：图(a)中，Xi , Xo是位移量；图(b)中，Xi , Xo是电压量(a)(b)G（s）。（6 分）2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图，试求对应的传递函数3、已知采样控制系统如图所示，写出系统的闭环脉冲传递函数C0。（ 4分）五、（共12分），试确定使系统产生持s（s2 2s 4）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为GK（s）续振荡的K值，并求振荡频率。（6分）2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（b）为另一系统的开环对数共 8 页第 7八、（共9分）已知单位负反馈系统的开环传递函数

4、为Gk（s），试求:s（s 2）1、 绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2、 输入为r（t） 2sin（2t 90 ）时，闭环系统的稳态输出Css。（ 5分）七、（共11分）图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采 用校正后，曲线由实线变为虚线，试问：1、串联校正有哪几种形式（3分）2、图（a）、（ b）应分别采取什么校正方法（4分）3、图（a）、（b）所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能（4分）、（共16分，每空2分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比t2t3、2e e4、 若控制系统的传递函

5、数中有零点或极点在复平面s的右半部，则称为非最小相位传递 函数，相应的系统称为非最小相位系统5、6、以圆心为原点的单位圆内7、3 ，120、（共12分）1、（ 8分）将A点后移R(s) QE(s) g IG2G3G4C(s)G1|*一八1 + G3G4G5+G2G3G6GR(s).G1G2G3G4C(s)1+G3G4G5+G2G3G6+G1G2G3G4G7所以,2、（ 4 分）E（s）R（s）C (s)G1G2G3G4R( s) 1 G3G4G5 G2G3G6 G1G2G3G4G7R(s) G7 C(s)R(s)1 G7C(s)1G3G4G5G2G3G6R(s) 1 G3G4G5G2G3G6G

6、1G2G3G4G71、1型、2阶（2分）2、K=1（2分）n =1 rad / s ( 2分）dn J2 320.866 rad /s3、Gk (s)s(s 1)（2分）4、Kp1叫 Gk (s)（1分）Kvlim sG<(s)s 01（1分）Ka2呵心0（1分）5、essp1/(1Kp)0（1分）essv1/Kv 1（1分）essa1/Ka（1分）6、tpnn2 nd- 3320.5p%1 2e100%e 1 0.5100%7、C(s)R(s)Gb(s)2s1 ；2s s 1（2 分）16.3%2c()tims 0c(t) lim sC(s) I啊 s、（共24分）(2 分)(2 分)

7、(2 分)cmax2(1p%)2.33(2 分)四、（共16分）1、（从图（a）, （b）中选作一题）。(6分)d2Xo d2t 经拉式变换得：ms2Xo(s)2ms Xo (s)（a）解：列写动力学微分方程:f dXodtfsX°(s) (k1 k2)X,s) X°(s)0fsXo(s) (k1 k2)X°(s) (k1 k2)Xj(S)(k1 k2)(Xjx。)0Xo（s）化简并整理，得：Xi（s）& k2ms2fs k1 k2(b)解：采用运算电阻的方法:Xo(s)Xi(s) IR2 1/CsR1 R2 1/CsR2CS 1(R1 R2)Cs 12、

8、(6 分)系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即G(S)Ts由20lgK= 20得K= 10;转角频率 T ，得T= 2。所以,10G(S)k3、(4 分)C(z)R(z)GG (z)1 GG(z)H(z)五、(共12分)1、( 6 分)方法一：系统的闭环传递函数为:Gb(s)特征方程为：D(s) 列劳斯表2s23S4sK2s2K4s K0要使系统稳定，则 Ks3s2s1s00；21242K4 K 0。2得:所以，使系统产生持续振荡的K值为：K 8将K 8代入特征方程，即D(s)s解得其虚根为, 方法二：系统临界稳定，322s 2s 4s 8 (sj2。所以，振荡频率4)(s 2)2Gk(s

9、)G"jK 2所以，(1,j0)点，则 =K_s(s2 2s 4) s3 2 s2K j(43)3)，即 42所以过K4s1 j0j(48，2、( 6 分)(a) N+ N-= 0 2 = 0, Zr=乐一 2N= 6,(b) N+ N- = 2- 1 = 1, Zr=乐2N= 0, 六、(共9分)1、(4 分)所以闭环不稳定。 所以闭环稳定。(3 分) (3 分)4s(s 2)s(0.5s 1)所以，KGk(s)2、( 5 分)闭环传函为Gb(s)频率特性为GB(jGk(s)1 Gk(s)4' j24s2 2s 42, A(2 A(2)2(42)2 (2 )241，即:A(2)丄2ccarctg290，即:(2)90(2)900css 2si n2t系统稳态输出为：七、（